1、 沉井基礎施工一、沉井基礎的基本概念1、沉井基礎的適用情況對于大跨徑斜拉橋這樣的在豎向和橫向都需要承受大承載力的深基礎，如果受水文、地質條件限制采用樁基礎施工難度較大，而沉井下沉施工又不困難時，則常采用沉井基礎。沉井是橋梁深基礎中常采用的基礎結構形式。2、沉井基礎的作用及工作原理沉井基礎利用沉井結構作為橋梁墩、塔等結構的基礎，承受并將墩、塔等結構傳來的荷載最終傳遞、分散到地基中去，使橋梁結構處于穩定、安全的受力狀態。沉井基礎工作方式和原理見圖3-2-28。圖3-2-28 沉井基礎工作方式和原理示意圖3、沉井結構的組成沉井從主體上看為空心的柱體結構，一般由刃腳、井壁、隔墻、封底混凝土、頂蓋板等部

2、分構成，見圖3-2-29。圖3-2-29 沉井結構示意圖1、刃腳；2、井壁；3、井孔；4、頂蓋板；5、隔墻；6、凹槽；7、封底（1）刃腳刃腳為斜尖狀構造，這種形式使刃腳能更容易地切入土層中，從而引導整體沉井在土中下沉。刃腳也可看作是沉井井壁的一部分，即刃腳是從沉井最底部至尖狀體頂面的那一部分井壁體，或者說是沉井井壁底部的尖狀體部分。為了減少刃腳底面的承載應力，刃腳底有時做成較窄的，但有一定寬度的平底面形式。刃腳的平底面稱為刃腳踏面。（2）井壁井壁是沉井的主體部分，既是沉井基礎中的主要受力構造，又是沉井施工過程中擋土和擋水的主堰體構造。（3）隔墻當沉井承受井外土體側壓力或承受井內外水頭差壓力時，

3、隔墻對井壁起支撐作用，以減少井壁的跨間彎矩。而且，在沉井基礎承受橋梁結構的豎直和水平荷載時，隔墻既加強了井壁間的聯系，提高了沉井截面的整體剛度，又增加了沉井截面的抵抗面積和抵抗慣性矩。隔墻底面要高出刃腳50cm以上，以避免妨礙沉井下沉。（4）封底混凝土封底混凝土是在沉井內底部所澆筑的混凝土，是傳遞墩、塔等結構荷載于地基的承重結構，是在井內抽水時的阻水構造。封底混凝土必須與井壁、隔墻緊密結合，而且必須有足夠的厚度，以便通過井壁、隔墻與混凝土之間的剪力傳遞而使封底混凝土能有效地承受沉井傳下來的荷載。為此，在井壁、隔墻的相應部分設置凹槽或剪刀鍵，其目的就是為了使沉井與封底混凝土之間更有效地傳遞剪力。

4、（5）頂蓋板沉井頂蓋板是直接承受墩、塔等結構的構件。墩、塔等結構傳下來的荷載在頂蓋板上分布后再傳給沉井其他部分。4、沉井的形式（1）根據沉井底節的施工方式分類就地制作下沉沉井一般在岸上、水深及水流速度不大的位置上采用。該類沉井多采用混凝土或鋼筋混凝土結構。這種沉井是在墩、塔等結構的位置上筑島或僅需整、處理場地后制作底節，然后使沉井就地邊接高邊下沉。浮式沉井一般在深水位置處采用。浮式沉井有鋼絲網水泥薄壁、鋼筋混凝土薄壁、裝配式鋼筋混凝土薄壁、帶鋼氣筒、雙壁套箱鋼殼等結構形式。其底節是在岸上制作成形，并通過在滑道上滑移等方式下水，并被浮運到位。此后，使沉井邊接高邊下沉，直到其達到規定要求。底節制作

5、及就位還可采用如下方式：在船上制作底節，并采用吊裝設備吊裝和其他措施，使底節下水并被浮至設計位置。沉井底節也可采用沉船入水的下水方式。（2）根據沉井的豎剖面形狀分類沉井有柱形沉井、錐形沉井、階梯形沉井等類型，這些沉井的形狀見圖3-2-30。圖3-2-30 沉井按豎剖面形狀分類圖(3)根據沉井的平面形狀分類沉井有圓形沉井、矩形沉井、圓端形沉井等類型，這些沉井的形狀見圖3-2-31。圖3-2-31 沉井按平面形狀分類圖(4)根據沉井刃腳是否等高的情況分類沉井有等高刃腳沉井和不等高刃腳沉井。前者是常采用的沉井類型，后者是特殊的沉井類型。不等高刃腳沉井一般是在不等高巖面上，且需要使沉井刃腳著巖的情況中

6、采用。5、沉井基礎的一般施工方法承受大跨徑斜拉橋荷載的沉井，除必須具有足夠大的截面尺寸以滿足強度和剛度要求外，還必須能將荷載有效地傳至足夠大范圍和足夠大強度的地基上，使地基能夠安全穩定地承受橋梁荷載。為了滿足強度和剛度要求，沉井的平面尺寸和截面積一般是很大的。為了滿足地基受力要求，沉井一般要深入到地基中較深位置，因而沉井高度一般也是很大的。所以沉井的平面尺寸、高度、體積和重量一般都是很大的。沉井基礎施工的主要難度和主要目的就是要將規模很大的沉井下沉到地層中要求的深度。沉井下沉到要求的深度后，沉井基礎此后的施工相對就容易多了。大規模沉井的下沉，從吊裝，從對沉井狀態的控制等的能力上考慮，只能采取逐

