公路桥涵施工技术规范(五)

　　公路桥涵施工技术规范(五)

　　7 沉井基础

　　7.1 一般规定

　　7.1.1 沉井施工前，应根据设计单位提供的地质资料决定是否增加补充施工钻探，

　　为编制施工技术方案提供准确依据。

　　7.1.2 沉井下沉前，应对附近的堤防、建筑物和施工设备采取有效的防护措施，

　　并在下沉过程中，经常进行沉降观测及观察基线、基点的设置情况。

　　7.1.3 沉井施工前，应对洪汛、凌汛、河床冲刷、通航及漂流物等做好调查研究，

　　需要在施工中渡汛、渡凌的沉井，应制订必要的措施，确保安全。

　　7.2 沉井的制作

　　7.2.1 沉井位于浅水或可能被水淹没的岸滩上时，宜就地筑岛制作;沉井在制作

　　至下沉过程中位于无被水淹没可能的岸滩上时，如地基承载力满足设计要求，可

　　就地整平夯实制作，如地基承载力不够，应采取加固措施。在地下水位较低的岸

　　滩，若土质较好时，可开挖基坑制作沉井。

　　7.2.2 筑岛沉井的制作与下水

　　1 制作沉井的岛面、平台面和开挖基坑施工的坑底标高，应比施工最高水位

　　高出0.5～0.7m，有流冰时，应再适当加高。

　　2 水中筑岛除应按第4 章有关规定办理外，还应符合以下要求：

　　1)筑岛尺寸应满足沉井制作及抽垫等施工要求，无围堰筑岛，宜在沉井周围

　　设置不小于2m 宽的护道;有围堰筑岛其护道宽度可按式(7.2.2)计算：

　　b≥Htan(45°-

　　2

　　φ

　　) (7.2.2)

　　式中：b??护道宽度;

　　H??筑岛高度;

