长安大学基础工程第五章沉井基础及地下连续墙

如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！沉井是一种井筒状结构物，是依靠在井内挖士，借助井体自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高，最终形成的建筑物基础的一种深基础型式。占地面积小，不需要板桩围护，与大开挖相比较，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，操作简便，无需特殊的专业设备。近年来，沉井的施工技术和施工机械都有很大改沉井基础的典型施工方法：触变泥浆润滑套法；壁后压气(空气幕)法；钻吸排土沉井施工技术；中心岛式下沉3．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。一、沉井分类按材料分类：如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石、木等二、沉井构造。井壁是沉井的主要部分，应有足够的厚度与强对于薄壁沉井，应采用触变泥浆润滑套、壁外喷问题，应谨慎核算，并采取适当、有效的措施。定的强度，以免在下沉过程中损坏。刃脚底的水平面称为踏面，如图4-4所示。刃脚的式样应根据沉井下沉时所穿越土层的软硬程度和刃脚单位长度上的反力大小决定，沉井重、土质根据使用和结构上的需要，在沉井井筒内设置内隔墙。内隔墙的主要作用是增加沉井在如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！薄一些。(一)筑岛法(二)浮运沉井施工如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！沉井内设置的内隔墙或纵横隔墙或纵横框架形成的格子称作井孔，井孔尺寸应满足工艺当沉井下沉深度大，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使用触变泥浆润滑套施工方法时，应有预埋的压射泥浆管路。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，以防止地下水板及井内结构。凹槽的高度应根据底板厚度决定，主要为传递底板反力而采取的构造措施。沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种，现分别简介如桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板。在这种情况下，一般较容易施工，工序如下：(一)整平场地(二)制造第一节沉井(三)拆模及抽垫(四)挖土下沉(五)接高沉井(六)筑井顶围堰(七)地基检验和处理(八)封底、充填井孔及浇筑顶盖如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！(一)沉井发生倾斜和偏移土岛表面松软，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；并内挖除的土堆压在沉井外一侧，沉水流将沉井一侧土冲空等。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身水冲松土层；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(二)沉井下沉困难增加沉井自重减小沉井外壁的摩阻力(一)泥浆润滑套泥浆润滑套是把配置的泥浆灌注在沉井井壁周围，形成井壁与泥浆接触。选用的泥浆配合比应使泥浆性能具有良好的固壁性、触变性和胶体稳定性。一般采用的泥浆配合比(重量阻力(一般粘性土对井壁摩阻力为25~50kPa)，因而有提高沉井下沉的施工效率，减少井壁的圬土数量，加大了沉井的下沉深度，施工中沉井稳定性好等优点。泥浆润滑套的构造主要包括：射口挡板，地表围圈及压浆管。果一般较差。(二)壁后压气沉井法的气管中喷射高压气流，气流沿喷气孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈压气层(又称空气与泥浆润滑套相比，壁后压气沉井法在停气后即可恢复土对井壁的摩阻力，下沉量易于如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！控制，且所需施工设备简单，可以水下施工，经济效果好。现认为在一般条件下较泥浆润滑套更为方便，它适用于细、粉砂类土的粘性土中。如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！。(一)非岩石地基上沉井基础的计算HH先讨论沉井在水平力H作用下的情况。由于水平力的作用，沉井将围绕位于地面下Z0xzxAZ生的水平位移ΔxzxZZtg0=.C=C(ZZ)tgzxxzz0zz(kN/m4)。2如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！zz=mZ(ZZ)tgzx0从式中可见，土的横各抗力沿深度为二次抛物线变化础竖向位移图相似。