沉井施工宣贯

作为桥梁结构物的基础，按其施工方法及作用来定义：沉井是以井 内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力下沉到设计位置，做为桥梁
墩台或其它结构物的基础。
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沉井基础的特点
优点 ① 埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，承载面积大，能承受 较大的垂直荷载和水平荷载； ② 沉井施工时既是基础，又是挡土和挡水的围堰结构物，施工工艺 并不复杂；
水域沉井 定位系统
锚墩定位
•
锚碇定位
主锚
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尾锚
拉缆
拉缆
定位船
边锚
锚碇系统的组成：由主锚、尾锚、边锚、定位船、上拉缆和下拉缆
六个主要部分组成。 锚碇定位主要施工步骤：
①施工准备：进行测量准备工作（确定锚位、定位船及钢沉井的位 置，对主要点位进行水深及河床标高的测量）、布置定位船舱面 设施并对机具设备进行严格检查，确保万无一失。

底节沉井下水
沉井下水前，应掌握河床、水文、气象及航运等情况；并检查锚碇 及有关施工设备。在汛期必须经常检查锚碇设备，特别是导向船和沉井
的边锚绳受力情况。
在墩位处拼装的沉井底节可采用气囊、滑道、起重机具、潜水驳等 方式入水。
船运至墩位处的沉井可利用浮吊起吊下水。
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钢沉井的定位与着床
锚碇定位
施工。 ③ 钢沉井：强度高、质量较轻、易于拼装、适合做浮运沉井，但 用钢量大，一般采用下部钢沉井上接混凝土沉井的形式，现正施工 的泰州长江大桥及铜陵长江大桥的沉井基础均采用这种形式。
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沉井构造

沉井构造
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沉井施工

沉井的基本施工流程
沉井施工的两大类型

陆域沉井施工：墩位处于陆地 或在浅水区采用筑岛形式可以 形成陆地施工条件的墩位。
③在施工期和使用期还可做船舶的导向和防撞设施。
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钢沉井定位着床施工：
钢沉井的定位分粗定位和精确定位两个阶段进行。
定位采用动态控制法，与沉井注水下沉同时进行。粗定位在底节沉 井就位后、沉井接高过程中进行，精确定位在沉井注水下沉至距河床一
定距离时进行，根据所处河段的涨落潮情况以及水流流速、流态确定沉
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④底节沉井就位：抛设沉井两侧边锚并临时过至后定位船系结，底
节沉井就位后，与后定位船靠帮，分别将拉缆、边锚由后定位船 过锚至底节沉井。
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⑤后定位船就位：连接沉井与后定位船之间拉缆，利用拖轮溜放后
定位船至设计位置就位。
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⑥接高沉井： 抛设后定位船两侧边锚，接高第二节沉井，连接前后
⑥抽垫应分区、依次、同步地进行，抽出支垫后，及时回填捣实。
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水域沉井施工
浮运就 位
墩位起 吊
水 域 沉 井 施 工 流 程
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钢沉井的制造 钢沉井制造开始前应进行原材料检验、焊接材料检验、钢材 预处理、钢沉井制造工艺编制及评定、焊接工艺评定等前期准备 工作。
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钢沉井工厂制造主要分为三个阶段：
岩质土) ②砂砾层中渗水量虽大但排水便利。 ③沉井所穿过的土层透水性较低，地下水涌入量不大，不会因排 水而产生大量流砂而使施工产生困难，或造成沉井易倾斜，甚至影响 附近建(构)筑物的正常使用的情况。 - 40 -

不排水下沉： 当下沉系数K0大于1.30，稳定系数K0’小于0.80时，宜采用不排
水下沉法。又称淹水沉井，即在下沉过程中井内有水(地下水与补给 水)，利用井内水的压力制止泥砂从井底涌入。故挖土下沉时要及时 补水，保持井内外水头差。井内挖土方式可采用抓斗、空气吸泥机及
斜为主，使沉井刃脚继续嵌入河床，沉井着床稳定后，即可灌注井壁混
凝土。
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沉井接高
沉井接高应顺接，即接高后的各节沉井中轴线应为直线。