　　φ??筑岛土饱和水时的内摩擦角。

　　护道宽度在任何情况下不应小于1.5m，如实际采用的护道宽度b 小于按式

　　(7.2.2)计算的值时，则应考虑沉井重力等对围堰所产生的侧压力的影响。

　　2)筑岛材料应用透水性好、易于压实的砂土或碎石土等，且不应含有影响岛

　　体受力及抽垫下沉的块体。岛面及地基承载力应满足设计要求。无围堰筑岛的临

　　水面坡度一般可采用1∶1.75～1∶3。

　　3)在施工期内，水流受压缩后，应保证岛体稳定，坡面、坡脚不被冲刷，必

　　要时应采取防护措施。

　　4)在斜坡上筑岛时应进行设计计算，应有防滑措施;在淤泥等软土上筑岛时，

　　应将软土挖除，换填或采用其他加固措施。

　　3 筑岛沉井一般采用钢筋混凝土厚壁沉井，制作前应检查沉井纵、横向中轴

　　线位置是否符合设计要求。

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　　4 在支垫上立模制作沉井时，应符合下列要求：

　　1)支垫布置应满足设计要求及抽垫方便。

　　2)支垫顶面应与钢刃脚底面紧贴，使沉井重力均匀分布于各支垫上。

　　3)模板及支撑应具有足够的强度和较好的刚性。内隔墙与井壁连接处支垫应

　　联成整体，底模应支承于支垫上，以防不均匀沉陷;外模与混凝土面贴接一侧应

　　平直并光滑。

　　5 刃脚部分采用土模制作时，应符合下列要求：

　　1)刃脚部分的外模，应能承受井壁混凝土的重力在刃脚斜面上产生的水平分

　　力。土模顶面的承载力应满足设计要求，土模顶面一般宜填筑至沉井隔墙底面。

　　2)土模表面及刃脚底面的地面上，均应铺筑一层20～30mm 的水泥砂浆，砂

　　浆层表面应涂隔离剂。

　　3)应有良好的防水、排水设施。

　　6 沉井分节制作高度，应能保证其稳定，又有适当重力便于顺利下沉。底节

　　沉井的最小高度，应能抵抗拆除支垫或挖除土模时的竖向挠曲强度，除土条件许

　　可时，宜高些。

　　7 筑岛沉井底节支垫的抽除应符合以下要求：

　　1)沉井混凝土强度满足沉井抽垫受力的要求时方可抽垫。

　　2)支垫应分区、依次、对称、同步地向沉井外抽出，随抽随用砂土回填捣实。

　　抽垫时应防止沉井偏斜。

　　3)定位支点处的支垫，应按设计要求的顺序尽快地抽出。

　　8 拆除土模应符合下列要求：

　　1)底节混凝土达到设计要求强度后方可拆除土模。

　　2)自中心向四周分区、分层、同步、对称挖土，防止沉井发生倾斜。

　　3)拆除土模时，不得先挖沉井外围的土，刃脚斜面及隔墙底面粘附于土模的

　　残留物应清除干净，防止影响封底混凝土质量。

　　7.2.3 制作沉井对模板、钢筋、混凝土的技术要求按本规范第9 章、第10 章、第

　　11 章的规定执行。

　　7.2.4 制造浮式沉井的方法及浮运前的准备工作

　　1 位于深水中的沉井，可采用浮式沉井。根据河岸地形、设备条件，进行技

　　术经济比较，确定沉井结构、制作场地及下水方案。在浮船上或支架平台上制作

　　沉井时，浮船、支架平台的承载力应满足设计要求。

　　2 浮式沉井可采用空腔式钢丝网水泥薄壁沉井、钢筋混凝土薄壁沉井、钢壳

　　沉井、装配式钢筋混凝土薄壁沉井以及带临时井底的沉井和带气筒的沉井等，其

　　制造工艺可参照本规范有关规定和有关资料。

　　7.3 沉井浮运到位

　　7.3.1 浮运前应进行下列工作：

　　1 各类浮式沉井均须灌水下沉，各节沉井均应进行水密性检查，底节还应根

　　据其工作压力，进行水压试验，合格后方可下水。

　　2 应对所经水域和沉井位置处河床进行探查，所经水域应无妨碍浮运的水下

　　障碍物，沉井位置处河床应基本平整。

　　3 检查拖运、定位、导向、锚锭、潜水、起吊及排、灌水设施。

　　4 掌握水文、气象和航运情况，并与有关部门取得联系、配合，必要时宜在

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　　浮运沉井过程中中断航运。

　　5 浮运沉井的实际重力与设计重力不符时，应重新验算沉入水中的深度是否

　　安全可靠。

　　7.3.2 浮式沉井的底节可采用滑道、起重机具、涨水自浮、浮船等方法下水。

　　浮式沉井底节入水后，悬浮接高时的初步定位位置，应根据下水方法，底节

　　沉井的高度、大小、形状与水深、流速、河床土质及沉井接高和下沉过程中墩位

　　处河床受冲淤的影响，综合分析确定。

　　浮式沉井在悬浮状态下接高时，应符合下列要求：

　　1 沉井底节下水后接高前，应向沉井内灌水或从气筒内排气，使沉井入水深

　　度增加到沉井接高所要求的深度，在灌筑接高混凝土过程中，同时向井外排水或

　　向气筒内补气，以维持沉井入水深度不变。

　　2 在灌水或排气过程中，应检查并调整固定沉井位置的锚锭系统。

　　3 在灌水、排气或排水、补气及灌筑接高混凝土过程中，应均匀、对称地进

　　行。

　　4 带临时性井底的浮式沉井和空腔井壁沉井，应严格控制各灌水隔舱间的水

　　头差不得超过设计规定。

　　5 带气筒的浮式沉井，气筒应加防护。

　　7.3.3 沉井浮运就位

　　1 浮式沉井必须对浮运、就位和灌水着床时的稳定性进行验算。

　　2 浮运和灌水着床应在沉井混凝土达到设计要求的强度后，并尽可能安排在

　　能保证浮运工作顺利进行的低水位或水流平稳时进行。