7、步接高沉井，逐步使沉井下沉的方式。沉井基礎的各種施工方法，均是按照逐步接高和逐步下沉的指導思想考慮的。沉井施工的主要工序及其大致順序是：沉井首節即底節的制作及就位、沉井的接高及下沉、沉井的封底、沉井的填芯、沉井頂蓋板的架設。沉井底節的制作及就位一般采用兩種方法，即就地制作就位法和預制浮運就位法。前者是在設計的沉井位置筑島作為沉井底節的制作場地，在筑島的場地上完成底節的制作后，就地使沉井邊接高邊下沉。后者是在方便制作、下水的場地上制作可自浮的沉井底節，然后采用一定方法使底節下水并被浮運就位，并在沉井設計位置上設置錨碇系統使底節處于可控狀態。此后在底節上邊接高邊下沉沉井。當沉井進入土層一定深度后，

8、對沉井為滿足自浮需要而設置的空腔結構進行填充，以滿足沉井作為基礎構造的受力要求。沉井的接高是從底節上開始的，且是與沉井的下沉交替進行的。沉井的下沉必須通過排除刃腳、井壁及隔墻附近的土體，使沉井所受土體阻力減少才能實現。排除土體一般只能在井內進行。井內除土是沉井下沉的必要和主要措施、方法。對于沉井的下沉，此外還有井內抽水減浮、沉井臨時壓重、炮振、以空氣幕或泥漿潤滑套對外井壁土層進行擾動等助沉措施。沉井的封底可采用排水澆筑混凝土、澆筑水下混凝土、澆筑水下壓漿混凝土等方法。沉井的填芯有的沉井需要，而有的沉井是不需要的，這要根據設計的要求確定。需要填芯時，一般需先在井內抽水，然后清除封底面的淤泥、浮漿

9、等雜質，此后再在井內分層填充填芯物，并分層夯實之。沉井頂蓋板的架設是在沉井頂部進行的。鑒于通航、節省圬工材料及美觀的需要，沉井頂面，包括井頂蓋板，必須是置于地面或水面以下一定深度的。為此，當最后一節沉井下沉到頂面距地面或水面一定高度時，在井頂設置擋土或防水圍堰，以便沉井在頂面沒入地面或水面以下后，能夠繼續在無土干擾和無水情況下進行其頂蓋板及墩、塔的地下或水下部分的施工。因此，沉井頂蓋板是在有井頂圍堰保護的情況下進行的。二、沉井在土層中的下沉施工方法1、排水開挖下沉這種方法是通過挖除沉井內和刃腳下的土體，使沉井減少所受阻力而下沉。在排水不會產生土體坍塌的較穩定的土層中，沉井可在井內排水后，在無水

10、的情況下開挖下沉。這種方式使沉井的狀況包括精度狀況更容易得到控制，使得沉井即使發生問題，也能使問題及時得到解決。排水可在井內或井外四周挖設集水井后，在集水井內抽水進行。井內土體采用人力或風動工具開挖。對于粘土、淤泥等淤狀土體，可采用高壓吸泥泵吸除。對于較硬的巖層，可采用放炮松土的方式挖除。開挖必須對稱地進行，保證沉井均勻下沉。2、不排水除土下沉同上，這種方法也是通過清除沉井井內和刃腳下土體而使沉井下沉的一種方法。對于滲漏嚴重而無法在井內排水的情況，采用抓土機械和吸泥設備除土。在吸泥過程中，由于泥水一同被排出，為保持井內外水頭平衡，需同時以抽水機抽水向井內補水。在較堅硬土層中抓、吸土較困難時，可

11、采用高壓射水方法先將土體沖松，再將土體抓出或吸出。抓土施工見圖3-2-32，吸泥施工見圖3-2-33，高壓射水施工見圖3-2-34。圖3-2-32 沉井抓土施工示意圖 圖3-2-33 沉井吸泥施工示意圖圖3-2-34 沉井高壓射水沖射土層示意圖3、下沉輔助措施(1)空氣幕助沉空氣幕方法適用于沉井在水中或在地下水位較高的細砂、粉砂類及粘性土層中下沉時采用。空氣幕方法是通過預埋在井壁管路上的小孔即氣龕向井壁外土層中噴射壓縮空氣，氣流沿沉井外壁上升帶動土體翻滾，使土體被擾動，因而使土對沉井外壁的摩阻力減少，從而使沉井下沉。1)空氣幕的組成空氣幕由井壁中的預埋管路、外井壁表層的氣龕、空壓機、風包及送風

