沉井基础资料培训讲学

1、沉井基础资料井井筒状的结构物筒状的结构物在井壁的围护下从井内挖土在井壁的围护下从井内挖土在自重作用下逐渐下在自重作用下逐渐下沉沉封底封顶形成的深封底封顶形成的深基础基础a)b)645123678一、沉井基础一、沉井基础9.1 概 述9.1 概 述9.1.1沉井的特点及使用范围沉井的特点及使用范围1、沉井基础的特点：、沉井基础的特点：2、沉井基础的使用范围：、沉井基础的使用范围：41上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时；42在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大或河中有较大卵石不

2、便桩基础施工时；43岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大基础施工围堰有困难时。9.1.2 9.1.2 沉井的类型和构造沉井的类型和构造 1、按施工方法分：一般沉井、浮运沉井、按施工方法分：一般沉井、浮运沉井2、按材料分类：、按材料分类： 混凝土、钢筋混凝土、钢、混凝土、钢筋混凝土、钢、 竹筋混凝土沉井等竹筋混凝土沉井等3、按平面形状分类：圆形、按平面形状分类：圆形、方形、矩形、椭圆形、圆端方形、矩形、椭圆形、圆端形、多边形及多孔井字形等形、多边形及多孔井字形等 4、按竖向剖面形状分类：、按竖向剖面形状分类：圆柱形、阶梯形及锥形等圆柱形、阶梯形及锥形等9.1.3. 9.1.3. 沉井基

3、础的构造沉井基础的构造6 6射水管射水管当沉井下沉深度大，穿过的土质又较好，估计下沉会当沉井下沉深度大，穿过的土质又较好，估计下沉会产生困难时，可在井壁中预埋射水管组。产生困难时，可在井壁中预埋射水管组。 7 7封底及顶盖封底及顶盖 当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对井底清理当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对井底清理整平后，即可封底，以防止地下水渗入井内。整平后，即可封底，以防止地下水渗入井内。 刃脚上方井壁内侧预留凹槽，以便在该处浇筑钢筋混凝土刃脚上方井壁内侧预留凹槽，以便在该处浇筑钢筋混凝土底板和楼板及井内结构。凹槽的高度应根据底板厚度决定底板和楼板及井内结构。凹槽的高度应根据底板

4、厚度决定 凹槽底面一般距刃脚踏面凹槽底面一般距刃脚踏面2.5m2.5m左右。槽高约左右。槽高约1.0m 1.0m 凹人深度凹人深度c c约为约为150250mm150250mm。9.2 沉井的施工沉井的施工 9.2 9.2 沉井的施工沉井的施工 9.2.1 旱地上沉井的施工旱地上沉井的施工4（一）整平场地（一）整平场地4（二）制造第一节沉井（二）制造第一节沉井4（三）拆模及抽垫（三）拆模及抽垫4（四）挖土下沉（四）挖土下沉4（五）接高沉井（五）接高沉井4（六）筑井顶围堰（六）筑井顶围堰4（七）地基检验和处理（七）地基检验和处理4（八）封底、充填井孔及浇筑顶盖（八）封底、充填井孔及浇筑顶盖沉井施

5、工主要程序示意图沉井施工主要程序示意图9.2.2 9.2.2 水中沉井的施工水中沉井的施工1 1、筑岛法、筑岛法2 2、浮运沉井施工、浮运沉井施工9.2.4 沉井下沉过程中遇到的问题及处理沉井下沉过程中遇到的问题及处理 9.2.4 沉井下沉过程中遇到的问题及处理沉井下沉过程中遇到的问题及处理 （一）沉井发生倾斜和偏移（一）沉井发生倾斜和偏移偏斜主要原因偏斜主要原因：土岛表面松软，使沉井下沉不均，河底土质：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；并内挖除的土堆压在

6、沉井外遇到障碍物顶住而未及时发现；并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。一侧，沉井受压偏移或水流将沉井一侧土冲空等。发生倾斜纠正方法发生倾斜纠正方法：除土、压重、顶部加水平力或刃脚下支垫：除土、压重、顶部加水平力或刃脚下支垫发生偏移纠正方法：发生偏移纠正方法：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。除土，使沉井底中心线下沉至设计中心线后，再进行纠偏。4（二）沉井下沉困难（二）沉井下沉困难4增加沉井自重增加沉井自重 4减小沉井外壁的摩阻力减小沉井外