　　3 沉井浮运宜在白昼无风或小风时，以拖轮拖运或绞车牵引进行。对水深和

　　流速大的河流，为增加沉井稳定，可在沉井两侧设置导向船，沉井下沉前初步锚

　　锭于墩位的上游处，在沉井浮运、下沉的任何时间内，露出水面的高度均不应小

　　于1m。

　　4 就位前应对所有缆绳、锚链、锚锭和导向设备进行检查调整，使沉井落床

　　工作顺利进行，并注意水位涨落时对锚锭的影响。

　　布置锚锭体系时，应使锚绳受力均匀，锚绳规格和长度应相差不大，边锚预

　　拉力要适当，避免导向船和沉井产生过大摆动或折断锚绳。

　　5 准确定位后，应向井孔内或在井壁腔格内迅速、对称、均衡地灌水，使沉

　　井落至河床。在水中拆除底板时，应注意防止沉井偏斜。薄壁空腔沉井着床后，

　　可对称、均衡地灌水、灌筑混凝土和加压下沉。

　　6 沉井着床后，应随时观测由于沉井下沉的阻力和压缩流水断面引起流速增

　　大而造成的河床局部冲刷，必要时可在沉井位置处用卵、碎石垫填整平，改变河

　　床上的粒径，减小冲刷深度，增加沉井着床后的稳定。

　　7 沉井着床后，应采取措施使其尽快下沉，并加强对沉井上游侧冲刷情况的

　　观测和沉井平面位置及偏斜的检查，发现问题时立即采取措施并予调整。

　　7.4 沉井除土下沉

　　7.4.1 沉井下沉

　　1 沉井宜采用不排水除土下沉，在稳定的土层中，也可采用排水除土下沉。

　　采用排水除土下沉时，应有安全措施，防止发生人身安全事故。

　　2 下沉沉井时，不宜使用爆破方法，在特殊情况下，经批准必须采用爆破时，

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　　应严格控制药量。

　　3 下沉过程中，应随时掌握土层情况，做好下沉观测记录，分析和检验土的

　　阻力与沉井重力的关系，选用最有利的下沉方法。

　　4 下沉通过粘土胶结层或沉井自身重力偏轻下沉困难时，可采用井外高压射

　　水、降低井内水位等方法下沉。在结构受力容许的条件下，亦可采用压重或接高

　　沉井下沉。

　　5 正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土。对于排水除土下沉的底节

　　沉井，设计支承位置处的土，应在分层除土中最后同时挖除。由数个井室组成的

　　沉井，为使下沉不发生倾斜，应控制各井室之间除土面的高差，并避免内隔墙底

　　部在下沉时受到下面土层的顶托。

　　6 下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1m 检查一次。沉井

　　入土深度尚未超过其平面最小尺寸的1.5～2 倍时，最易出现倾斜，应及时注意

　　校正。但偏斜时的竖直校正，一般均会引起平面位置的移动。

　　7 合理安排沉井外弃土地点，避免对沉井引起偏压。在水中下沉时，应注意

　　河床因冲淤引起的土面高差，必要时可用沉井外弃土来调整。

　　8 采用吸泥吹砂等方法在不稳定的土或砂土中下沉时，必须备有向井内补水

　　的设施，保持井内外的水位相平或井内略高于井外水位，防止翻砂。吸泥器应均

　　匀吸泥，防止局部吸泥过深，造成沉井下沉偏斜。

　　9 下沉至设计标高以上2m 左右时，应适当放慢下沉速度并控制井内除土量

　　和除土位置，以使沉井平稳下沉，正确就位。

　　10 可采用下列辅助措施下沉：

　　1)高压射水：当局部地点难以由潜水员定点定向射水掌握操作时，在一个沉

　　井内只可同时开动一套射水设备，并不得进行除土或其他起吊作业。射水水压应

　　根据地层情况、沉井人土深度等因素确定，可取1～2.5MPa。

　　2)抽水助沉：不排水下沉的沉井，对于易引起翻砂、涌水地层，不宜采用抽

　　水助沉方法。

　　3)压重助沉：沉井圬工尚未接筑完毕时，可利用接筑圬工压重助沉，也可在

　　井壁顶部用钢铁块件或其他重物压重助沉。除为纠正沉井偏斜外，压重应均匀对

　　称旋转。采用压重助沉时，应结合具体情况及实际效果选用。

　　4)炮振助沉：一般不宜采用炮振助沉方法。在特殊情况下必须采用时，应严

　　格控制用药量。在井孔中央底面放置炸药起爆助沉时，可采用0.1～0.2kg，具体

　　使用应视沉井大小、井壁厚度及炸药性能而定。同一沉井每次只能起爆一次，并

　　应根据具体情况，适当控制炮振次数。

　　5)利用空气幕下沉：

　　(1)空气幕的制作，应符合下列要求：

　　气斗的选型应以布设简单、不易堵塞、便于喷气扩散为原则，可采用

　　150mm50mm 棱锥形，喷气孔直径为lmm，气斗喷气孔数量应以每个气斗所作用

　　的有效面积决定。气斗可按下部为1.3m2/个、上部为2.6m2/个考虑，喷气孔

　　平均可按1.0?1.6m2/个考虑。气斗喷气孔布置按等距离分布，上下交错排列，

　　距刃脚底面以上3m 左右可不设，防止压气时引起翻砂。

　　井壁内预埋管可为环形管与竖管，喷气孔设在环形管上，也可以只设竖管。喷

　　气孔设在竖管上，可根据施工设备条件和实际情况决定，但管尾端均应有防止砂粒

　　堵塞喷气孔的储砂筒设施。

　　(2)风压设备的规定

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　　压风机具有设计要求的风压和风量，风压应大于最深喷气孔处的水压力加送