12、管路等構造和設備構成，見圖3-2-35。圖3-2-35 沉井空氣幕系統構造示意圖氣龕氣龕是設置在沉井外壁的凹槽和槽中管路上的噴氣孔。氣龕凹槽平面尺寸及深度多采用5cm153cm這樣一種規格，噴氣孔一般采用1mm的小圓孔。氣龕構造見圖3-2-36。圖3-2-36 空氣幕氣龕構造圖井壁內的預埋管路預埋管路是壓力氣體通過的途徑。其布置有兩種方式：一種是同時設環形管和豎管，噴氣孔設在環形管上。豎管與環形管連接并伸出井頂。壓氣時氣體由豎管進入環形管，然后從各氣龕噴出。另一種則只設豎管，噴氣孔即設在豎管上。豎管可采用塑料管或鋼管，水平環管則采用直徑為25mm的硬質聚氯乙烯管。供氣系統由空壓機及風包供氣，通

13、過風管路送進井頂豎管，最后由氣龕出氣，形成壓氣通路。2)氣幕構造的安裝程序沉井氣幕構造的安裝程序為：管材下料、沉井模板及氣龕成形用的木模塊的安裝井壁內預埋管路的安裝井壁混凝土的澆筑養生拆模及木模塊拆除噴氣孔的鉆設供氣系統的連接對氣幕系統進行壓氣檢查。3)氣幕作業要點開氣的順序是先上層后下層，否則氣體可能從刃腳下噴進井內而引起翻砂；壓氣時氣壓要盡可能用壓風機的最大值。實踐證明，壓力大則壓氣效果就好；壓氣時間一般只在25S50S之間，最多不超過1min。壓氣時間過長，沉井周圍砂土已液化，液化的砂土較易滲入氣龕，造成堵塞，故每次壓氣時間不可過長；壓氣時的堵塞問題必須引起足夠的重視，除注意上述壓氣操作

14、要點外，對鋼管的銹皮、塑管毛刺、廢渣、泥土等容易造成氣流堵塞的物質必須預先加以仔細清理，確保壓氣暢通。另外，可在管路的端頭設貯砂筒，貯存由氣龕滲進的砂子，防止噴氣孔堵塞。(2)泥漿潤滑套助沉沉井的泥漿潤滑套下沉方法是在沉井外壁周圍與土層之間設置泥漿隔離層，減少土與井壁間的摩阻力，以利沉井下沉。該方法一般在筑島或岸地沉井中采用。泥漿由粘土、水和化學處理劑配成。泥漿潤滑套對井壁的摩阻力為3Kpa5Kpa。1)設施布置為了在井壁與土層之間設置泥漿隔離層，需要布置一套沉井泥漿潤滑套施工系統，見圖3-2-37。圖3-2-37 沉井泥漿套施工布置示意圖泥漿潤滑套系統的布置方式是，在沉井旁設置粘土存放和風干

15、場、碎土設備、拌漿機和儲漿池。在儲漿池旁設置壓漿機，通過輸漿管路將泥漿壓入泥漿套內。當沉井采用在水中筑島的下沉方式時，泥漿潤滑套系統的拌漿機、儲漿池和壓漿機可裝設在船只上。泥漿潤滑套設施產生潤滑套的過程是，泥漿由壓漿機通過輸漿管送至井頂壓漿管，再通過壓漿管從井壁外的射口圍圈流散在土層和外井壁間的縫隙間，從而在其間產生潤滑套。泥漿潤滑套設施主要構造情況是：輸漿管可采用直徑38mm75mm的鋼管或膠管，一端連接壓漿機，一端通至井頂，并與三通管相連。三通管上裝有膠管和閘閥，膠管可分別與井頂各壓漿孔口的管頭相連。當某一孔道需壓漿時，只需連通膠管并將相應閘閥開啟即可。壓漿管壓漿管可采用內管和外管兩種方式

16、：內管方式是在井壁上設置預留壓漿管道，見圖3-2-37。外管方式又可采用井外、井內兩種方式，其中井外外管法是將壓漿管順井壁外側直接插入泥漿套內進行壓漿。井內外管法是將壓漿管從井孔內插下，在接近沉井臺階高度處穿過井壁，將壓漿管出口引至泥漿套內，見圖3-2-38。泥漿管射口圍圈圖3-2-38 井內外管法布置圖采用內管法及井內外管法壓漿時，壓漿管的出口一段一般多采用鐵皮彎管，射口設在底節沉井臺階處，射口方向與井壁周邊的豎面成45斜角。為防止壓漿時泥漿直接沖射土壁及減少壓漿孔出口處的堵塞，可在射口處設置阻擋板，即所謂泥漿管射口圍圈。井壁地表圍圈地表圍圈是沿井壁周圍埋設的圍板，用以防止地面土層坍塌而破壞

17、泥漿套。地表圍圈可采用木制或鋼制板，與井壁間的凈距大約與射口圍圈與井壁間的凈距相等。地表圍圈的高度為1.5m2.5m，頂部高出地面約0.5m。圍板埋設位置要求準確，與井壁的凈距應均勻一致。圍板埋設必須牢固穩定，為此可在地面上采取各種相應的固定措施。2)泥漿制備泥漿性能泥漿應具備固壁性、觸變性、膠體穩定性等性能，其中：固壁性即通過壓入套內的泥漿產生液柱壓力，支撐和泥化土壁，穩定及平衡地層壓力。并通過泥漿微細的固體顆粒滲透或附著在土層而形成泥皮。泥皮可防止井壁坍塌。因為泥漿的固壁性，從而在井壁與土層間形成了較穩定的泥漿套。觸變性即泥漿的靜置為凝膠狀態，攪拌或觸動后又恢復其流動性的性能。膠體穩定性即

