桥基础沉井围堰施工技术

桥基础沉井围堰施工技术

宋达勇

BridgeFoundationOpenCaissonCofferdamConstructionTechnology

宋达勇SONGDa-yong

（中铁九局集团第三工程有限公司，长春130052）

（ChinaRailway9thBureauGroupNo.3EngineeringCo.，Ltd.，Changchun130052，China）

摘要：桥梁建设是一个重要的研究课题，尤其是水桥的基础设计更是重中之重，因为其对质量要求高，施工难度大，一旦出现问题，就会引发及其严重的后果。本文就针对桥水中基础沉井围堰施工技术加以介绍，并对其施工流程加以说明。

Abstract:Bridgeconstructionisanimportantresearchtopic,andwaterbridgefoundationdesignisespeciallyparamount.Becauseithashigherrequirementsforquality,andtheconstructiondifficultyisbig,onceproblemappears,itwillcauseseriousconsequences.Thispaperintroducesthewaterbridgefoundationopencaissoncofferdamconstructiontechnologyanditsconstructionprocess.

关键词：桥基础；沉井；围堰；施工技术

Keywords:bridgefoundation；opencaisson；cofferdam；constructiontechnology

中图分类号：U445.4文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）13-0133-02

0引言

沉井是修建深基础与地下构筑物的主要施工工艺。无论沉井还是沉箱施工技术都对工程的质量产生重大影响，一旦失败，不仅会影响工程期限，更会带来巨大经济损失。

1沉井简介

沉井是修建深基础与地下构筑物的主要施工工艺。根据工艺要求，钢筋混凝土需要在地坑内或地面上完成制作，待其强度达到设计要求后再按分层法在井筒内挖土，井内土面标高降低后，使筒身借自重克服其土壁之间的摩擦阻力而逐渐下沉就位。

沉井的类型按横截面形状分为圆形沉井、矩形沉井。柱形沉井井壁截面形状，上、下井壁厚度是相同的。沉井一般由井壁（侧壁）、刃脚、凹槽、底梁等组成。

2施工工艺流程及施工方法

2.1沉井施工工艺流程平整场地→测量放线→开挖基坑→沉井制作→沉井下沉→垫层混凝土浇筑。

2.2沉井制作

2.2.1制作顺序。先整平场地，进行施工放线，在井筒内挖土（深度2米），然后将底基夯实抄平放线。铺设砂垫层，挖刃脚土模。下一步是钢筋绑扎，继而进行刃脚和井身支模。支模完毕后再浇混凝土，在混凝土强度达到设计要求后拆模养护。

2.2.2地基处理。沉井制作时，通常先在井筒内挖土来控制下沉量，挖土深度约2m。为防止地基不均匀沉陷造成井壁开裂，一定要用砂、砂砾、碎石垫层妥善处理下挖土坑再制作沉井。

2.2.3刃脚支设。由于沉井尺寸及下沉高度较小，经计算承载力复核要求，对沉井制作时引起的不均匀沉降无太大影响，所以采用在基坑底夯实地基上直接开挖出刃脚，再绑扎刃脚钢筋及井壁预埋筋，浇筑刃脚混凝土采用土模的方式直接浇筑刃脚，这样既方便施工，又节省了时间。

2.2.4井壁制作。①制作方式。由于沉井为不封底型式，在沉井下沉完毕，垫层混凝土浇筑完成后，沉井内还会出现水流，所以考虑沉井比承台尺寸三面放大30cm（保证承台尺寸），一面放大1m（承台施工时抽水），沉井制作时中间设排水沟、集水井，使地下水位下降到基坑以下0.5m。此桥最大沉井高度为9m，分两节制作。②钢筋绑扎。绑扎顺序为：先内后外，由下至上。在预埋筋的基础上接长竖向筋，如沉井分节支座，则接长至比施工缝高出50～100mm，错开接头。分段绑扎水平筋，再将其与前一节井壁的连接部位焊牢，焊接时为确保钢筋准确就位，须在接头处错开1/4，用水泥砂浆垫块控制砼保护层厚度。③模板支设。用5m长的定型钢模拼装成沉井模板。按照内模→外模的顺序支模。内、外模应该设在施工缝以上500mm的位置，而且要一次支设成型。内、外模板分别用方木支设，且对应各自的竖缝部位紧固在内外脚手架处。支模时内设钢筋撑子维持井壁厚度，设钢筋对拉片以使外模稳固，提高支模强度。支模时必须校正以此垂直度和平整度。④混凝土浇筑。混凝土浇筑采用混凝土储料斗储料，吊车运送混凝土至浇筑口均匀浇筑。

