一建《市政》沉井下沉，知识点详解+图示+习题！

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我是姗姗老师。

今天要跟大家分享的知识点是：沉井施工技术——沉井下沉。

知识点：下沉施工

分为排水下沉和不排水下沉。

（一）排水下沉

（1）下沉过程中应进行连续排水，保证沉井范围内地层水疏干。

（2）挖土应分层、均匀、对称进行；对于有底梁或支撑梁沉井，其相邻格仓高差不宜超过0.5m；严禁超挖。

（3）用抓斗取土时，井内严禁站人；对于有底梁或支撑梁的沉井，严禁人员在底梁下穿越。

（二）不排水下沉

（1）沉井内水位应符合施工设计控制水位，井内水位不得低于井外水位；下沉有困难时，应根据内外水位、井底开挖几何形状、下沉量及速率、地表沉降等监测资料综合分析调整井内外的水位差；流动性土层开挖时，应保持井内水位高出井外水位不少于1m。

（2）机械设备的配备应满足沉井下沉以及水中开挖、出土等要求，运行正常；废弃土方、泥浆应专门处置，不得随意排放。

（三）沉井下沉控制

（1）下沉应平稳、均衡、缓慢，发生偏斜应通过调整开挖顺序和方式“随挖随纠、动中纠偏”。

（2）沉井下沉影响范围内的地面四周不得堆放任何东西，车辆来往要减少震动。

（3）沉井下沉监控测量：

1）下沉时标高、轴线位移每班至少测量一次，每次下沉稳定后应进行高差和中心位移量的计算；

2）终沉时，每小时测一次，严格控制超沉，沉井封底前自沉速率应小于10mm/8h；

3）如发生异常情况应加密量测；

4）大型沉井应进行结构变形和裂缝观测。

（四）辅助法下沉

（1）沉井外壁采用阶梯形以减少下沉摩擦阻力时，在井外壁与土体之间应有专人随时用黄砂均匀灌入，四周灌入黄砂的高差不应超过500mm。

（2）采用触变泥浆套助沉时，应采用自流渗入、管路强制压注补给等方法；触变泥浆的性能应满足施工要求，泥浆补给应及时以保证泥浆液面高度；施工中应采取措施防止泥浆套损坏失效，下沉到位后应进行泥浆置换。

（3）采用空气幕助沉时，管路和喷气孔、压气设备及系统装置的设置应满足施工要求；开气应自上而下，停气应缓慢减压，压气与挖土应交替作业；确保施工安全。

（4）沉井采用爆破方法开挖下沉时，应符合国家有关爆破安全的规定。

02、经典考题

1.沉井下沉过程中，不可用于减少摩擦阻力的措施是（　　）。

A.排水下沉

B.空气幕助沉

C.在井外壁与土体间灌入黄砂

D.触变泥浆套助沉

【参考答案】A

沉井施工图文详解（好资料）！

很多小伙伴们都很好奇桥墩下面全是水，那桥墩都是怎么施工的？这里主要介绍桥梁水下施工常用的一种方法——沉井施工。一般在施工大型桥墩的基坑，污水泵站，大型设备基础，人防掩蔽所，盾构拼装井，地下车道与车站水工基础施工围护装置时使用沉井施工。