18、泥漿的在長期靜置狀態下不發生聚沉和離析，及在沉井通過不同地層時不致過多失水或為地下水所稀釋的性能。泥漿指標及配合比泥漿潤滑套所用泥漿應符合下列指標：相對密度：一般為1.21.4；粘度：大于100S；失水量：小于8ml；泥皮厚度：小于3mm；靜切力：大于10MPa；膠體率：100%；含砂率：小于4%；值：68。泥漿潤滑套的配合比一般采用下列質量比：粘土：35%45%；水：55%65%；化學處理劑碳酸鈉(Na2CO3)：0.4%0.6%(按泥漿總質量計)。粘土應按照有關要求和方法選取，可參考文獻1中的有關內容。各種地層對泥漿指標的要求對泥漿的各項指標，應針對不同的地層及施工的具體情況，重點要求控制

19、幾項主要的指標項目。對于砂夾卵石地層，該地層顆粒間孔隙大，結構松散，地下水較暢通，泥漿易于局部坍落漏失，故宜用高粘度、高切力、相對密度較小的泥漿。對于粘土地層，該地層結構緊密，地下水滲透緩慢，土體側壓力大，宜用相對密度大、失水量較小的泥漿。對于中等顆粒地層(各類砂土)，所用泥漿指標應介于上兩者之間。在飽和的細、粉砂地層，易翻砂漏漿，故宜用粘度和切力較高的泥漿。泥漿制備程序存放粘土風干碾碎配料攪拌篩濾儲漿。粘土經風干碾碎至不大于5cm的土粒后，清除石子及雜物，按試驗選定的配合比配料，然后進行攪拌。攪拌時可先將水和粘土攪拌成漿后，再摻入化學處理劑。每盤攪拌時間視拌和機效能而定，一般約為30min左

20、右，然后使拌好的泥漿經篩網過濾后流入儲漿池，以備使用。儲漿池容量一般為每節沉井按理論計算所需泥漿的體積。泥漿實際耗用量一般為理論耗用量的1.52.0倍。當儲漿池內泥漿存放過久，泥面老化出現泥皮時，可輕微灑水保養，或用棍棒攪動。冬季施工，儲漿池應有保暖設施，管道也應有防寒設備。泥漿在制備儲存及使用中，均應做好取樣試驗工作。3)壓漿壓漿可采用泥漿泵壓漿。正常情況下，壓漿壓力為：啟動時約為0.7MPa；啟動后正常壓注時應為0.1MPa0.3MPa。在處理故障等特殊情況下，其啟動壓力也有高達1.2MPa2.0MPa的情況。壓漿時，泥漿流動半徑約為5m，流動坡度為3%10%。壓漿一般是一個孔一個孔地逐孔

21、進行，并隨沉井下沉而不斷補漿，使泥漿面保持在地表圍圈頂面以下0.3m0.10m，即高出地面。每次壓漿完畢后，應將壓漿管和拌漿、壓漿機具沖洗干凈，以備再用。(3)炮振助沉當因外壁阻力較大，沉井下沉困難時，可在井孔中央的泥面上放置炸藥起爆，使沉井和周圍土層受振。受振后沉井和土層間摩阻力減少，從而使沉井下沉。炮振施工應有專業機構或專業隊伍參加。(4)抽水助沉不排水下沉的沉井，在不致引起井內翻砂涌水的情況下，可采用在井內抽水的辦法使沉井下沉。在井內抽水可減少沉井所受浮力，使沉井下沉力增大。(5)壓重助沉采用在沉井上增加臨時重量的辦法使沉井增加下沉力，從而使沉井更容易下沉。4、沉井在土層下沉施工中需掌握

22、的原則和注意的問題(1)在井內的除土作業應對稱、均勻地進行，保證沉井均勻下沉及保持沉井的安全狀態；(2)在不穩定土層中下沉時，除土位置應距刃腳有一定的安全距離，并隨時注意沉井的狀態，小心進行除土作業，防止井內的涌砂及沉井的失控；(3)沉井下沉過程中必須要做好對沉井狀態的觀測工作，掌握相應的地層、水流情況，隨時采取各種措施對沉井進行調整、糾正和控制，確保沉井處于安全、可控狀態；(4)井內出土盡量運離沉井，使之至遠處，防止棄土堆在沉井一側造成偏壓，使沉井產生偏斜；(5)在沉井接高前，沉井頂面距水面應留有安全高度，以防沉井井頂在接高過程中因重量增加而沒入水中。其高度值可通過計算確定，一般應不小于1.