　　气管路损耗，一般可按最深喷气孔处理论水压的1.4～1.6 倍考虑;风量可按喷气

　　孔总数及每个喷气孔单位时间内所耗风量计算;地面风管应尽量减少弯头、接头，

　　以降低气压损耗。为稳定风压，在压风机与井外送气管间，应设置必要数量的储

　　气风包。

　　每节沉井下沉前，管道、、气斗应经压风检验，如有堵塞，应采取补救措施。

　　(3)沉井下沉时应注意下列事项：

　　在整个下沉过程中，应先在井内除土，消除刃脚下土的抗力后再压气，但也

　　不得过分除土而不压气，一般除土面低于刃脚0.5～1.0m 时，即应压气下沉。压

　　气时间不宜过长，一般不超过5min/次。放气顺序应先上部气斗，后下部气斗，

　　以形成沿沉井外壁上喷的气流。气压不应小于喷气孔最深处理论水压的1.4～1.6

　　倍，应尽可能使用风压机的最大值。

　　停气时应先停下部气斗，依次向上，最后停上部气斗，并应缓慢减压，不得

　　将高压空气突然停止，防止造成瞬间负压，使喷气孔内吸人泥沙而被堵塞。

　　空气幕下沉沉井适应于砂类土、粉质土及粘质土地层，对于卵石土、砾类土、

　　硬粘土及风化岩等地层不宜使用。

　　7.4.2 沉井接高和防水、防土措施

　　1 沉井接高应符合以下规定：

　　1)沉井接高前应尽量纠正倾斜，接高各节的竖向中轴线应与前一节的中轴线

　　相重合。

　　2)水上沉井接高时，井顶露出水面不应小于1.5m;地面上沉井接高时，井

　　顶露出地面不应小于0.5m。

　　3)接高前不得将刃脚掏空，避免沉井倾斜，接高加重应均匀、对称地进行。

　　4)混凝土接缝应按本规范第11 章的规定处理。

　　2 沉井下沉时，如需在沉井顶部设置防水或防土围堰，围堰底部与井顶应连

　　接牢固，防止沉井下沉时围堰与井顶脱离。

　　7.4.3 沉井下沉遇到倾斜岩层时，应将表面松软岩层或风化岩层凿去，并尽量整

　　平，使沉井刃脚的2/3 以上嵌搁在岩层上，嵌入深度最小处不宜小于0.25m，

　　其余未到岩层的刃脚部分，可用袋装混凝土等填塞缺口。刃脚以内井底岩层的倾

　　斜面，应凿成台阶或榫槽后，清渣封底。

　　7.4.4 纠正沉井倾斜和位移时，可按下列规定处理：

　　1 纠偏前，应分析原因，然后采取相应措施，如有障碍物应首先排除。

　　2 纠正倾斜时，一般可采取除土、压重、顶部施加水平力或刃脚下支垫等方

　　法进行。对空气幕沉井可采取侧压气纠偏。

　　3 纠正位移时，可先除土，使沉井底面中心向墩位设计中心倾斜，然后在对

　　侧除土，使沉井恢复竖直，如此反复进行，使沉井逐步移近设计中心。

　　4 纠正扭转，可在一对角线两角除土，在另外两角填土，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扭转角度。

　　7.5 基底检验

　　7.5.1 沉井沉至设计标高后，应检验基底的地质情况是否与设计相符，排水下沉

　　时，可直接检验、处理;不排水下沉时，应进行水下检查、处理，必要时取样鉴

　　定。

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　　7.5.2 基底应符合下列要求：

　　1 不排水下沉的沉井基底面应整平，且无浮泥。基底为岩层时，岩面残留物

　　应清除干净，清理后有效面积不得小于设计要求;岩基底倾斜时，应符合7.4.3

　　条的规定。井壁隔墙及刃脚与封底混凝土接触面处的泥污应予清除。

　　2 排水下沉的沉井，应满足基底面平整的要求，还应符合本规范第3 章有关

　　规定。

　　7.5.3 沉井下沉至设计标高时，应进行沉降观测，满足设计要求后，方可封底。

　　7.6 沉井封底

　　7.6.1 基底检验合格后，应及时封底。对于排水下沉的沉井，在清基时，如渗水

　　量上升速度小于或等于6mm/min，可按第11 章普通混凝土浇筑方法进行封底;