7、壁的摩阻力4（三）突沉（三）突沉4控制均匀挖土控制均匀挖土 4刃脚处挖土不易过深刃脚处挖土不易过深4（四）流砂（四）流砂4向井内灌水减小水头梯度；向井内灌水减小水头梯度； 4井点降水，深井降水，改变水头梯度方向井点降水，深井降水，改变水头梯度方向9.3 9.3 沉井的设计与计算沉井的设计与计算一、沉井作为整体深基础的设计与计算一、沉井作为整体深基础的设计与计算 4沉井作为整体深基础时的基本假定条件：沉井作为整体深基础时的基本假定条件：1 1、地基土作为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成、地基土作为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加；正比例增加；2 2、不考虑基础与土之间的粘着力和

8、摩阻力；、不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力；3 3、沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。、沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。（一）非岩石地基上沉井基础的计算（一）非岩石地基上沉井基础的计算HHHVFMFlFeFtgZZx)(0tgZZCCzzxzx)(0tgZZmZzx)(0tgdCCd20102hhHzxHdZZZZmtgbFdzbF000110)(hdzxHWZdZbhF02110基础底面处的压应力基础底面处的压应力 )3(26)4(1210hhbdWhhbZ)18()32(12311WdhbmhhhFtgHAmhFtgH6式中：00CmhCCh，为深度为深度h h处沉

9、井侧面的水平向地基系数与沉井底面处沉井侧面的水平向地基系数与沉井底面的竖向的竖向 地基系数的比值地基系数的比值)(60ZZZAhFHzx离地面或最大冲刷线以下离地面或最大冲刷线以下Z Z深度处基础截面上的弯矩，为深度处基础截面上的弯矩，为 ZzxHzdZZZbZhFM0111)()( )2(2)(031ZAhAZbFZhFHH（二）基底嵌入基岩内的计算方法（二）基底嵌入基岩内的计算方法mhDFtgH式中式中 12631WdhbD将将tgtg代入得代入得 DhFZZhHzx)( DdFAFHV20maxmin根据根据xx=0=0，可以求出嵌入处未知的水平阻力，可以求出嵌入处未知的水平阻力 Hhz

10、xRFdZbF01) 16(21DhbFH地面以下地面以下Z Z深度处基础截面上的变矩为深度处基础截面上的变矩为 )2(12)(31ZhDhHZbZhHMz（三）验算1基底应力验算 maxh 2横向抗力验算 zxEpEa 由朗金土压力理论可知)245(2)245(2ctgZtgEp)245(2)245(2ctgZtgPa代入得代入得)(cos4cZtgzx考虑到桥梁结构性质和荷载情况，并根据试验知道出现最大考虑到桥梁结构性质和荷载情况，并根据试验知道出现最大的横向抗力大致在的横向抗力大致在3hZ 和和Z=hZ=h处，将考虑的这些值代入处，将考虑的这些值代入)3(cos4213ctghxh)3(

11、cos421ctghhxhxhx相应于相应于Z Z= =h h深度处的土横向抗力，深度处的土横向抗力，h h基础的埋置深度；基础的埋置深度；1 1 取决于上部结构形式的系数，一般取取决于上部结构形式的系数，一般取1 1=1=1，对于拱桥，对于拱桥1 1=0.7=0.7；2 2 考虑恒载对基础重心所产生的变矩考虑恒载对基础重心所产生的变矩MgMg在总弯矩在总弯矩M M中所占百分比中所占百分比的系数，即的系数，即MMg8 . 012。xh3相应于相应于3hZ 深度处的土横向抗力；深度处的土横向抗力；一、一、墩基础墩基础（即大直径扩底灌注桩）（即大直径扩底灌注桩）4 直径直径 1.8m。（桩径。（桩

12、径2.5m、底径底径5m、承千吨）承千吨）4方法方法：1)1)人挖人扩桩；人挖人扩桩；4 2) 2)机钻人扩桩机钻人扩桩, ,干法；干法；4 3) 3)机钻机扩桩机钻机扩桩, ,湿法。湿法。4要求要求：4 防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。防塌壁；须降水、通风、通讯、照明。4设备设备：1)1)风镐、八字护壁；风镐、八字护壁； 2) 2) 钻扩机。钻扩机。4施工工艺施工工艺：4护壁挖孔护壁挖孔扩底扩底放入钢筋笼放入钢筋笼浇筑混凝土浇筑混凝土9.5 9.5 深基础简介深基础简介墩身施工示意图墩身施工示意图三、三、 地下连续墙地下连续墙4二、地下连续墙二、地下连续墙4 1.用途用途：深基坑的支护结构：深基坑的支护结构建筑物的深基础建筑物的深基础4 2.特点特点：刚度大，挡土又挡水，可用于任何土质，：刚度大，挡土又挡水，可用于任何土质，施工无振动、噪音低；成本低，施工期短，专用施工无振动、噪音低；成本低，施