23、5m。沉井接高前不得將刃腳掏空，必要時還應在刃腳下回填或加支墊，防止沉井在接高過程中突然下沉；(6)當沉井下沉離設計標高還差2m左右高度時，應控制井內除土量，并注意調整沉井，避免沉井發生大量下沉或大的偏斜而無法達到設計要求的位置。5、沉井的糾偏(1)不對稱除土糾偏為使沉井向一方如上游移動平面位置，則先在沉井的下游側除土，上游側不動，使沉井向下游傾斜。然后在兩個方向側同時均勻除土，則沉井刃腳即可向上游移動。當刃腳達到平面位置的正確位置后，在刃腳高側除土，使沉井正位，則沉井整體的移位就完成了。在高側不對稱除土可糾正沉井的傾斜。(2) 施外力糾偏通過施加外力可糾正沉井的傾斜。通過拋錨、打地錨等方式設

24、置反力點，在井頂施加水平力，同時在反向側的井壁上設置支撐，作為沉井糾偏時的保險裝置。沉井高側刃腳下應預先除土，而在施力過程中，可在低側刃腳部位除土，使沉井在轉動時能有活動空間。沉井在水平力的作用下發生轉動，使傾斜的沉井被扶正。施外力糾偏的方式見圖3-2-39。圖3-2-39 沉井糾偏示意圖(3) 不對稱加土糾偏通過在井壁外側不對稱加土，使沉井受到不平衡土壓力，從而使沉井向預想方向移動或傾轉，達到糾偏目的。(4) 不平衡除土和加土糾偏在井內一對對角除土，而在井外另一對對角加土，借助于刃腳下不相等的土壓力所產生的扭矩，可使沉井在平面上向預計方向扭轉，達到糾偏目的。三、淺水沉井施工在淺水橋位采用沉井

25、基礎，一般采用鋼筋混凝土井壁的沉井，并采用下面的方法施工：對于淺水位置，采用筑島方法可建立基座。而對于岸邊旱地位置，可以通過進行地基處理建立基座，然后在基座上就地制作沉井底節。此后在底節的基礎上邊接高沉井和邊下沉沉井，直到完成沉井基礎的施工。對于淺水基礎的現澆沉井施工，一般情況下其分項工序的組成和施工步驟是：筑島地基處理鋪設刃腳底座立底節模板綁扎鋼筋、布管路澆筑混凝土、養生抽刃腳下底墊座接高及下沉沉井清理基底封底填芯、澆蓋板。1、 筑島可采用兩種形式的島體，一種是無圍堰的島體，一種是有圍堰的島體。在水流速度不大的條件下，一般采用無圍堰島體，反之則一般采用有圍堰島體。(1) 無圍堰筑島采用土料筑

26、島，筑島邊坡必須滿足筑島的穩定性要求。(2) 圍堰筑島有草袋或石籠圍堰、木板樁圍堰、鋼板樁圍堰等筑島方式。在水深及流速不大，河床土層較硬的情況下采用草袋圍堰。如果流速超過2.0m/s，在外層宜用石籠取代草袋筑成迎水箭形式，以使圍堰抵抗水流沖擊。水深在5m以內，河床較軟弱時，可選用木板樁圍堰。而在水較深，流速較大的情況下一般采用鋼板樁圍堰。圍堰在周邊起隔水作用，在圍堰的中部以土料或其他材料筑島，從而形成圍堰筑島構造。2、 地基處理在岸灘或筑島構造體上制作沉井底節前，要對地基進行處理，使地基土體平整、勻稱、緊固，以保證地基能安全地承受沉井的施工荷載。3、刃腳底座鋪設由于刃腳底面是窄小的受壓面，因此

27、必須在地基上鋪底座以承受刃腳壓力及分布荷載至地基上。為使就地下沉時抽取方便，一般采用墊木的底座形式。4、 底節沉井立模、布筋、澆筑沉井底節模板及模板的支撐應具有足夠的強度和剛度，底座面承受刃腳的部位應鋪設10mm以上的鋼墊板。在地下水位較低且土質較好時，刃腳的澆筑可采用挖土所形成的模具或填筑所形成的模具。這種立模方法可省去鋪刃腳底座、抽墊座使沉井底節下沉等工序，還可以減少沉井的下沉高度。鋼筋及管路的安裝一般在內模安裝以后，外模尚未安裝時進行。鋼筋及管路安裝成形后再安裝外模板。鋼筋及模板安裝完成以后，進行底節混凝土的澆筑、養生、拆模、鑿毛等工作。5、底墊座抽除底墊座的抽除必須做到分組、對稱、同步

28、地進行。每抽完一組墊座，必須及時在抽除位置及時回填粗、中砂等土料。6、接高及下沉底節刃腳嵌入土中以后，通過在井內除土使沉井下沉。當沉井達到較穩定狀態后，可在底節沉井的基礎上分節接高沉井，邊接高邊使沉井下沉，直至沉井全部制作完成，而且刃腳達到要求標高位置。沉井分節高度應根據除土方法、下沉進度、土層性質、沉井的平面尺寸、施工的方便程度及質量要求決定，以使其能在下沉及接高過程中保持可控和穩定的狀態。底節沉井的高度必須不能小于一個最小高度。在拆除墊座或挖除土模后，在自重及下一節沉井施工重量作用下，由于地基不均勻沉降等原因，在井壁、隔墻豎向截面內將產生彎矩。而井壁及隔墻為抵抗這個彎矩所需要的最小高度，就