一、什么是沉井

沉井的定义

依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞孔，最后成为结构物基础的井筒状结构。

（锚沉井）

沉井基础的特点

(1)埋置深度大，整体性强、稳定性好，承载面积大，承载力高(垂直与水平)；

(2)既可作基础，又可作施工时的挡土和挡水围堰结构物；

(3)施工时对邻近建筑物影响较小；

(4)内部空间可进一步利用。

应用范围

桥墩、锚碇、矿用竖井、地下泵房、水池、油库、地下设备基础、盾构隧道、顶管的工作井和接收井等。这5个实用资料宝库，助您迅速成为工程质量安全专家

沉井的缺点

(1)施工工期较长；

(2)施工技术要求高；

(3)施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。

（大型钢壳沉井）

二、沉井的构造

沉井的截面形式

平面形状有：圆形、矩形、圆端形等井孔的布置方式有：单孔、双孔、多孔。

① 井壁

厚度0.4～1.2m；承受水土压力。

② 刃脚

宽度10～20cm，高度约1.5m（湿封底）或0.6m（干封底），内侧倾角45°～60° ；冲切硬土，减小端部阻力。

③ 内隔墙

厚度约0.5m，底面高出井壁刃脚踏面0.5～1m，增加沉井刚度、改善井壁受力条件、挖土均衡，便于纠偏。

④ 井孔

宽度（直径）不宜小于3m，挖土、排土场所和通道。

⑤井壁凹槽

槽高约1.0m，深度0.15~0.25m，增加封底混凝土、底版与井壁连接。

⑥ 预埋射水管

下沉困难时减阻。

⑦ 封底（底板）

沉井下沉到设计标高，经检验和坑底清理后浇注的混凝土底版。分为干封和湿封（水下浇灌混凝土）两种。

底梁和框架

当不能设置内隔墙而沉井又较大时，常常在沉井底部增设底梁或因沉井过高，常常在沉井不同高度处设置纵横梁构成框架结构。

三、沉井的施工

分旱地施工沉井与水上施工沉井两种情况

旱地沉井工序

就地制造→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及浇注顶板。

水上沉井工序

水深3m~ 4m以内且流速不大时：

水上筑岛→岛上制造→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及浇注顶板。

水较深或流速较大时：

岸边制造→牵引滑移或起吊就位→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及浇注顶板。

四、沉井基础

组成及作用

沉井基础是一种竖直的筒形结构，常用混凝土、钢筋混凝土或砖石等制成。

通过在井内挖土，使筒体在自重作用下克服井壁摩阻力下沉至设计高程，经混凝土封底填塞井孔后，使整个筒体成为一个支墩。

特点

(1) 埋深大；

(2) 整体性好；

(3) 承载力高；

(4) 对邻近建筑物影响小；

(5) 充分利用地下空间等特点；

(6) 施工时具有挡水或挡土等作用；

但施工工期较长，沉井下沉遇障或遇流砂等都会给施工带来困难。

应用

工程中，遇到下列情况时考虑采用沉井基础：

（1）荷载较大，表层地基土的承载力小，在一定深度有较好持力层；

（2）在河流中，虽土质较好，但冲刷大或有较大卵石，不便桩基施工；

（3）岩层表面较平坦且覆盖层较薄但河水深，采用扩大基础施工围堰有困难。

（4）在已有的浅基础邻近修建深埋的设备基础时，为避免基坑开挖对已有的基础产生影响等情况。

沉井的分类

1. 按沉井的形状

按沉井的平面形状，常用的沉井形状有：圆形、圆端形、矩形及单孔、多孔沉井；按沉井的剖面形状可分为：

（1）外壁垂直无阶式；

（2）有阶式和外壁倾斜式

2.按沉井的建筑材料，沉井可分为：

（1）混凝土沉井；

（2）钢筋混凝土沉井；

（3）钢沉井；

（4）砖沉井等。

3.按沉井的施工方法，沉井可分为：

(1) 一般沉井是指就地制造并下沉的沉井;

(2) 浮运沉井是在深水地区筑岛有困难或有碍通航时，可在岸边制作沉井,再浮运就位后下沉的沉井。

沉井的基本构造

沉井的轮廓尺寸其上部的墩（台）底部的形状尺寸决定，其长、短边之比应不大于 3。沉井顶面的尺寸通常为墩（台）底部再加0.2m～0.4m的襟边宽度；沉井高度则由上部结构、水文地质和土层承载力等决定，高的沉井要分节制作下沉，底节沉井的高度不宜过高。

（倒虹管沉井）

沉井下沉过程中可能遇到的问题及处理方法

沉井在下沉过程中可能出现的问题主要有两类:

