1.筑岛法
水流速不大,水深在3或4m以内,可用水中筑岛的方法。筑岛材料为砂或砾石,周围用草袋围护,如水深较大可作围堰防护(a)、b))。岛面应比沉井周围宽出2m以上,作为护道,并应高出施工最高水位0.5m以上。砂岛地基强度应符合要求,然后在岛上浇筑沉井。如筑岛压缩水面较大,可采用钢板桩围堰筑岛,但要考虑沉井重力对它产生的侧向压力,为避免沉井对它的影响,可按下式决定围堰距井壁外缘的距离
b≥Htg(45一φ/2)
式中:H为筑岛高度,
φ为砂在水中的内摩擦角,
距离b可以作为护道,一般b不小于2.0m。其余施工方法与旱地施工相同。
2.浮运沉井施工
水深较大,如超过10m时,筑岛法很不经济,且施工也困难,可改用浮运法施工。
沉井在岸边做成,利用在岸边铺成的滑道滑入水中,然后用绳索引到设计墩位。沉井井壁可做成空体形式或采用其它措施(如带木底或装上钢气筒)使沉井浮于水上,也可以在船坞内制成用浮船定位和吊放下沉或利用潮汐,水位上涨浮起,再浮运至设计位置。
沉井就位后,用水或混凝土灌入空体、徐徐下沉直至河底。或依靠在悬浮状态下接长沉井及填充混凝土使它逐步下沉,这时每个步骤均需保证沉井本身足够的稳定性。沉井刃脚切入河床一定深度后,可按前述下沉方法施工。
(三)沉井下沉过程中遇到的问题及处理
沉井在利用自身重力下沉过程中,常遇到的主要问题有:
1.沉井发生倾斜和偏移
在下沉过程中应随时观测沉井的位置和方向,发现与设计位置有过大的偏差应及时纠正。纠正前应分析偏斜的原因。偏斜原因主要有:土岛表面松软,使沉井下沉不均,河底土质软硬不匀;挖土不对称;井内发生流砂,沉井突然下沉,刃脚遇到障碍物顶住而未及时发现;井内挖除的土堆压在沉井外一侧,沉井受压偏移或水流将沉井一侧土冲空等。沉井偏斜大多数发生在沉井下沉不深的时候,下沉较深时,只要控制得好,发生倾斜较少。
沉井如发生倾斜可采用下述方法纠正:在沉井高的一侧集中挖土;在低的一侧回填砂石;在沉井高的一侧加重物或用高压射水冲松土层;必要时可在沉井顶面施加水平力扶正。
纠正沉井中心位置发生偏移的方法是先使沉井倾斜,然后均匀除土,使沉井底中心线下沉至设计中心线后,再进行纠偏。
在刃脚遇到障碍物的情况,必须予以清除后再下沉。清除方法可以是人工排除,如遇树根或钢材可锯断或烧断,遇大孤石宜用少量炸药炸碎,以免损坏刃脚。在不能排水的情况下,由潜水工进行水下切割或水下爆破。
2.沉井下沉困难
这主要是由于沉井自身重力克服不了井壁摩阻力,或刃脚下遇到大的障碍物所致。解决因摩阻力过大而使下沉困难的方法是从增加沉井自重和减小井壁摩阻力两个方面来考虑的。
1)增加沉井自重 可提前浇筑上一节沉井,以增加沉井自重,或在沉井顶上压重物(如钢轨、铁块或砂袋等)迫使沉井下沉。对不排水下沉的沉井,可以抽出井内的水以增加沉井自重,用这种方法要保证土不会产生流砂现象。
2)减小沉井外壁的摩阻力。减小沉井外壁摩阻力的方法是:可以将沉井设计成阶梯形、钟形,或在施工中尽量使外壁光滑;亦可在井壁内埋设高压射水管组,利用高压水流冲松井壁附近的土,且水流沿井壁上升而润滑井壁,使沉井摩阻力减小;以上几项措施在设计时就应考虑。在刃脚下挖空的情况,可采用炸药,利用炮震使沉井下沉,这种方法对沉井快沉至设计标高时效果较好,但要避免震坏沉井,放用药量要少,次数不宜太多。
近年来,对下沉较深的沉井;为了减少井壁摩阻力常采用泥浆润滑套或壁后压气沉井的方法。