沉井下沉演示

地下结构工程第8章沉井基础8.1概述8.1.1沉井基础的特点及其应用范围是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标高后，再进行封底，构筑内部结构。广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井。技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性好，能支承较大的荷载。8.1.2沉井的分类（1）按下沉环境可分为陆地沉井（包括在浅水中先筑岛制作的沉井）和浮运沉井；（2）按沉井构造形式可分为独立沉井和连续沉井；（3）按沉井平面形式可分为圆形、椭圆形、正方形、矩形和多边形等；也可分为单孔和多孔沉井（见图8-1）；（4）按沉井制作材料可分为混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石以及组合式沉井等。沉井按平面形式分类a—圆形单孔沉井；b—正方形单孔沉井；c—矩形单孔沉井；d—矩形双孔沉井；e—椭圆形双孔沉井；f—矩形多孔沉井8.1.3沉井的设计原则结构简单对称，受力合理，施工方便。沉井的长短边之比越小越好，以保证下沉时的稳定性。一般沉井应分节制作，每节高度不宜大于5m。沉井底节高度应满足拆除支承时沉井纵向抗弯要求之外，在松软土层中下沉的沉井，底节高度不宜大于0.8b。8.1.4沉井的施工步骤沉井施工步骤示意图8.2沉井构造沉井组成：刃脚、井壁、内隔墙、取土井、凹槽、封底、顶板1）沉井刃脚：作用在于减少沉井下沉阻力

a—混凝土刃脚；b—设角钢的刃脚；c—尖刃脚2）井壁主要承担井外水土压力和自重的部分

设计时通常先假定井壁厚度再进行承载力验算；井壁厚度一般为0.8~1.5m；

a）、（b）竖直的；（c）、（d）台阶形的；（e）锥形的；（f）倒锥形的图8-5沉井外壁的形式3）内隔墙加强沉井刚度、缩小外壁计算跨度，同时又将沉井分成多个取土井，便于掌握挖土位置以控制下沉的方向；内隔墙的间距一般不大于5~6m，厚度一般为0.5~1.0m。一般要求隔墙底高出刃脚底面0.5~1.0m。4）取土井位置：取土井的平面布置应与中轴线对称，以利于沉井均匀下沉；大小：由取土方法而定，采用挖土斗取土时，应能使挖土斗自由升降，最小边长不宜小于2.5m。处理：以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。5）狡凹槽为了封底遇混凝肤土嵌逝入井缸壁，旗形成帽整体，使绘传至丧沉井贿壁上好的力警能更奇好地麦传递钻给封顶底混闸凝土锣底面乌。遇到顾意外困难和，还错可在笋凹槽浅处浇略筑钢车筋混授凝土赚盖板坐，将食沉井苍改为汗沉箱浩。尺寸冰：凹肯槽深陆约0轧.1刮5~惜0.狱25剖m，涉高约幼1.阳0m扯左右啊，其番距刃济脚底肆面一简般在向1.旷5m页以上右。6）旷射水爆管组榴、探肠测管添、气患管和蔑压浆采管射水准管组：压忆入高障压水逝把井增壁四教周的抹土冲魂松，染以减性少摩物擦力哲和端储部阻祸力。高压咱水水盘压一陆般不赚小于虚0.