混凝土沉井接高
混凝土沉井接高或钢沉井与混凝土沉井连接处，混凝土接合面应 做相应处理，增加粘接强度。
底节高度以下沉时井体不出现纵向破裂为设计标准，以上节段可 尽量做高，以接高后地基承载力为控制因素，且井顶高度应满足机械 设备便于取土的要求。
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操作要点： ①采用抽垫法施工时应计算一次浇筑高度，使其满足地基承载力的要 求。 ②支垫数量根据底节沉井重量及地基容许承载力计算确定，对称均匀 铺设。 ③通过测量放线确定定位支垫位置，从定位支垫向两边铺设，各支垫 顶面应在同一平面上，且与刃脚地面相吻合。 ④支垫布置应满足设计及抽垫的要求，支垫下用砂填实，支垫间用砂 填平。 ⑤混凝土强度满足设计规定的抽垫受力要求即可进行抽垫下沉。
深水浮运钢混沉 井 浮式钢沉 井
管柱基础
南京长江大桥沉井基础
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分11节施工 底节8m钢壳混凝土
以上均为5m钢混结构
江阴长江公路大桥北锚碇沉井基础
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下部38m为钢壳混凝土结构，深水就位 上部38m为钢筋混凝土结构
泰州长江公路大桥中塔墩沉井基础
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底节8m钢沉井 上接33m混凝土沉井
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底节沉井抽垫法施工
较大、较重的沉井，在软弱地基上制造时常采用抽垫法。即在底
节沉井刃脚下铺设一定数量的支垫，待混凝土达到设计强度后，抽除 支垫使沉井下沉。

抽垫法特点
① 使地基均匀承受沉井重量，在混凝土浇筑过程中不会因为沉井突 然下沉产生刃脚裂缝破坏； ② 可保持沉井位置，避免倾斜，便于调整； ③ 便于支撑和拆除模板。
式可用抓斗、水力吸泥甚至人工开挖等。
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特点：
①排水下沉可在干燥的条件下施工，挖土方便均匀； ②因它在沉井内易于施工，遇障碍物易于处理，可投入较多的劳
力，效率高，进度快；
③下沉易于控制平衡，一旦发生倾斜也容易纠正，技术和设备也 比较简单。 • 适用条件：
①渗水量不大，稳定的粘性土层。（如粘土、粉质粘土以及各种
算相应各锚墩处千斤顶需要放张的尺寸及各拉缆所需最终张拉力大小。
据计算结果，对各墩处千斤顶，按照先放后张的原则进行控制，直 至钢沉井达到理论定位要求；
采用同样的方法张拉钢沉井下层拉缆来调整沉井的垂直度。
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锚墩定位特点： ①相对传统的定位船、导向船等定位法其刚度大大增强，有利于克 服沉井在水流作用下产生的摆动，提高了沉井的定位精度。 ②施工风险相应减小，且有比较宽松的操作空间操作各种定位、张 拉设备。
定位船与沉井之间的拉缆，接高后须将沉井边锚、拉缆向上倒移 位置，以满足接高过程定位稳定要求。
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⑦定位、着床：沉井接高完毕、剩余锚绳抛设完成后，全面调整各
锚绳拉缆，逐级施加预拉力，初步定位钢沉井，待着床前进行精 确定位后，向井壁内注水，快速下沉至着床。
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锚墩定位
锚墩定位系统主要由锚固体和张拉系统两部分组成。

钢沉井接高
钢沉井每接高一节，除底兜缆外其余各方向的拉缆、锚绳需向上 倒缆一次。 钢沉井接高完成后应对主要焊缝进行水密试验。在接高下沉时， 锚碇系统应根据设计要求，达到稳定深度后方能拆除。
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沉井下沉 井 孔 内 施 工 环 境
排 水 下 沉
不 排 水 下 沉

排水下沉法 用降低或隔离地下水的方法，使井内保持无水状态施工。挖土方
泰州长江公路大桥南锚碇沉井基础
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62.4m
38.4m
wk.baidu.com
18m
50m
铜陵长江公铁两用大桥3#主塔墩沉井基础
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沉井分类

沉井分类

按施工方法分类：
一 般 沉 井
按 施 工 方 法
浮 运 沉 井
① 一般沉井：就地制造下沉的沉井，在基础设计位置上制造， 然后挖土下沉。 ② 浮运沉井：在深水区不宜就地制造下沉的沉井，在岸边或船坞 内制造加工成型后浮运就位或大型浮吊船吊放下沉。 - 11 -
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国内深水基础的发展
大力发展管柱基础
大力发展沉井基础及钻孔桩基础 大力发展复合基础