(1) 下沉不均匀发生倾斜和位置偏移；

(2) 下沉困难。

发生偏斜的原因大致有这几种：

(1) 土质软硬不均匀;

(2) 挖土不对称;

(3) 刃脚处有障碍物未予清除;

(4) 一侧出现流砂而未得到控制等。

纠偏的方法是

(1) 在沉井下沉多的一侧回填砂石，以阻止继续下沉，在高的一侧集中 挖土;

(2) 在高的一侧配加重物，以加速该侧下沉；如有必要，还可在沉井顶部施加水平力来帮助纠偏。

(3) 如遇中心位置偏移，则应先人为造成沉井倾斜，再均匀取土，使之倾斜下沉，直到沉井中心线到达设计位置后，再行纠偏扶正 。

克服下沉困难主要可以从两方面着手

(1) 增加沉井重量：提前浇筑上一节沉井；在沉井顶部加压；在保证不发生流砂的前提下，抽取井内的水，以减小浮力。

（2) 减小井壁的摩阻力：尽力将井壁外侧制作光滑平整；将井壁设计成台阶式；设置管道，利用高压空气或水的喷射能量来减小摩擦；从管道中喷出触变泥浆，形成泥浆套。

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上海顶管沉井施工工艺流程

沉井施工工艺流程

　　(一)施工程序1.制作程序：场地整平→放线→挖土3～4m深→夯实基底，抄平放线验线→铺砂垫层→垫木或挖刃脚上模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→外围围槽灌砂→抽出垫木或拆砖座。

　　2.下沉程序：下沉准备工作→设置垂直运输机械、排水泵，挖排水沟、集水井→挖土下沉→观测→纠偏→沉至设计标高、核对标高→降水→设集水井、铺设封底垫层→底板防水→绑底板钢筋、隐检→底板浇筑混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板、上部建筑及辅助设施→回填土。

　　(二)沉井制作1.在软弱地基上制作沉井，应采用砂、砂砾或碎石垫层，用打夯机夯实使之密实，厚度根据计算确定。2.当地基土质较好，宜分节一次制作完成，然后下沉;对于较高(≥12m)的沉井应先挖下3～4m土方，在基坑中一次制作下沉，或分节制作，分节下沉，以减少沉井自由高度，增加稳定，防止倾斜。3.沉井制作宜采取在刃脚下设置木垫架或砖垫座的方法，其大、小和间距应根据荷重计算确定。安设钢刃脚时，要确保外侧与地面垂直，以使其起切土导向作用。4.沉井刃脚及筒身混凝土的浇筑应分段、对称均匀、连续进行，防止发生倾斜、裂缝。第一节混凝土强度等级达到70%，始可浇筑第二节。5.浇筑的筒身混凝土应密实，外表面平整、光滑。有防水要求时，支设模板穿墙螺栓应在其中间加焊止水环;筒身在水平施工缝处应设凸缝或设钢板止水带，突出筒壁面部分应在拆模后铲平，以利防水和下沉。

　　(三)沉井下沉1.下沉前应进行井壁外观检查，检查混凝土强度及抗渗等级，并根据勘测报告计算极限承载力，计算沉井下沉的分段摩阻力及分段的下沉系数(≥1.15～1.25)，作为判断每个阶段可否下沉，是否会出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据。2.下沉前应分区、分组、依次、对称、同步的抽除(拆除)刃脚下的垫架(砖垫座)，每抽出一根垫木后，在刃脚下立即用砂、卵石或砾砂境实。3.小型沉井挖土多采用人工或风动工具;大型沉井，在井内用小型反铲挖土机挖掘。挖土须分层、对称、均匀地进行，一般在沉井中间开始逐渐挖向四周，每层高0.4～0.5m，沿刃脚周围保留0.5～1.5m宽的土堤，然后沿沉井壁，每2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀的削薄土层，每次削5～10cm，当土层经不住刃脚的挤压而破裂，沉井便在自重作用下均匀垂直挤土下沉，使不产生过大倾斜。各仓土面高差应在50cm以内。