的6M谎Pa民，每博一水传管的称排水燃量不谈小于克20抛0L翼/m菠in菊；探测妇管：探测娇刃脚众和隔踏墙底悲面下宰的泥蔽面标建高，步清基脑射水网或破勾坏沉粮井正絮面土再层以奖利下散沉；气管狡：空气迫幕下甲沉沉岛井；压浆刮管：埋设许压浆俯管7）走封底渗水耗率小于防6m秀m/槐mi插n时摆，排秒干水叫后用哄C1盛5或尾C2朴0普轻通混窃凝土拴浇筑已；当井呆中的聚渗水逢率大岭于6矿mm晕/m稳in旧时，无宜采退用导集管法死浇注棒C2黎0级下水下险混凝歉土封反底。厚度识按其亏承载遮力条训件计园算确资定，炼一般筑其顶览面应众高出缝凹槽尘0.分5m甩。8）呜顶板以混父凝土填心的沉晕井可昆用素肝混凝牧土顶坚板；空心或以蛛其他茅松散抛料填昆心的闸沉井余需用童钢筋脖混凝阀土顶成板，息厚度给一般逼为1铜.0允~2篮.0旺m汇；排水胸下沉它的沉晴井，其统顶面杂在地舅面或各水位扑以下优时，港应设菜挡土已防水体墙连板接在卡井壁因的顶舌部。8.瞒3确沉势井结狱构设让计计陷算8.凤3.宽1下沉券系数计算验算拆沉井智自重们是否基能克川服下记沉时蒸土的傻摩阻愤力滩，用再下沉罪系数k表示叼：表8乌-1宅沉井迫井壁插与土甲体之祸间的末摩阻独力f（k颠Pa见）土的种类粘性土砂性土砂卵石砂砾石软土泥浆套f(kPa)25~5012~2518~3015~2010~123~5摩擦惭力分韵布假定姿从地旬表到推5m救深度颠范围婚内，帜单位猴摩阻植力按区直线架规律跟由零则增加徒至最狼大值狸；超过割深度摩5m碌以后游取常脸数值8.妄3.疮2阀沉屿井底燃节验轰算刃脚后下的璃支承霞位置债不旷断在蛮变，巡寿三种镰情况德：1）在排敲水或捡无水子情况下下牛沉沉迟井2）惧对于不排竞水下晴沉的沉刚井（1辆）假送定底烦节沉转井仅料支承粘于长客边的搞中点拨（2且）假鞋定底而节沉偶井支浑承于圣短边助的两撇端点本讲扶要点了解唯沉井全构造己；掌握嚷下沉匆系数计算谱。沉井礼底节半验算8.替3.释3棉沉梦井井壁计算沉井宁井壁倾应进坊行竖直的和水漫平两摆个方辨向的内榨力计凝算。1）竖直净方向在沉颈井的听下沉笼过程例中，逼当沉秘井被盲四周吗土体择箝固碑着而膝刃脚胶下的建土已委被掏详空时要，应更验算乒井壁进接缝酱处的竖向遥拉应洲力。接缝终处：混凝敬土不蓝承受且拉应效力而训由接圈缝处津的钢萍筋承垒受，此时塔钢筋底的抗假拉安饰全系蓝数可秋采用毁1.贡25逢；同糖时并甲须验公算钢员筋的粱锚固宵长度货。井壁俱摩阻纳力可假就定沿歌沉井饿全高棉按倒截三角净形分绞布，绳即在吩刃脚赤底面校处为厘零，及在地今面处创为最津大，抖此时台最危逐险的视截面燥在沉合井入第土深煮度的保1/异2处沉井叹外侧痛直立帆时的辽井壁皂受便拉计粱算图按《公鸟路桥菜涵地仓基与惯基础追设计热规范毙》，最妨大竖望向拉班力Plma格x为真此时始沉井京全部头重力G的1洗/4混，即实际雁工程招中，沉井爪被卡数住较为榜常见蕉，也凉出现浮过被愉拉裂还的沉娱井专。验算雀建议挪值表8钞-2仇沉井恼竖向召拉力虫计算番及其霸最小饮配筋予率沉井施工状态沉井结构或受其影响建筑物的安全等级与拉力计算取值纵向钢筋最小构造配筋率一级二级三级钢筋混凝土最小配筋率不宜于少0.1%；少筋混凝土不宜少于0.05%排水下沉0.50G0.30G0.25G不排水下沉0.40G0.25G0.20G泥浆套中下沉0.30G0.25G0.20G2）娇水平识方向根据鸟排水赖或不剖排水滴的情枕况，撕沉井脆井壁女在水丝式压力卫和土爬压力肥等水副平荷倚载作候用下非，应别作为迅水平扶框架府验算禁其水挣平方凝向的偿挠曲倾。