(一)沉井的基本要求
沉井是在墩臺位置上,預(yù)先制造好一只無底無蓋的井筒。它依靠自身的重量和在井筒內(nèi)不斷地挖土,使井筒下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后將井筒用混凝土和片石填滿作為基礎(chǔ)。沉井是橋梁深基礎(chǔ)施工中常用的一種方法。
在施工中,沉井方法的使用有兩種方式,一是就地灌注沉井。在陸地施工或在水中可以圍堰筑島的工點(diǎn),用沉井法施工,都采用就地灌筑沉井的方式。二是預(yù)制沉井。在河水較深或流速較大,不能圍堰筑島的工點(diǎn),則要采用預(yù)制沉井的方式,在另外的場地上將沉井預(yù)制好,然后浮運(yùn)到位,隨下沉隨逐節(jié)加高。為了減輕浮運(yùn)沉井的自重,可用雙層薄壁鋼筋混凝土或鋼板制造。用鋼板制造的沉井也稱鋼沉井。
沉井的形狀要根據(jù)橋梁墩臺的需要和基層巖石的構(gòu)造情況而定。沉井的平面形狀可分為方形、矩形、圓端形或圓形。雙線和單線鐵路橋梁墩臺基礎(chǔ)不同,沉井形狀也就不同,有時(shí)一個(gè)橋墩下面設(shè)兩個(gè)沉井;有時(shí)基底巖石傾斜,不易鑿平,則制成高低刃腳沉井,以與傾斜的基巖相適應(yīng)。沉井刃腳踏面為預(yù)埋角鋼,其作用是在沉井下沉?xí)r切土,抵御石塊頂撞,爆破時(shí)抵御震動沖擊。若沉井的平面尺寸過大,就要設(shè)置隔墻,將沉井隔成二室或四室,以支撐井壁。沉井每室的邊長應(yīng)大于2.7M,以免妨礙挖泥斗工作。井壁留凹榫,以傳遞封底混凝土基底反力和提高封底混凝土層的不透水性。一節(jié)沉井的高度一般為4-5M。井壁的厚度應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、下沉需要的荷重以及便于取土和清基的需要來確定。施工機(jī)械要與沉井的高度和厚度相適應(yīng)。
(二)沉井施工安全技術(shù)
1、沉井的制造
沉井的立模、綁扎鋼筋、灌注混凝土等,應(yīng)按混凝土及砌體工程安全規(guī)則有關(guān)規(guī)定作業(yè)。灌注混凝土?xí)r,將對地面產(chǎn)生巨大的壓應(yīng)力。因此,在立模之前,應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定將地面壓實(shí),或在刃腳下密布承墊,擴(kuò)散應(yīng)力,以防沉井因地面下陷造成傾斜。承墊要有足夠的厚度,可用20cm×20cm的方木,也可用舊枕木代替。
在沉井鋼筋綁扎、立模和灌注混凝土之前,還應(yīng)搭好作業(yè)腳手架或作業(yè)平臺,四周臨空處應(yīng)搭設(shè)欄桿和登高梯子?;炷凉嘧⑵脚_上要鋪滿腳手板。減速漏斗應(yīng)拴掛牢固,并設(shè)有保險(xiǎn)繩,以防墜落傷人。
吊裝模板時(shí)要有專人指揮,密切配合。每豎立一塊模板就位,應(yīng)支撐牢靠后,方可松鉤。內(nèi)模用水平過河撐,外模用圍箍或拉桿,最好不用斜撐。刃腳用小排架在長承墊上生根,以承托刃腳上方的斜木板傳來的重力。
用電焊焊接刃腳角鋼和鋼筋時(shí),必須采取防火、防灼傷和防電弧光傷眼措施,并注意保護(hù)內(nèi)模。
向沉井模板內(nèi)傾卸混凝土?xí)r,應(yīng)在確認(rèn)傾卸處無人作業(yè)時(shí)方可進(jìn)行。灌注混凝土?xí)r,應(yīng)對稱均勻布料,使其均勻下沉。要盡量縮短灌注時(shí)間,在最先灌注的混凝土凝固之前一氣灌注完畢,防止時(shí)間拖延過長而影響質(zhì)量。
夜間作業(yè)應(yīng)有良好的照明,并使用安全電壓工作燈。
如果沉井的一側(cè)為陸地,另一側(cè)為深水圍堰中填成的半島,在灌注期間,沉井有向深水一邊側(cè)和側(cè)傾的可能。在這種情況下,要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)或提高混凝土等級,提早達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度,提前開挖下沉。這樣即可縮短工期,又可保證質(zhì)量。
沉井混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后即可拆除內(nèi)外模板及承墊。在拆除之前,要向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底,做到協(xié)調(diào)配合,嚴(yán)格按照操作規(guī)程辦事。拆模板時(shí)要注意先拆螺栓拉桿及圍箍,再按自上而下的順序拆除模板,并吊運(yùn)至適當(dāng)位置,碼放整齊。拆除墊木時(shí),要分區(qū),依次、對稱、同步地進(jìn)行。要邊拆邊用碎石或卵石回填、夯實(shí),避免刃腳懸空。矩形沉井應(yīng)先拆除短邊的承墊,然后拆除長邊的承墊,定位承墊往往因壓重過大而難以拆除,可等到開挖時(shí)取出。
2、沉井開挖下沉
沉井的開挖下沉,一般可分為人工開挖下沉(排水開挖)和機(jī)械開挖下沉(不排水開挖)兩個(gè)施工階段。在沉井下沉初期,周圍土壤對沉井的約束力小,沉井容易發(fā)生傾斜,以人工開挖為宜。人工開挖容易保持沿周邊刃腳均勻下沉,發(fā)現(xiàn)傾斜,隨時(shí)可以糾偏。當(dāng)人工開挖下沉
3-4M后,或第二節(jié)沉井灌注之后,周圍土壤對沉井的約束力顯著增大,這時(shí)可用機(jī)械在水下開挖。