　　4.在挖土下沉过程中，工长、测量人员、挖土工人应密切配合，加强观测，及时纠偏。5.沉井下沉多采用排水挖土下沉方法，常用方法是：设明沟、集水井排水，在沉井内离刃脚2～3m挖一圈排水明沟，设3～4个集水井，深度比开挖面底部低1.0～1.5m，沟和井底深度随沉井挖土而不断加深。在井壁上设离心式水泵或井内设潜水泵，将地下水排出井外。当地质条件较差，有流砂发生的情况，可在沉井外部周围设置轻型井点、喷射井点或深井井点以降低地下水位，或采用井点与明沟排水相结合的方法进行降水。6.沉井下沉观测方法为在沉井外壁周围弹水平线，井筒内按4等分或8等分标出垂直轴线，各吊线坠一个，对准下部标板来控制。观测时间，每班三次，接近设计标高时两小时一次。随时掌握分析观测数值，当线坠偏离垂线达50mm或标高差在100mm，应立即纠正。挖土过程中可通过调整挖土标高或劳动力进行纠偏。7.筒壁下沉时，外测土会随之出现下陷，与筒壁间形成空隙，一般干筒壁外侧填砂，保持不少于30cm高，随下沉灌入空隙中，以减小下沉的摩阻力，并减少了以后的清淤工作。雨季应在填砂外侧作挡水堤，以阻止雨水进入空隙，防止出现筒壁外的摩阻力接近于零，而导致沉井突沉或倾斜的现象。8.沉井下沉接近设计标高时，应加强观测，防止超沉。可在四角或筒壁与底梁交接处砌砖墩或垫枕木垛，使沉井压在砖墩或枕木垛上，使沉井稳定。9.沉井下沉出现倾斜，如调整挖土仍不能纠正时，可加荷调整，但若一侧已到设计标高，则直采用旋转喷射高压水的方法，协助下沉进行纠偏。10.沉井挖出之土方用吊斗吊出，运往弃土场，不得堆在沉井附近。

　　(四)沉井封底1.沉井下沉至设计标高，再经2～3d下沉稳定，或经观测在8h内累计下沉量不大于10mm，即可进行封底。2.封底前应先将刃脚处新旧混凝土接触面冲洗干净或打毛，对井底进行修整使之成锅底形，由刃脚向中心挖放射形排水沟，填以卵石作成滤水盲沟，在中部设2～3个集水井与盲沟连通，使井底地下水汇集于集水井中用潜水电泵排出，保持水位低于基底面0.5m以下。3.封底一般铺一层150～500mm厚卵石或碎石层，再在其上浇一层混凝土垫层，在刃脚下切实填严，振捣密实，以保证沉井的最后稳定，达到50%强度后，在垫层上铺卷材防水层，绑钢筋，两端伸入刃脚或凹槽内，浇筑底板混凝土。4.混凝土浇筑应在整个沉井面积上分层、不间断地进行，由四周向中央推进，并用振动器捣实，当井内有隔墙时，应前后左右对称地逐孔浇筑。5.混凝土养护期间应继续抽水，待底板混凝土强度达到70%后，对集水井逐个停止抽水，逐个封堵。封堵方法是将集水井中水抽干，在套管内迅速用干硬性混凝土填塞并捣实，然后上法兰盘用螺栓拧紧或四周焊接封闭，上部用混凝土垫实捣平。

上海顶管工作井沉井施工工艺

　　顶管施工是一种不开挖沟槽或者少开挖沟槽的管道施工方法，利用掘进机带管道进行施工，其成型效果良好、可将管道埋置深处、施工工期短、适用管径较广等优点被广为使用，下面我们介绍一下顶管第一步工作井的施工工艺。

　　顶管工作井工作井，顾名思义，就是在这个井中要进行跟顶管相关的安装设备、操作设备、安放材料等工作，因此其重要性可想而知，从开始到竣工都需要其参与。工作井的施工方法一般有逆作法和沉井法两种，下面我们介绍沉井法的施工工艺。