29、是上述的最小高度。若沉井底節下為松軟土時，則底節最大高度不得大于0.8倍沉井寬度，其余各節則應盡量做得高一些。沉井高度的確定，除要考慮沉井的穩定外，還要考慮挖土及起重機械設備工作的方便。沉井接高前，沉井頂面的離地、離水高度應根據結構及施工安全、作業方便及其他要求而確定。7、基底清理在沉井下沉到設計標高后，應對基底按設計要求進行清理，為封底做好準備，使封底結構支承在符合要求的基底上，保證封底的高質量。基底清理的基本要求是：(1) 基底標高、形狀及地質、排水等情況與設計要求相符；(2) 粘土層基底采用排水方法除土時，要將基底挖成鍋底狀，并不宜浸水太久。封底應在最短的時間內完成；(3) 應將基底上的

30、松碎石塊、淤泥、苔蘚等雜物清除，以保證封底結構與基底之間的緊密結合；(4) 對于風化巖層，在澆封底混凝土后，還應在沉井周圍填土覆蓋，以達封閉基巖的目的；(5) 在排水開挖的沉井中，巖層傾斜度大于15時，沉井基底應被鑿成臺階形；(6) 基底土質復雜，有軟弱層，或有濕陷性黃土層，或有永久凍土層，或有泉眼及溶洞的基底，均須按文獻2的有關規定進行處理；(7) 清基時，應注意控制井底面土體的狀態，不要過分擾動刃腳下土層，以免引起翻砂。基底清理可采用風動鑿巖工具鑿除、高壓射水、吸泥、抓泥、小型爆破等方式進行。在水下采用吸泥機進行基底清理后，應隨即在井內基底上放置傘形沉淀盤，待水中懸浮的泥砂沉淀后，再將其提

31、出，將沉淀物排除到井外，保證在基底上所進行的封底施工的質量符合要求。傘形沉淀盤的構造和使用方法可見文獻1中的有關內容。8、封底、填芯、澆蓋板封底有排水封底、水下澆筑混凝土封底、水下壓注壓漿混凝土封底等方式。在大跨徑斜拉橋索塔沉井基礎施工中，水下混凝土封底是主要采用的封底方式。沉井水下混凝土封底的施工與鋼圍堰封底施工基本上是相同的，可見本章第二節中的相關內容。排水封底及水下壓注壓漿混凝土封底是過去常采用的施工工藝，可見文獻1中的有關內容。沉井的填芯和井頂蓋板的澆筑是沉井基礎施工的最后兩道主要工序。其中填芯施工方式較簡單，按照設計的要求在井內填充填料。井頂蓋板的施工需要設置井頂擋土或防水圍堰才能進

32、行。在淺水或岸灘沉井的施工中，一般采用土圍堰和圬工圍堰擋土或防水，以進行井頂蓋板和墩塔下部的施工。土圍堰或圬工圍堰在墩、塔澆筑出水或出地面后，采用小藥量爆破等方式予以清除。四、深水浮式沉井施工在水深流急的墩塔位一般無法筑島以進行沉井施工，則采用浮式沉井方法進行沉井基礎施工。1、浮式沉井的施工原理及方法淺水位置的沉井施工可以筑島建立沉井施工的穩定操作平臺，沉井也可以一直在土體的夾嵌中穩定地下沉。那么水深流急無法筑島的沉井施工需要解決的問題就是，在沉井還未下沉到水下土體穩定深度以前，選用何種結構形式，采取何種施工方式以建立施工平臺，使沉井穩定下沉。沉井下到土層中穩定深度以后，則此后沉井繼續接高的方

33、式與筑島沉井基本相同，其下沉施工方法可采用前面介紹的沉井在土層中的下沉施工方法。再后沉井的施工，井頂圍堰因為處于較深的水中，要承受較大水頭差，其構造形式和安裝方法與前面所介紹的防土圍堰有所不同。沉井的封底、填芯、澆蓋板施工，根據具體情況，采用筑島沉井施工中所介紹的相應施工方法。為了使沉井在嵌入土層以前在水中能夠接高下沉，這一過程中的沉井可以做成空腔井壁的可自浮的結構形式，也可以做成安裝臨時井底的可自浮的結構形式，或做成在井內設置鋼氣筒的可自浮的結構形式。在接高下沉過程中，沉井可以通過在井壁或井內灌水，或在氣筒內放氣而下沉。這一過程中的沉井通過在水面設置導向船體系及布置錨碇系統而穩定。導向船體系

34、還用作為沉井的施工平臺。沉井的底節可以在岸上制作，然后采取一定的方式下水，并被浮運至設計位置。沉井底節也可以在船上制作，并可采用一定方式如吊裝或沉船方式，直接在設計位置或設計位置的近處下水就位。當沉井已進入到土層中較穩定深度后，在井壁中或井內完成混凝土或鋼筋混凝土的澆筑，使井壁或井孔間隔墻成為實心構造，以滿足沉井使用階段的受力要求。對于帶鋼氣筒的浮式沉井，在沉井落至床底，并撤除氣筒后，原氣筒孔位即為取土井孔。2、浮式沉井的種類根據浮式沉井的施工原理和方法，浮式沉井可以有很多種類。目前已使用的浮式沉井有鋼絲網水泥薄壁浮式沉井、鋼筋混凝土薄壁浮式沉井、裝配式鋼筋混凝土薄壁浮式沉井、臨時井底浮式沉井

