沉井与沉箱的定义、特点、用途及应用范围

沉井和沉箱工程一、专业工程特点沉井和沉箱都是在地面（地坑）上按设计要求进行预制，待达到一定强度后下沉至土中或水中就位的地下或水下工程。

1．沉井工程具有以下特点：沉井结构截面尺寸和刚度大、承载力高、抗渗、耐久性好，内部空间可资利用，可用于很大深度的地下工程施工中，深度可达50m；施工不需复杂的机械设备，在排水和不排水的情况均能施工；可用于各种复杂地形、地质条件；当沉井尺寸大时，制作和下沉均能使用机械化施工；可在地下水很大、土的渗透系数大，难以将地下水排干，地下有流砂或其它有害土质情况下施工。

沉井比大开挖施工，可大大减少挖运、回填的土方量，因此可以加快施工进度，降低施工费用。

缺点是：施工工序较多、施工工艺较复杂、技术要求高、质量要求严格。

2．沉箱工程的特点：沉箱工程是将水下工程的结构物改为在地面上进行预制，其质量易控制；沉箱在预制达到一定强度后可具有自浮能力，方便进行水上搬运，其结构裁面尺寸可以做得很大，适应于水下大型结构工程；由于可避免进行水下施工，可以大大降低施工费用。

缺点是：施工工序多，施工工艺复杂，技术要求高，质量控制（特别是水下就位准确性控制）要求严格。

二、沉井和沉箱的监理工作流程图纸会审→施工组织设计审批→材料报验→工序报验（沉井、沉箱预制、下沉、就位）→现场检查、检验、旁站、巡视、平行检验→阶段性验收、质量评定。

三、监理工作的方法和措施1．质量事前控制：在工程开工前，对设计图纸、施工方案、技术措施、质量体系和管理制度等进行审核，审核通过后才准开工；同时要对用于工程的原材料、半成品或成品、施工设备的质量进行签证认可，才准在工程中使用；上道工序未经监理工程师签证验收，不得进行下道工序施工2．质量事中控制：在沉井、沉箱在地面进行预制的过程中，监理人员要深入现场，按照钢筋混凝土质量控制要求和设计要求进行检查和旁站；对沉井、沉箱的下沉过程中，监理人员应对下沉过程进行检查，及时发现问题，提出改进意见，尽要能使质量问题消灭在萌芽状态。

沉井与沉箱施工工艺标准7.7.1 特点和适用范围7.7.1.1 沉井1 沉井是在地面或基坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，待筒身达到一定强度后，在井内挖土使土面逐渐降低，沉井筒身靠自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。

2 沉井一般为钢筋混凝土制作，其平面形状有：圆形、方形、矩形、多边形和多孔形等，沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。

为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20～30mm,有的沿高度设成台阶形，井壁表面常沿高度做成1/1000的坡度。

3 沉井的特点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米，我国江阴长江公路大桥北锚碇基础采用的沉井长69m,宽51m,深58m）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。

其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难度较大。

4沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻斗机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作竖井、深地下室、取水口等工程施工。

7.7.1.2 沉箱1 沉箱又称气压沉箱，沉箱的外形和构造与沉井相同，下沉工艺也与沉井基本类似。

只是在底节作成一个有顶盖的工作室，然后在顶盖板上装设井管及气闸，工人在工作室内挖土，使沉箱在自重作用下下沉。

当工作室进人水下时，通过气闸和气管打人压缩空气，把工作室的水排出，工作室仍能照常施工作业。

在不断挖土下沉的同时，箱顶也不断浇筑接高，直到沉至设计标高，然后，用混凝土封填工作室，并撤去气闸和井管。

2 沉箱的最大优点是：工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出，因此其下沉过程中能处理任何障碍物，并能直接鉴定和处理基底，基础质量可靠。

但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作，工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响，且工效低。

因为在水中每加深l0m ，工作室内应需增加一个大气压力，才能将水排出。

而人体一般仅能承受3.5个大气压力，也就是一般只能在深度不超过35m 左右的水下进行工作。

第四章沉井和沉箱4.1.沉井的定义沉井是一种利用人工或机械方法清除井内土石，并借助自重或填加压重等措施克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底(大多还填塞井孔或加做井盖)，并成为建筑物的基础的井筒状构造物。

工程实例如图1，图2所示。

图1沉井工程实例一图2沉井工程实例一4.2.沉井的优点(1)埋深较大，整体性强，稳定性好；(2)具有较大的承载面积，故而能承受较大的垂直和水平荷载；(3)施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备；(4)应用范围较广。

4.3.沉井的缺点(1)施工工期较长：(2)对细砂和粉砂类土在井内抽水时易发生流砂现象而使沉井具有较大的倾斜；(3)下沉过程遇到蛮石、树干或其它难于清除的障碍物时，将增大施工难度：(4)井底座在表面倾斜较大的岩层上时，施工难度也将加大。