　　若渗水量大于上述规定时，宜采用水下混凝土进行封底。

　　7.6.2 用刚性导管法进行水下混凝土封底时，应满足如下要求：

　　1 混凝土材料可参照钻孔灌注桩水下混凝土有关规定，混凝土的坍落度宜为

　　150~200mm。

　　2 灌注封底水下混凝土时，需要的导管间隔及根数，应根据导管作用半径及

　　封底面积确定。

　　3 用多根导管灌注时的顺序，应进行设计，防止发生混凝土夹层。若同时浇

　　注，当基底不平时，应逐步使混凝土保持大致相同的标高。

　　4 每根导管开始灌注时所用的混凝土坍落度宜采用下限，首批混凝土需要数

　　量应通过计算确定。

　　5 在灌注过程中，导管应随混凝土面升高而徐徐提升，导管埋深应与导管内

　　混凝土下落深度相适应，一般不宜小于表7.6.2-1 的规定。用多根导管灌注时，

　　导管埋深不宜小于表7.6.2-2 的规定。

　　6 在灌注过程中，应注意混凝土的堆高和扩展情况，正确地调整坍落度和导

　　管埋深，使每盘混凝土灌注后形成适宜的堆高和不陡于1∶5 的流动坡度，抽拔

　　导管应严格使导管不进水。混凝土面的最终灌注高度，应比设计值高出不小于

　　150mm，待灌注混凝土强度达到设计要求后，再抽水凿除表面松弱层。

　　表7.6.2-1 不同灌注深度导管的最小埋深

　　灌注深度(m) ≤10 10～15 15～20 >20

　　导管最小埋深(m) 0.6～0.8 1.1 1.3 1.5

　　表7.6.2-2 导管不同间距的最小埋深

　　导管间距(m) ≤5 6 7 8

　　导管最小埋深(m) 0.6～0.9 0.9～1.2 1.2～1.4 1.3～1.6

　　7.6.3 沉井封底，若为水下压浆混凝土时，应按设计要求施工。

　　7.7 井孔填充和顶板浇筑

　　7.7.1 井孔填充应按设计规定处理。

　　7.7.2 不排水封底的沉井，应在封底混凝土强度满足设计要求时方可抽水。

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　　7.7.3 当沉井顶部需要浇筑钢筋混凝土顶板时，应保持无水施工。

　　7.8 质量检验与质量标准

　　7.8.1 沉井基础施工应分阶段进行质量检验并填写检查记录。

　　7.8.2 沉井基底应按本规范第4.5 节进行检查验收。沉井的制作以及封底、填充、

　　封顶等检验内容及质量标准，除符合本章规定外，还应符合本规范有关章节的规

　　定。

　　7.8.3 沉井制作的允许偏差应符合表7.8.3 的规定。

　　表7.8.3 沉井制作允许偏差

　　项 目 允 许 偏 差

　　长度、宽度 ±0.5%，当长、宽大于24m 时，±

　　120nm

　　曲线部分的半径 ±0.5%，当半径大于12m 时，±60mm

　　沉井平面尺

　　寸

　　两对角线的差异 对角线长度的±1%，最大±180mm

　　混凝土、片石混凝土+40mm，-沉井井壁厚-30mm

　　度 钢筋混凝土 ±15mm

　　注：①对于钢沉井及结构构造、拼装等方面有特殊要求的沉井，其平面尺寸

　　允许偏差值应按照设计要求确定;

　　②井壁的表面要平滑而不外凸，且不得向外倾斜。

　　7.8.4 沉井基础的质量应符合下列规定：

　　1 混凝土的强度应符合设计要求。

　　2 沉井刃脚底面标高应符合设计要求。

　　3 底面、顶面中心与设计中心的偏差应符合设计要求，当设计无要求时，其

　　允许偏差纵横方向为沉井高度的1/50(包括因倾斜而产生的位移)。对于浮式沉

　　井，允许偏差值增加250mrn。

　　4 沉井的最大倾斜度为1/50。

　　5 矩形、圆端形沉井的平面扭转角偏差，就地制作的沉井不得大于1°，浮式沉

　　井不得大于2°。