国内沉井的应用实例
南京长江大桥墩位基础 江阴长江大桥北锚碇基础 南京长江第四大桥北锚碇基础 泰州长江公路大桥中塔墩基础、及南、北锚碇基础 铜陵长江公铁两用大桥3#主塔墩基础
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工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井 基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时； ② 在山区河流中，土质虽好，但冲刷大或河中有较大卵石不便桩基 础施工时； ③ 岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围 堰制作有困难时。 一般适用于非岩石的覆盖层中，不适用于需穿过岩层、胶结的卵 石层及大漂石层等地质条件。
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②前定位船就位：向墩位上游侧抛设部分主锚，过至前定位船与相
应的滑车组系结，在下游侧抛设临时锚稳定前定位船。
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③后定位船临时定位：抛设前定位船两侧边锚，拖轮拖带后定位船
与前定位船临时系结，利用拉缆并用拖轮辅助溜放至沉井墩位处 ，在下游侧抛设部分尾锚，上游侧抛设临时锚稳定后定位船。
井距河床面的距离。 可以通过全面调整各方向上层拉缆或边锚锚绳控制沉井的平面位置 ，调整下层拉缆或边锚锚绳控制沉井的垂直度，必要时可以调整各隔舱 的注水量辅助调整沉井的垂直度，全程通过测量定位系统监控，保证沉 井以满足规范及施工工艺要求的姿态着床。 沉井着床过程中，应迅速交替进行井壁灌水与吸泥下沉，以控制倾
③ 沉井施工时对邻近建筑物影响较小且内部空间可资利用。

缺点 ① 施工期较长；
② 对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；
③ 下沉过程中遇到大孤石、树干、或井底岩层表面倾斜过大，均会 给施工带来一定困难。
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沉井基础的适用条件
① 上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，扩大基础开挖
①桁片单元件制造、验收；
②块单元制作、验收、水密性试验； ③节段整体组拼、焊接、验收、水密性试验。
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钢沉井验收 沉井的验收工作主要包括检查平面尺寸偏差、接高错台等是否满足 设计及相应规定的要求，以及焊缝的质量是否合格。 井壁单元在钢结构制作完毕后，应用煤油对逐条焊缝进行水密检查 ，煤油渗透检查应在—5℃以上气温下进行，时间不少于20分钟。若有
沉井施工
汇报内容
概述 沉井分类 沉井构造 沉井施工
常见问题及处理
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概述

沉井的起源

1839年法国沙龙尼（saloney）煤田使用了沉井基础。 经过近两个世纪的发展，沉井作为一种特殊的基础型式已经广泛地 应用于桥梁施工、水工结构、矿用竖井等多种领域。

沉井的定义


按照外观结构来定义：沉井是井筒状的结构物。

水域沉井施工：墩位处于水域 中。
陆 域 沉 井
墩 位 处 自 然 条 件
水 域 沉 井
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陆域沉井施工 土模 法
陆 域 沉 井 施 工 流 程
抽垫 法
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底节沉井土模法施工
对于重量较轻的小型沉井，利用可塑性较好的土作为模板浇筑底节
混凝土沉井的一种方法。
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操作要点： ①根据模板施工的性质一般选用粘性土填筑土模。 ②土模应有良好的排水措施，防止土模或基底受水浸泡。 ③土模表面应采用水泥砂浆或油毛毡作保护层。 ④钢刃脚拼成整体安装就位。 ⑤沉井外侧模板安装必须平顺直立，模板板面刨光处理，保证沉井 外侧混凝土表面平滑，以利下沉。 ⑥混凝土应沿井壁四周分层、对称、均匀浇筑，避免混凝土面高低 相差悬殊、压力不均而产生基底不均匀沉降，导致混凝土开裂。

按平面形状分类：
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按立面形状分类：
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按建筑材料分类：
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① 混凝土沉井：抗压强度高，抗拉强度底，下沉时容易开裂， 故混凝土沉井宜做成圆形，并适用于下沉深度不大的软土层中。 ② 钢筋混凝土沉井：当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁结构就
地下沉或浮运下沉；并且井壁、隔墙可分段（块）预制，装配
渗漏，应进行补焊。
底节沉井下水前还须进行灌水检查，灌水水头根据设计而定，如有 漏水应做出记号，放水后进行补焊。
钢沉井出厂前应根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB502052001)进行验收，经验收签证合格后，沉井节段方可作为合格的产品出 厂。
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钢沉井浮运 底节沉井出厂后可直接下水利用自浮特性，依靠拖轮帮靠稳定浮运 至墩位处就位； 若浮运距离长，可利用大型浮吊船起吊至驳船上，经拖轮运至墩位 处就位。
锚固体的一般形式为桩基承台，通过在承台上设置预埋件，布设张 拉定位系统，张拉沉井与锚墩间的拉缆实现钢沉井的精确定位。
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锚墩定位主要施工步骤： ①钢沉井初步定位 用拖轮将钢沉井拖运至墩位处，迅速在钢沉井与锚墩之间安装临时
拉缆，利用临时拉缆对钢沉井进行初步定位。 ②钢沉井精确定位 在锚墩上同时对称地张拉钢绞线上层拉缆至初应力后，放松临时拉 缆，沉井的定位由卷扬机滑车组控制转换到由张拉钢绞线拉缆控制。 由测量人员监控张拉过程中沉井平面位置的变化，根据测量结果反