第41章沉井基礎(chǔ)

會(huì)計(jì)學(xué)1第41章沉井基礎(chǔ)4.1概述4.1.1沉井的基本概念沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物。它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過混凝土封底并堵塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。第1頁/共28頁第2頁/共28頁沉井施工順序示意第3頁/共28頁第4頁/共28頁第5頁/共28頁第6頁/共28頁第7頁/共28頁第8頁/共28頁第9頁/共28頁第10頁/共28頁沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)：1）埋置深度可以很大，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載；2）沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋水圍堰結(jié)構(gòu)物；3）沉井施工時(shí)對(duì)鄰近建筑物影響較小且內(nèi)部空間可資利用，因而常用為工業(yè)建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎(chǔ)，也常用作為礦用豎井、地下油庫等。第11頁/共28頁沉井基礎(chǔ)的缺點(diǎn)：1）施工周期較長(zhǎng)2）對(duì)粉細(xì)砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜3）沉井下沉過程中遇到大孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過大，均會(huì)給施工帶來一定困難。第12頁/共28頁4.1.2沉井的類型及一般構(gòu)造1、沉井的分類就地制作下沉沉井（1）按施工方法分類浮運(yùn)沉井氣壓沉箱圓形沉井（2）按外觀形狀分類矩形沉井圓端形沉井第13頁/共28頁

柱形沉井按豎向剖面形狀分類階梯形沉井錐形沉井混凝土沉井按建筑材料分類鋼筋混凝土沉井竹筋混凝土沉井鋼沉井第14頁/共28頁2、沉井基礎(chǔ)的一般構(gòu)造（1）井壁（2）刃腳（3）隔墻（4）井孔作用（5）射水管（6）頂蓋板（7）凹槽（8）封底混凝土第15頁/共28頁第16頁/共28頁

井壁沉井的外壁，是沉井的主要部分。它應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以便承受沉井下沉過程中及使用時(shí)作用的荷載；同時(shí)還要求有足夠的重量，使沉井在自重作用下能順利下沉。

刃腳位于井壁的最下端，一般都做成刀刃狀的“刃腳”。其主要功用是減少下沉阻力。刃腳還應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，以免在下沉過程中損壞。刃腳底的水平面稱為踏面。刃腳的式樣應(yīng)根據(jù)沉井下沉?xí)r所穿越土層的軟硬程度和刃腳單位長(zhǎng)度上的反力大小決定，沉井重、土質(zhì)軟時(shí)，踏面要寬些。相反，沉井輕，又要穿過硬土層時(shí)，踏面要窄些。

第17頁/共28頁

隔墻是大尺寸沉井的分隔墻，是沉井外壁的支撐，或由于使用需要設(shè)置隔墻，可以加強(qiáng)沉井的剛度。

井孔是挖孔排土的工作場(chǎng)所和通道。平面布局是以中心線為對(duì)稱軸，便于對(duì)稱挖土使沉井均勻下沉。射水管用來助沉。應(yīng)均勻布置。頂蓋板傳遞沉井襟邊以上荷載的構(gòu)件。凹槽位于刃腳的上方，為增加封底混凝土和沉井壁更好地連接。

封底下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在沉井底面用素混凝土封底，作地下建筑物的基礎(chǔ)，再在凹槽處灌筑鋼筋混凝土底板。封底混凝土是傳遞墩（臺(tái)）全部荷載于地基的承重結(jié)構(gòu)。

第18頁/共28頁4.2沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.2.1沉井各部分尺寸的選定1.沉井高度——沉井頂面和底面兩個(gè)標(biāo)高之差。2.確定沉井平面形狀和尺寸——根據(jù)上部建筑物成墩臺(tái)底部的平面形狀決定。第19頁/共28頁4.2.2沉井基礎(chǔ)的計(jì)算

根據(jù)所擬定的沉井基礎(chǔ)的尺寸及其技術(shù)數(shù)據(jù)，按各種最不利荷載組合，分別驗(yàn)算基底應(yīng)力、橫向抗力、墩臺(tái)頂面水平位移及穩(wěn)定等。埋深≤5m，淺基礎(chǔ)計(jì)算方法埋深＞5m且計(jì)算深度αh≤2.5m時(shí),“m”法第20頁/共28頁4.2.3沉井施工過程中的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算

1.沉井自重下沉驗(yàn)算

為了使沉井能在自重下順利下沉，沉井重力（不排水下沉者應(yīng)扣除浮力）應(yīng)大于土對(duì)井壁的摩阻力，將兩者之比稱為下沉系數(shù)，要求：＞1當(dāng)不能滿足上式要求時(shí)，可選擇下列措施直至滿足要求：加大井壁厚度或調(diào)整取土井尺寸；如為不排水下沉者，則下沉到一定深度后可采用排水下沉；增加附加荷載或射水助沉；采用泥漿潤滑套或壁后壓氣法等措施。第21頁/共28頁2.第一節(jié)（底節(jié)）沉井驗(yàn)算3.沉井刃腳受力計(jì)算4.井壁受力計(jì)算

5.混凝土封底及頂蓋的計(jì)算

第22頁/共28頁4.3沉井的施工4.3.1沉井施工的一般規(guī)定4.3.2沉井的施工

沉井基礎(chǔ)施工一般可分為旱地施工、水中筑島施工及浮運(yùn)沉井施工三種，現(xiàn)分別簡(jiǎn)介如下：第23頁/共28頁一、旱地上沉井的施工

橋梁墩臺(tái)位于旱地時(shí)，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及澆筑頂板。在這種情況下，一般較容易施工，工序如下：（一）整平場(chǎng)地（二）制造第一節(jié)沉井（三）拆模及抽墊（四）挖土下沉（五）接高沉井（六）筑井頂圍堰（七）地基檢驗(yàn)和處理（八）封底、充填井孔及澆筑頂蓋第24頁/共28頁二、水中沉井的施工（一）筑島法（二）浮運(yùn)沉井施工第25頁/共28頁三、沉井下沉過程中遇到的問題及處理（一）沉井發(fā)生傾斜和偏移偏斜主要原因：土島表面松軟，使沉井下沉不均，河底土質(zhì)軟硬不勻；挖土不對(duì)稱；井內(nèi)發(fā)生流砂，沉井突然下沉，刃腳遇到障礙物頂住而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)；并內(nèi)挖除的土堆壓在沉井外一側(cè)，沉井受壓偏移或水流將沉井一側(cè)土沖空等。第26頁/共28頁沉井發(fā)生傾斜糾正方法：在沉井高的一側(cè)集中挖土；在低的一側(cè)回填砂石；在沉井高的一側(cè)加重物或用高壓身水沖松土