4.4.沉井的分类1.按沉井个数分类(1)单个沉井：仅有一个独立的沉井，或虽沉井个数不止一个但沉井之间的间距较大而使得彼此没有联系的沉井。

(2)群井：沉井个数不止一个且沉井之间的间距较小，彼此之间互有联系的沉井。

2.按施工方法分类(1)一般沉井：直接在基础、发计的位置制造，然后挖土下沉的沉井。

有时基础位于水中，则先筑岛，再在岛上制造下沉。

(2)浮运沉井：先在岸边预制，再浮运就位下沉的沉井。

一般皆采用-股沉井，当水深较大(如水深大于10m)或水流流速较大，有通航要求，人工筑岛困难或采用一般沉井不经济时采用浮运沉井。

3.按井壁材料分类(1)混凝土沉井：因其抗压强度高而抗拉强度低，故而多做成圆形，且仅适用于下沉深度不大(4～7m)的松软土层。

(2)钢筋混凝土沉井：应用最广，其抗拉抗压强度高，下沉深度大，既可做成重型或簿壁的一般沉井，也可做成簿壁浮运沉井及钢丝网水泥簿壁浮运沉井。

(3)钢沉井：优点是强度高、质量轻、易于拼装，一般用于制造空心浮运沉井；缺点是用钢量大，下沉时须外加压力，目前国内用的极少。

(4)其它材料的沉井：如木沉井、砌石圬工沉井等，一般用于盛产木材或石材而工程条件允可的情况下。

论建筑施工中沉箱沉井技术的运用研讨沉箱沉井技术是指在建筑施工过程中，利用沉降箱或沉井的方法进行基础施工的一种技术。

它主要用于需要在软土地区进行建筑、桥梁等工程时，特别是在河流、湖泊等水源附近进行建设时，可以减少土方开挖量、保护水源环境、提高施工效率。

沉降箱是一种在施工现场组装的箱式结构，可以按照施工需要进行调整，使其在地下水位以下沉降到设计位置，形成沉降孔。

沉降箱通常由箱体、潜沉墙、上护面、顶部压力平台等组成。

沉降箱往往使用钢板焊接而成，具有较高的强度和耐腐蚀性。

沉井是一种在施工现场以井口为出发点，通过顶进或下沉的方式，使沉井沉降到设计位置，形成垂直井。

沉井一般由混凝土预制元件制成，具有较高的强度和刚度。

沉箱沉井技术的运用主要有以下几个方面的研讨。

对沉箱沉井技术的适用范围进行研讨。

沉箱沉井技术在软土地区的应用是最为广泛的，但在不同的软土地区，其适用范围也有所不同。

需要结合具体地质条件、地下水位、工程要求等因素，研究不同地区适用的沉箱沉井技术及施工方法。

研讨沉箱沉井技术的设计与施工要点。

沉箱沉井技术的设计与施工是保证其工程质量和施工效率的关键。

研讨包括但不限于以下要点：沉箱沉井的尺寸设计、箱体结构设计、施工材料选用、施工工艺及安全措施等。

特别是在复杂的地质条件下或施工环境限制较大的情况下，需要进一步研讨解决方案。

研讨沉箱沉井技术的施工中存在的问题及解决方法。

沉箱沉井技术在施工过程中可能会遇到一些问题，如箱体不稳定、沉井顶进困难、施工时间超期等。

需要对这些问题进行研讨，探讨解决方法，提高施工质量和效率。

研讨沉箱沉井技术的发展趋势。

随着建筑工程的不断发展和需求的增加，沉箱沉井技术也在不断创新和改进。

研讨沉箱沉井技术的未来发展趋势，可以预测其在施工效率、安全性能、可靠性等方面会有进一步提升和发展。

沉箱沉井技术是建筑施工中一种重要的基础施工技术，其运用研讨对于提高施工效率、保护环境、降低成本具有重要意义。

第七讲沉井与沉箱结构一、概述1. 不同断面形状（如圆形，矩形，多边形等）的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。

沉井也称为开口沉箱，沉箱也称为闭口沉箱。

由于闭口沉箱下沉施工时采用压气排水的施工方法，故通常称其为压气沉箱。

沉井（沉箱）施工法是深基础施工中采用的主要施工方法之一，它与基坑放坡施工相比，具有占地面积小、挖土量少，对邻近建筑物影响比较小等优点。

在工程用地与环境条件受到限制或埋深较大的地下构筑物工程中被广泛应用。

在市政工程中，沉井（沉箱）常用于桥梁墩台基础、取水构筑物、排水泵站、大型排水窨井、盾构或顶管的工作井等工程。

2. 沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶•躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性能好，内部空间可有效利用；•施工场地占地面积较小，可靠性良好；•适用土质范围广（淤泥土，砂土，粘土，砂砾等土层均可施工）；•施工深度大；•施工时周围土体变形较小，因此对邻近建筑（构筑）物的影响小，适合近接施工。

尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小，•具有良好的抗震性能。

二、沉井结构1. 概念○1什么是沉井，沉井通常为一个上无盖下无底的井筒状结构物，常用钢筋混凝土制成。

施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉。

当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒，待到达规定强度后再挖土下沉。

这样交替操作一直下沉到设计标高，然后封底，浇筑钢筋混凝土底、顶板等工作，做成地下建筑物。

○2与其他地下建筑的区别。

这种利用结构自重作用而下沉如土的井筒状结构物就称“沉井”。

实质上是将一个在地面筑成的“半成品”沉入土中，然后在地下完成整个结构物的施工。

它与基坑法区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的支撑和板桩工作，减少了土方开挖量。

沉井与沉箱工程施工工艺沉井是修建深基础、地下室和地下构筑物中广泛应用的施工方法之一。

适用于在场地狭窄、软弱土层和不稳定含水土层中施工。

在施工前要制订科学的施工技术方案，施工中要精心操作，防止发生各类安全质量等问题，以确保沉井工程的顺利进行。

1 工艺特点沉井的特点是：可在场地狭窄情况下施工较深的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。

其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难度较大。

沉箱的最大优点是：工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出，因此其下沉过程中能处理任何障碍物，并能直接鉴定和处理基底，基础质量可靠。

但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作，工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响，且工效低。

因为在水中每加深10m，工作室内应需增加一个大气压力，才能将水排出。

而人体一般仅能承受3.5个大气压力，也就是一般只能在深度不超过35m的水下进行工作。

而在这样的工作条件下，工作时间将缩短到每天仅能工作2～4h 左右，且工作人员进出闸后均需缓慢增压或减压，若增、减压不当极易得沉箱病。

另外，沉箱施工作业需较多的复杂设备如气闸、压缩空气站等，造价亦偏高，故近几十年来在国内已很少采用。

但在国外，尤其是日本改用水力机械挖土、加强自动化控制和监测并尽量减少人工进入沉箱，因此仍在使用。

2 工艺原理沉井（箱）是在地面或地坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，待筒身达到一定强度后，在井内挖土使土面逐渐降低，沉井（箱）筒身自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。

3 适用范围沉井和沉箱适用于作建（构）筑物的深基坑、地下室、水泵房、设备深基础、墩台等工程的施工围护结构或建（构）筑物地下挡水、防渗和承重结构。

适用的土层条件为：比较均匀平整、无影响下沉的大块石、漂石及障碍物；土层的透水性较小，如软黏土层，采用一般的排水措施可进行开挖。

沉井与沉箱的分类、构造、施工流程及优缺点比较1. 沉井（1）沉井分类a. 按平面形状分：沉井的平面形状有圆形、方形、矩形、椭圆形、端圆形、多边形及多孔井字形等，如图25-1 所示。

b. 按竖向剖面形状分：沉井按竖向剖面形式分有圆柱形、阶梯形及锥形等，如图25-2所示。

c. 按构成材料：可分为混凝土沉井、钢筋混凝土沉井及钢沉箱（包括钢板沉井及钢壳沉井）。

（2）构造箱体结构基本包括：井壁、刃脚、内隔墙、井孔凹槽、底板、顶盖等。

a. 井壁井壁是箱体的主要受力部位，必须具备一定的强度以承受井壁周围的水、土压力。

此外，为克服下沉时的摩阻力，井壁须有一定的重量，其厚度一般为0.3～2 m。

b. 刃脚刃脚的作用为切土下沉，故必须有足够的强度，以免破损。

通常称刃脚的底面为踏面，踏面的宽度依土层的软硬及井壁重量、厚度而定，一般为15～30 cm，刃脚侧面的倾角通常为45°～60°。

刃脚高度一般应综合考虑沉井封底方式、便于抽取刃脚下的垫木及土方开挖等方面。

湿封底时高度大些，干封底时高度小些。

其构造如图25 -3 所示c. 内墙、井孔内墙为即为箱内纵横设置的内隔墙，可提高箱体整体刚度。

井壁与内墙，或者内墙和内墙间所夹的空间即为井孔。

内墙间距一般不超5～6 m，其厚度一般为0.5～l m。

d. 凹槽凹槽位于刃脚内侧上方，目的在于更好的将井壁与底板混凝土连接。

通常凹槽高度在1m 左右，凹深15～30 cm。

e. 底板底板作用为防止地下水涌入抵抗基底地层反力，通常底板为两层浇注的混凝土，下层为素混凝土，上层为钢筋混凝土。

f. 底梁和框架当不允许在大型沉井沉箱内设置内隔墙时，为保证箱体具有一定的刚度，可在底部增设底粱，或者在井壁不同深度处设置若干道由纵横大梁构成的水平框架，以提高整体的刚度。

g. 顶盖顶盖即为沉井封底后根据实际需要，井体顶端设置的板，通常为钢筋混凝土或钢结构。

（3）施工流程1. 沉井施工的基本程序如下：⑴下沉前的准备：包括平整场地、定位、基坑开挖、搭设施工平台等等。