2.3沉井下沉

2.3.1拆除垫木。拆除垫木的操作要对称进行，保证平稳，避免沉井出现倾斜，拆除垫木的顺序是：针对矩形沉井，先拆除其内隔墙下的垫木，再拆除短边井壁下的垫木，最后拆除的是长边下的；在拆长边下垫木的时候应该采取隔根抽出的方式，再以四角处的定位垫木作为中心从远到近对称的抽出，最后抽出定位垫木。注意在每次抽出垫木之后，要立即用砂填实刃角下的空位。

2.3.2取土下沉。取土下沉的主要方法有：人工挖土法；排水下沉法；不排水下沉法；泥浆套下沉法。在施工过程中要根据具体的情况选择合适的方法。

2.3.3沉井接筑。在第一节沉井沉到预定的深度时，可以停止下沉，进行立模浇制施工，接长井壁和内隔墙，如此往复。每次接筑的高度要控制在5米之内，而且要尽量保持浇筑的对称和均匀，防止出现倾斜。

2.3.4控制与观测。沉井施工中，经常遇到倾斜偏移、容易开裂、下沉过快过慢停沉、超欠下沉等问题，在施工中及时观测，发现沉井偏斜时，立即进行纠正。

①监测方法：1）沉井位置的控制：在沉井外部地面及井壁顶部设置纵横十字中心线，并通过全站仪经常测量和复核，控制沉井位置。2）沉井标高的控制：在沉井井壁顶面设置水准基点，在下沉前及下沉中随时观测点位高程及相对高差，确保沉井高程控制及确定是否倾斜。3）沉井垂直度的控制：沉井下沉前在井壁内侧用垂球作出垂直轴线的标记，挖土时，应随时采用垂球观测沉井的垂直度，若发现垂球偏离墨线即确定沉井倾斜，应及时采取纠偏措施。4）沉井下沉控制：在外侧井壁上的四个侧面用墨线弹出标尺，用水准仪及时观测沉降值。5）地质变化时的控制：沉井下沉时，会遇到四周地质不同，承载力不均匀的情况，在施工时先开挖沉井中间部分的土，再分段对称开挖地基承载力较好侧土并及时用砂砾回填夯实，待岩层部分都开挖完回填后，再整体对称均匀开挖下沉。

②沉井倾斜纠偏措施：1）偏挖土纠偏法。当沉井入土较浅，纠正倾斜时，可采取在沉井刃脚高的一侧进行挖土，以减少此侧下沉的阻力，使偏差在下沉过程中逐步纠正。2）增加偏土压或偏心压重纠偏法。在沉井倾斜低的一侧回填砂或土，使低侧产生的土压力大于高侧的土压力，也可在沉井高侧压重使该侧刃脚下的应力增大，从而达到纠偏的作用。3）沉井位置扭转时的纠正方法。沉井位置如发生扭转，采用对角偏除土，借助于刃脚下不相等的土压力所形成的扭矩，使沉井在下沉过程中逐步纠正其位置。4）遇孤石导致倾斜的纠正方法。沉井下沉时，遇到孤石会导致沉井倾斜，应掏空周边土撬出孤石，然后回填砂砾，若撬出较困难时，采用风镐破碎成小块后清除。

2.3.5沉井封底当沉井下沉到设计标高之后，挖土工作要停止并且对沉降进行观测，在8h之内下沉量没有超过10mm，就可以封底。比较常用的沉井封底方法是干封法与水下封底法。

3结束语

采用本工艺施工工序简单，在传统工艺基础上省去封底工序，质量可靠，施工中采用原地预制，井内开挖，土方工程中无需放坡，不超挖，无需井点降水，地下水采用井内排水，因此对周围固有土壤不造成影响，节约了成本，克服了水中修桥基的难度，保证了工期。

参考文献：

[1]周宋维.水中墩沉井围堰施工技术[J].中国科技博览，2011(22).

[2]李永恒.沉箱沉井施工技术要点[J].山西建筑，2009（1）.

[3]王松柏.桥水中基础沉井围堰施工技术[J].城市建设理论研究，2012(8).