35、、帶鋼氣筒的浮式沉井、雙壁套箱鋼殼沉井等沉井種類。盡管浮式沉井的種類很多，但根據沉井在水中自浮和入土后的填充方式，基本上可分為23類。一類是靠空腔井壁自浮，完成著床后，在井壁內填充的浮式沉井，如鋼絲網水泥薄壁浮式沉井、鋼筋混凝土薄壁浮式沉井、裝配式鋼筋混凝土薄壁浮式沉井、雙壁套箱鋼殼沉井等沉井，見圖3-2-40。另一類是靠井內的氣筒充氣自浮，完成著床后在井內氣筒之間填充的浮式沉井即帶鋼氣筒的浮式沉井，見圖3-2-41。對于大跨徑斜拉橋的深水沉井基礎，可以采用帶鋼氣筒的浮式沉井。還有一種設置臨時井底的浮式沉井，其井壁可以是實心的，入土后不需要進行填充。這種沉井只是在井內刃腳以上的位置設置臨時底板

36、，從而使沉井能夠自浮。當沉井刃腳下沉至土層中穩定深度后，再進行水下切割，解除臨時底板。這種沉井除增加臨時底板，以便使沉井能夠在水中自浮和下沉外，其他的結構形式和施工方式與筑島沉井基本相同。圖3-2-40 鋼殼沉井構造圖圖3-2-41 鋼氣筒浮式沉井構造示意圖3、浮式沉井的施工步驟沉井底節制作沉井底節下水導向船及錨碇系統的布設、沉井底節浮運就位沉井在水中的下沉及接高沉井著床沉井在土層中的下沉及接高沉井防水圍堰安裝沉井下沉到位沉井基底清理沉井封底沉井填芯沉井澆蓋板。4、沉井底節的制作底節制作要做的一些主要工作是，場地的選擇，場地的處理，基座的設置，設施、設備的布置，底節沉井的制作。制作場地可選在岸

37、邊或船上，要根據下水方法確定。設置基座的目的就是要保證沉井制作的基礎有足夠的強度和抗變形能力，以及保證施工操作的方便性。布置設施、設備是沉井制作所必須的，依靠必要、合理的設施、設備配置，沉井制作才能順利進行。各種形式沉井底節的制作工藝可見文獻1中的有關內容。5、沉井底節的下水沉井底節的下水方法很多，如沿滑道滑移下水、浮吊吊裝下水、沉船下水方法等等。但目前采用較多的是沿滑道下水及浮吊吊裝下水方法。沿滑道下水的方法是在岸邊制作底節，然后從沉井處開始鋪設滑軌延至深水中。然后采用卷揚機牽引或千斤頂頂推的辦法使沉井滑入水中而自浮，見圖3-2-42。此方法的水下軌道可使用潛水員進行水下安裝。圖3-2-42

38、中軌道的最小入水長度L要通過計算確定。軌道入水長度要保證沉井前端滑塊在到達軌道盡頭前，沉井前部已能自浮。圖3-2-42 沉井沿滑道下水示意圖浮吊吊裝方法的前提是采用有足夠吊裝能力的大型浮吊。沉井底節可以在岸上制作，也可以在船上制作。在岸上制作的沉井，如果在浮吊的起吊范圍內，則可由浮吊直接吊入水中。否則可設置滑軌，先使沉井向水中方向滑至浮吊的起吊范圍內，再由浮吊起吊入水，見圖3-2-43。在船上制作的沉井，可在設計的沉井位附近，由浮吊直接吊入設計位置內。圖3-2-43 沉井前移滑道示意圖6、 沉井底節的浮運就位在岸邊下水的沉井需要采用一定方式使其被運至設計位置處。沉井的浮運可采用與鋼圍堰浮運相同

39、的方式。但沉井的浮運穩定問題更為突出一些，因此，對于沉井的穩定性，應該進行計算、分析，并采取必要措施，以確保沉井的浮運安全。7、沉井的抗水流穩定沉井依靠導向船和錨碇系統抵抗水流的沖擊而穩定，為沉井在水中懸浮狀態下的接高下沉創造前提條件。沉井與圍堰的導向船和錨碇系統的施工在原理和方法上基本上是相同的，見本章第二節中的相關內容。8、沉井在水中的下沉及接高沉井的下沉及接高是以導向船系統作為施工平臺的。在平臺上布置必要的吊裝設施以解決沉井下沉及接高的吊裝問題，見圖3-2-44。沉井的吊裝設施也可按圖3-2-11方式布置。圖3-2-44 沉井下沉及接高吊裝設施布置圖沉井分節段邊接高邊下沉。沉井分節高度既