故=C6=Cdtgd01022Hjhbdz=HbmtgjhZ(ZZ)dZ=0zx100HhjhbZdZW=010zx1d2立解，可得Z=1Z=11tg1tg11式中：=h=，β为深度hCC00A1A1==Z(ZZ)zxAh0(二)基底嵌入基岩内的计算方法max=N3Hd0式中A0为基础底面积。离地面或最大冲刷线以下Z深度处基础截面上的为z0zx111minAA若基底嵌入基岩内，在水平力和竖直偏心荷载作用下，可以认为基底不产生水平位移，基底边缘处的竖向应力为d2d22上述公式中只有一个未知数ω，故只需建立一个弯矩平衡方程便可解出ω值。A=0A解上式得10zx1d2tg=HmhDD=1D=1minAbDzxDh2基底边缘处的应力为NHd0jhbdZH01zx(三)墩台顶面的水平位移基础在水平力和力矩作用下,墩台顶面会产生水平位移δ，它由地面处的水平位移Z0tg6=(ZK+Kh)o+601220或对支承在岩石地基上的墩台顶面水平位移为1220(四)验算p22a22代入得如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！ h情况，并根据试验知道出现最大的横向抗力大致在Z=和Z=h处，将考虑的这些值代入便3有下列不等式 hx12cosQ33 式中(式中(——相应于Z=深度处的土横向抗力；h33h332M算沉井结构在施工过程中主要进行下列验算。(一)沉井自重下沉验算为了使沉井能在自重下顺利下沉，沉井重力(不排水下沉者应扣除浮力)应大于土对井QTQ——沉井自重(kN)；T——土对井壁的总摩阻力，T=xfhu，其中h、u为沉井穿过第i层土的iiiii厚度(m)和该段沉井的周长(m)，fi为第i层土对井壁单位面积的摩阻2iii4iii4当不能满足上式要求时，可选择下列措施直至满足要求：加大井壁厚度或调整取土井尺寸；如为不排水下沉者，则下沉到一定深度后可采用排水下沉；增加附加荷载或射水助沉；壁后压气法等措施。(二)第二节(底节)沉井的竖向挠曲验算(三)沉井刃脚受力计算刃脚悬臂作用的分配系数为刃脚框架作用的分配系数为k2刃脚竖向受力情况一般截取单位宽度井壁来分析，把刃脚视为固定在井壁上的悬臂梁，(1)刃脚向外挠曲的内力计算1)作用在刃脚外侧单位宽度上的土压力及水压力的合力为h式中：p——作用在刃脚根部处的土压力及水压力强度之和；2222p——刃脚底面处的土压力及水压力强度之和。2222kh高度。kp——力的作用点(离刃脚根部的距离)为t=k.et=k.e3+w3e2+w2p+p地面下深度hi处刃脚承受的土压力ei可按朗金主动土压办公式计算，即如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！2)作用在刃脚外侧单位宽度上的摩阻力Ti可按下列二式计算，并取其较小者1k或1E——刃脚外侧总的主动土压力，即E=h(e+e)。2k323)刃脚下抵抗力的计算。刃脚下竖向反力R(取单位宽度)可按下式计算1212R的作用点距井壁外侧的距离为R12213根据力的平衡条件，可知v=a(=aR=2a1R2v=2R22a+b12224)刃脚(单位宽度)自重g为g=h.y2kk如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！x1求出以上各力的数值、方向及作用点后，再算出各力对刃脚根部中心轴的变矩总和值0RHe+wTg0RHe+wTg.5L1 (L1为支承于隔墙间的井壁最大计算跨度)。(2)刃脚向内挠曲的内力计算计算刃脚向内挠曲的最不利情况是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇刃脚水平向受力最不利的情况是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空，尚未浇筑刃脚所受水平力乘以a，而作用于框架的水平力应乘以分配系数式β后，其值作为水平框架(1)单孔矩形框架A点处的弯矩A24B处的弯矩B12C24轴向力1121222(2)单孔圆端形(3)双孔矩形(4)双孔圆端形(5)圆形沉井(四)井壁受力计算沉井在下沉过程中，刃脚下的土已被挖空，但沉井上部被摩擦力较大的土体夹住(这一下被拉断的可能，因而应验算井壁的竖向拉应力。拉应力的大小与井壁摩阻力分布图有关，在判断可能夹住沉井的土层不明显时，可近似假定沿沉井高度成倒三角形分布。在地面处摩x由于由于T=T2Gxxhh2U离刃脚底x处井壁的拉力为S，其值为xxh2hh2dxhh2maxh2h2(2)42．井壁横向受力计算(五)混凝土封底及顶盖的计算计算封底混凝土厚度，可按下列两种方法计算并取其控制者。(1)封底混凝土视为支承在凹槽或隔墙底面和刃脚上的底板，按周边支承的双向板(矩形或圆端形沉井)或圆板(圆形沉井)计算：M=M+M+M1023如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知！yyMsimsimmwttmtmMkNm)，按支承条件考虑的荷wsisisisimm有时为简单初步估算也可采用式边剪断的可能性。若剪应力超过其抗剪强度则应加大封底混凝土的抗剪面积。2．钢筋混凝土盖板的计算(一)浮运沉井稳定性验算置VVh=00A0000311311MY=1h体积V)对其中心到刃脚底距离的乘积。2如不慎侵犯了你的权益，请