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详述筑岛法沉井施工技术

一.工程所在地质情况

某大桥是一座过江桥梁，桥梁所处河道主河槽的8个桥墩为圆形沉井基础。

沉井深15.5～20米不等，外径为6.9米和8.1米、内径为3.5米和4.7米两种。

水文地质情况，桥上游汇水面积较大，桥址处正常水深1～8米，主河道常

年通航。地质情况主要为湖沉积层，表层为粘性土硬壳不厚，下为含腐植质的湖

积软土层较厚，容许承载力不足0.1Mpa；砂粘土层之下为分布较广的砂夹砾卵

石层，容许承载力约0.4Mpa，为沉井的持力层；下卧第三系风化红砂岩。

二.方案选择

工程沿着设计文件指引的思路，在水深、流速不大的河中采用筑岛法建造沉

井基础。沉井下沉以吸泥机、抓泥斗等不排水开挖下沉为主，辅助人工开挖下沉。

三.施工过程

1.围堰筑岛

筑岛是沉井制作的临时基础，根据筑岛的安全高度及水流冲刷的要求，需要

以草袋装土围堰作为筑岛的防护结构。首先根据墩位护桩定出沉井位置，尽可能

地把筑岛位置的表层淤泥清理干净并整平，特别是井位平面高差大，地表软硬悬

殊的情况下，整平工作尤为重要。之后，进行草袋装土围堰。围堰底平面内径宜

大于沉井外径0.2～0.4米，围堰内坡率1：0.2，外坡率1：0.5，顶宽2米，中

间夹填0.6米粘土隔水环，成为双层围堰。

草袋围堰之内，尽可能把水抽干，清除烂泥杂物，分层夯填粗砂或砂夹细卵

石至设计标高，保证岛面承载力不小于0.1Mpa。如果抽水清淤确有困难时，应

在全围堰之内均匀回填砂卵石，出水面后再分层夯填至设计标高。切忌单側倾填！

86号沉井筑岛由于单側倾填，把淤泥挤成死角，造成局部软弱，第一节沉井筑

成后即产生4%的倾斜，抽垫木后倾斜达32%，给沉井下沉造成了很大的困难。

筑岛面标高是一个极为重要的参数。开工前，我们调查了桥梁所处河流历年

记录的水文资料，针对各期工程所需要的工期，结合草袋装土围堰的安全高度，

综合考虑确定筑岛面标高初期定为13.0米（河底标高10.0米，局部冲刷约9.0

米），预留后期加高至15.0米的条件。由于枯水季节时间紧、任务重，第一期

工程对筑岛加高未引起足够的重视，春汛期洪水位一直在14.0米左右徘徊，已

开工的三个沉井未完被迫渡洪。以后各期工程重视了这个问题，沉井筑岛施工取

得了预期的效果。处于水深流急的河道上的沉井筑岛，采取了从最上游开始，从

中间向两边边围堰边打桩的补强措施，使沉井筑岛得以顺利进行。

2.沉井预制

沉井设计均为三节。第一节沉井是在筑岛面上铺设垫木立模制成的，随着沉

井的下沉，以上各节在下节的基础上接高，直至顶节完成。垫木利用轨道木枕，

放射状均匀排列于沉井刃脚之下，预制沉井的中心一般与桥墩设计中心重合。但

在井位周围地平面高差较大的情况下，预制沉井就应连同筑岛、垫木一并往较高

的一侧移动一个距离（称为预偏心），以抵消沉井在下沉过程中地面高差的侧压

力对沉井所产生的位移。88号沉井处于河岸边，前后地面高差达7米，未预留

偏心，沉井下沉一直往较低的一侧位移，终了位移值达41厘米。后期施工的82

号、83号和84号沉井根据地面高差预偏心了10～15厘米，有效地抵消了地表

高差对沉井侧压力所产生的位移，保证了沉井的下沉质量。

沉井基础在枯水季节施工，时间显得非常宝贵。除了在筑岛、立模、绑扎钢

筋等环节上争取时间外，在灌注沉井混凝土中也作了一些努力。首先从时间损失

较大的混凝土等强问题着手，在混凝土中掺减水剂、早强剂，使混凝土的等强时

间大为缩短。另外，还把刃脚部位的混凝土强度提高一个等级，保证了每次灌注

混凝土的等强时间均在10天以内，达到了施工组织设计的时间要求。为了及时

准确地掌握混凝土强度增长，在沉井混凝土壁中预留测温孔，以测量混凝土的硬

化温度推算混凝土的强度；并在每节沉井混凝土中多做三组试件与沉井同条件养

护、试压，以试件的强度精确指导施工。

3.沉井下沉

混凝土沉井在筑岛面上预制成型后，随着强度的满足，即可撤除垫木、开始

下沉。要撤除的垫木可分为四组并编号，每组四人实行统一指挥，同步对称抽出

垫木，并对抽空了的刃脚回填砂卵石并夯实。撤除垫木工作，决定沉井入土的初

始状态，直接影响沉井的下沉质量。如果偏差较多，将给以后带来极为麻烦的纠

偏工作。

沉井刃脚在水位线以上或进入不透水层时，采用人力井内开挖下沉，能保持

较高的工效和较快