　　顶管工作井沉井施工工艺沉井下沉准备沉井法是沉井在地面上浇筑混凝土预制起来后，在沉井位置进行下沉，沉井下沉前应分节进行钢筋制安、模板安装、支撑加固、安全验收、混凝土浇筑等流程，直至最终完成沉井浇筑。钢筋混凝土工程在建设工程中已被大家熟知，下面我们简单说一下沉井第一节刃角的制作，这个是沉井法施工的关键。

　　沉井的下部为刃角，也就是我们第一步进行浇筑沉井第一节的下部，确定刃角设计尺寸参数主要取决于几个方面，分别为沉井自身重量、沉井位置地基承载力、施工荷载等，具体情况根据各自工程实地情况进行确定。图示中砂垫层和素混凝土垫层是我们在施工确保沉井自身重量能均匀传递到地基，使沉井制作过程中不会出现不均匀沉降，保证其自身的垂直程度，这样的话就不会破坏刃角的结构。

　　在年二级注册建造师考试中就有一道关于沉井刃角的选择题，对于刃角，把握住一点就能将此类题目作对，刃角在地面上是配合垫层承担自重，确保自身稳定，在地下是进行下沉使用，接触面小，压强大的原理。

　　沉井下沉沉井下沉方法按照不同分类可以分为多种，最主要的还是排水沉井和不排水沉井两种，具体下沉方法根据自身现场实际情况进行确定，下面我们简介一下不排水沉井，也是在施工过程中常见的一种方法。

　　挖土下沉不排水下沉的施工方法主要利用伸缩臂挖掘机挖土，辅以人工清底锅底土方。伸缩臂挖掘机挖斗上方的机械臂上安装有监控摄像头，机械操作手可通过液晶显示屏掌握井内土方开挖情况，做到对称均匀开挖。

　　沉井下沉的原则：先中后边、分层对称取土、先高后低、均匀缓慢下沉、及时纠偏。伸缩臂挖机挖土时应分层对称均匀进行。井内靠周边的土方以人工开挖、扦铲为主，以此严格控制每层土的开挖厚度，防止超挖。井内取土先四周后中间，逐渐扩大挖土范围;机械挖土每层挖土厚度为0.5m，在刃脚处留1.2～1.5m宽土台，由人工逐层切削。沉井下沉接近基底标高约50cm时，应暂停挖土，待下沉较为稳定时，再人工继续挖至设计标高，防止超挖超沉;沉井下沉到位稳定后应马上进行封底。下图为沉井人工辅助挖土示意图。

　　1—沉井刃脚、2—边壁留置土堤1、2、3、4—削坡次序沉井在前3m的下沉过程中应尽量放慢下沉速度，均匀下沉，使沉井在一开始便形成一个良好的下沉导向。下沉过程中，应注意经常进行测量和观察。在初沉阶段应每一小时测量一次，测量内容包括刃脚的标高和轴线的位移。一般情况下，每班至少测量一次。沉井的纠偏应根据测量报表随偏随纠。纠偏的方法一般根据“多沉少挖，少沉多挖”的原则进行。

　　沉井的终沉阶段要勤测，必要时随时测量，严格控制下沉速度，慢中求稳，严防发生偏差过大现象。当沉井下沉接近预计标高时，应进一步加强观测，沉井的刃脚平均标高、水平位移和四角最大高差匀应在规范和设计要求的允许偏差范围之内。在沉井下沉到施工位置后，使用混凝土进行沉井封底，一次封底到位。

　　沉井质量标准

　　⑴井制作：

　　①井制作尺寸与设计尺寸允许偏差，绝对值小于20mm

　　②壁厚度偏差小于+8mm,-5mm

　　③保护层偏差小于±5mm

　　⑵井下沉：

　　①位置水平差：下沉后位移值/下沉深度之比小于1%

　　②井刃脚平均标高与设计标高的偏差为±5mm