40、要考慮施工的方便，又要考慮節段重量對水中沉井穩定性和安全性的影響。沉井的接高是在沉井頂部進行的。接高或采用立模現澆，或采用構件裝配方式進行。沉井的下沉是通過灌水或放氣而實現的。每次接高前，沉井既要下沉一定深度以保證其承重時的狀態穩定，又要保持其露出水面的安全高度，以避免接高重量使沉井下沉，從而使原沉井頂部接近或沒入水中。沉井在水中下沉的最后一個工序是著床。為保證沉井最后位置的準確性，必須首先保證沉井著床位置的準確性。另外與鋼圍堰一樣，沉井也有著床的安全控制問題，其解決方式與鋼圍堰是相同的。在水中的下沉、接高及著床施工，沉井與鋼圍堰基本上是相同的。但是，在對吊裝的要求上，如果鋼圍堰采用塊件或整節

41、吊裝方式，則鋼圍堰要高得多。9、沉井防水圍堰的安裝深水沉井一般采用井頂臨時鋼結構圍堰進行井蓋施工及墩、塔等結構的下部施工。鋼結構圍堰有鋼板樁圍堰和雙壁鋼套箱圍堰等形式。鋼板樁錨固在井頂的井壁頂面上。為此，在澆筑頂節沉井井壁時，在井壁頂面就需預先設置錨固鋼板樁的凹形環槽。鋼板樁埋入凹槽內深度一般為40cm60cm。為便于拔除，在鋼板樁的插入部分的表面涂抹瀝青或黃油。在鋼板樁插入凹槽后，在凹槽內鋼板底部的20cm40cm填粘土并夯實，頂上20cm用混凝土封住。當墩、塔身出水后，將堰內水灌到與堰外水齊平，然后可從下游開始，向兩側逐塊拔除鋼板樁。雙壁鋼套箱圍堰可以在多個沉井上周轉使用。雙壁鋼套箱圍堰由

42、井頂側面螺栓下卡具、密水膠條、雙壁鋼套箱、螺栓上卡具、長螺栓、單壁鋼套箱等構件組成。鋼板樁圍堰及雙壁鋼套箱圍堰的構造和施工方法可見文獻1中的有關內容。10、沉井浮運穩定計算及增強穩定的措施對于平面尺寸相對于高度不足夠大的沉井，或浮體部分接近于平面中心的帶鋼氣筒的沉井，其浮運中的穩定問題較突出，因此應驗算沉井在水中的安全度和傾覆穩定性。其計算方法見文獻1中的有關內容。如果計算發現沉井的穩定性和安全度不夠，則應采取灌水或放氣降低沉井露出水面的高度、減緩沉井浮運速度，增加沉井與運送船只之間的支靠點和支靠力度等措施，以改善沉井的穩定狀態，確保沉井浮運的安全。11、沉井的渡洪施工和鋼圍堰施工一樣，從安全

43、、經濟的角度上考慮，受水流影響的深水沉井基礎的施工，主要是其受水流、水深影響較大的水中施工，應從一個枯水季節的開始就開始進行，以便抓緊時間，在枯水季節結束，洪水來臨前，使水中沉井施工的進度達到了這樣的程度：沉井已在土層中下沉到了一個足夠大的深度。這個深度使沉井即使是在最大的沖刷情況下，仍能埋置在土中或支承在土層上，從而使沉井能抵抗洪水的沖擊而處于安全狀態。如果沉井的形狀、重量及沉井底面與土層的水平摩阻力能確保沉井有能力抵抗水流沖擊的水平力和傾覆力矩，則在最大的沖刷情況下，沉井刃腳只要能完全支承在土層上即可滿足渡洪需要，否則必須要使刃腳有一個嵌入在土中的必要的安全深度，以便使沉井除了依靠水平摩阻

44、力外，還能夠依靠土體的側阻力和嵌固作用來抵抗水流沖擊。在有利的枯水季節施工，并搶在洪水來臨前使沉井達到抵抗洪水沖擊的安全狀態的沉井基礎的施工，即是沉井基礎的渡洪施工。如果沉井在洪水來臨前未能達到上述的渡洪要求，例如其刃腳未能下沉到沖涮線以下。則在洪水沖擊下，沉井刃腳下土層被沖空，沉井將極有可能會發生傾覆、被水流沖走等事故。一般情況下，由于洪水的巨大沖擊力，及沉井的龐大體形、體積、重量，沉井必須要依靠土層的支承甚至嵌固才能達到渡洪目的。如果沒有土層穩定的支承和固定，沉井只依靠導向船和錨碇系統是無法達到渡洪目的的。五、沉井施工的精度控制沉井施工中的精度控制方法是指所采用的對沉井的施工操作進行指揮、導引，使施工的沉井的位置、形狀幾何要素的精度要求得到滿足的方法。和鋼圍堰一樣，沉井主要有接高過程中本身形狀的平面尺寸、順直度，及最后定位的整體結構的上下口位置精確性的保證的精度控制問題。雖然結構形式和施工方式可能不一樣，但沉井施工和鋼圍堰施工，其精度控制的基本原理和方法是相同的。例如，對于接高節的垂度的控制，沉井和鋼圍堰都可采用直角三角形控制方法，但塊件拼接的鋼圍堰，是對塊件上的點進行量測而指揮對垂直度的調整。而現澆的沉井，則可對模板上的點進行量測而指揮對垂直度的調整。因此，雖然具體操作的形式有可能不同，但兩者對其接高節垂度控制的基本原理和方法是相同的。其他方面亦然。