沉箱凿井法沉井结构

由套井、井壁和刃脚三部分组成。套井(即锁口)是靠近地表预先作好的一段大于沉井外径1.5m左右的井筒，用以保护井口，安设导向装置和贮存减阻材料。沉井井壁就是井筒的永久井壁，应有足够的强度，并满足下沉所需的重量。一般为钢筋混凝土结构，壁厚1m左右，随沉井下沉不断在井口浇筑接长。刃脚位于沉井井壁最下端，多用钢材制造，刃尖角通常为 30°，刃脚高3m，刃脚外半径比井壁外半径大100～300mm，以便下沉后在井壁四周形成一个环形空间。

施工时沉井利用钢刃脚插入土层，工作面不断破土排渣，依靠井壁自重不断下沉，当沉井刃脚达到基岩后，即行封底与壁后注浆固井。

在地面下沉预制井筒的施工方法。在井口位置，预制好沉井刃脚和一段井壁，边掘边沉,再在地面浇筑,接长井壁，继续下沉。此法开始多用于水利工程，工艺简单，通常采用砖井壁，人工挖掘，自重下沉。沉井深度一般仅20m左右。1839年法国创造了压气沉井法,因下沉深度有限，并有损工人健康，到20世纪50年代渐被淘汰。1894年德国创造了淹水沉井法。1944年日本向沉井壁后施放压缩空气，减少井壁与土层的摩擦阻力获得成功。1952年匈牙利和瑞士创造了触变泥浆液体减阻的新方法。中国于1958年创造了震动沉井法；1969年起采用壁后泥浆淹水沉井，建成了30多个井筒，最深井达192.5m。

就沉井的使用材料分，有木沉井，砖、石沉井，混凝土沉井，钢筋混凝土沉井和钢沉井等。木沉井用木材较多，现很少采用。砖、石沉井过去多用于中小桥梁。现在常用的是钢筋混凝土沉井，或底节为钢筋混凝土，上节为混凝土的沉井。钢沉井多用于大型工程浮运的沉井。

沉井的井壁可作成竖直形、台阶形或斜坡形。斜坡形虽可减少周围的摩阻力，但下沉过程中容易倾斜；台阶形便于加高井壁。沉井的内部可根据需要作隔墙，划分成几个取土井，但取土井必须对称设置，以利均衡挖土或纠正偏斜；取土井尺寸，须能容纳机械挖土斗自由上下。如中国九江长江大桥采用圆沉井，直径20米，内设9个井孔，中孔直径5.5米，8个边孔直径3.8米；日本本（州）四（国）联络桥的南北备赞濑户桥7A号墩沉井，桥轴方向长75米，横跨方向59米，高55米，中间设纵横向隔墙，是当前世界大型沉井之一。

分排水和不排水下沉两种，在软弱土层中须采用不排水下沉，以防涌砂和外周边土坍陷，造成沉井倾斜及位移，必要时采取井内水位略高于井外水位的施工方法。出土机械可使用抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机等。近代各国发展用锚桩及千斤顶将沉井压下的方法。此外，还有用大直径钻机在井底钻挖的方法，如日本在圆形沉井内采用臂式旋转钻机，在硬粘土层内开挖，直径可达11米，由沉井外的电视机反映操作情况及下沉速度。

沉井到达设计标高后，一般用水下混凝土封底。井孔是否填充，应根据受力或稳定要求决定，可填砂石或混凝土，但在低于冻结线0.25米以上的部分,应用混凝土或圬工填实。沉井基础的最后一道工序是灌筑顶盖。

沉箱法(caisson method)是一种在地下水位以下，施工时将压缩空气送入形似有顶盖的沉井的沉箱内部排开地下水，在沉箱内干土上进行挖土施工，并通过特殊的装置井运土的方法。

在沉箱自重加荷重作用下，沉箱逐步下沉，至设计标高后，用混凝土填实工作室，即为沉箱基础。

1891年詹天佑在灤河鐵路大橋筑墩施工即采用了“压气沉箱法”，解決了英、日、德工程師打樁法無法建設橋墩的問題。

1937年茅以升发明了現代沉箱法（並在中国率先使用）用于钱塘江大桥桥墩建设。

中文名称

特殊凿井法

英文名称

special shaft sinkingmethod

定　　义

在不稳定或含水量很大的地层中，采用非钻爆法的特殊技术与工艺的凿井方法。

应用学科

煤炭科技（一级学科），矿井建设（二级学科），井巷掘进（三级学科）

前言

1 沉箱工法概述

1.1 沉箱定义与分类

1.2 开口沉箱工法

1.2.1 工法概述

1.2.2 开口沉箱中的挖排土

1.3 气压沉箱工法

1.3.1 工法概述

1.3.2 气压沉箱工法与开口沉箱工法的比较

2 气压沉箱工法的发展历程

2.1 气压沉箱的雏形一一潜水钟

2.2 工法的诞生

2.2.1 气压挖掘工法的起源

2.2.2 19世纪美国的大型桥梁基础

2.2.3 19世纪欧洲的沉箱工程