（1核）验基算刃脚旬根部劈燕以上塌，其郑高度池等于岗该处冻井壁酷厚度t的一岔段井灿壁，依妨此设败置该称段的食水平拾钢筋糠。计算违简图Q——衔由刃扭脚传导来的呈剪力因，其恐值等河于求算刃籍脚竖润直外池力时谈分配旺于悬浸臂梁雹上的滤水平记力（孟kN旧/m吐）。（2骑）其余冰各段座井壁的计哀算，殃可按约井壁那断面木的变己化,薯取每语一段紧中控是制设压计的酸井壁坡（位堡于每一付段最顽下端烘的单膀位高案度）进蒸行计使算。上部蛙井段丛按照作用固在水勇平框麦架上臭的均达布荷跪载q=株W+E。然义后用叉同样铺的计点算方颈法，家求得枪水平荡框架蚁的最名大弯裂矩M、轴刷向压辉力N、剪豪力Q，并服据此丹设计馆水平藏钢筋年。8.木3.氏4谜沉惹井刃镰脚验爸算沉井溉刃脚餐部分洒可分两别作为裂悬臂厅或水狸平框删架验算小其竖句向及弱水平低向的站弯曲翠强度描。1）江按悬鬼臂梁诞计算剂刃脚塑竖直尿方向嗓的挠建曲强施度此时辫，刃脚钢根部隐可以声认为说与井森壁嵌适固，刃脚揪高度捷作为顾悬臂截长度，并店可根伶据以红下两颂种不许利情词况分译别计匙算：（1偿）当宜沉井逮下沉市途中饱，刃脚鹊内侧卡已切苗入土反中深刃约1幼m;①沿嫂井壁滤的水惕平方掏向取挺一个盈单位界宽度猪，计醒算作饿用在烫刃脚促上的竭土压宿力E和水框压力W。②作姨用在脖井壁驼单位榨宽度浮上的伙摩阻依力T，取其脂最小特值③刃斥脚下植单位晚宽度侧上土马的垂锯直反庭力刃脚投斜面很上的邀土反出力联立驱方程盾式即刘可求复得V1和V2。④作郑用在有刃脚建斜面壶上的资水平木反力U可按好下式菌计算忙：U的作饮用点羽在距筹刃脚辆底面熟1/啦3高初处。⑤刃么脚重拔力g按下贴式计走算：⑥求敲得作机用在刃脚搂上的泼所有石外力迟的大项小、虫方向摔和作肃用点邻之后脖，即可桂求算伴刃脚裙根部弹处截然面上屋每单亿位周鲜长内立（井挎壁）吸的轴确向压察力N、水可平剪宰力Q及对孔截面哑重心弱轴的沙弯矩M。并撑据此取计算球在刃每脚内侧江的钢钢筋（僚竖直肯）数哨量。（2喝）当沉敏井已谎沉到栏设计冬标高胁，刃贵脚下奔的土续已被步掏空律，这艘时刃料脚处阔于向想内挠铅曲的各不利的情况姜，①计钟算刃卸脚外户侧的那土压亭力和犬水压污力。②由替于刃笨脚下开的土恭已被蒙掏空舅，故奋刃脚寨下的垂直偶反力Rv和刃垃脚斜习面水暗平反液力U等于灵零③作粗用在辜井壁蔑外侧暖的摩惕阻力T④刃筝脚计偏算时雀重力g与前辽面相愉同⑤计劣算在佳刃脚辽外侧旬的钢倦筋（渡竖直眉）数欢量2）望按封插闭的疏水平艳框架姐计算酬刃脚饭水平蹄方向茶的挠百曲强捷度作用眼在刃导脚侧懂面上锣的水正平外常力将病由悬摊臂梁汁和框垒架来屯共同质承担克。分配仪系数并公式分如:悬臂钓作用屡:框架附作用迁:本讲五要点掌握蚕:沉井井壁计算沉井刃脚验算8.关3.习5分沉船井封询底计晚算封底倘混凝锦土在恋基底底反力堤作用蓝下，到将其漫当作抬支承懂于刃声脚斜拜面及监隔墙锐上的周边艰支承艳板考虑缓；支承宴情况（简溪支或牵嵌固河）和计算储强度在设假计中洲应视霜具体呼情况它而定管。1）的规定（1积）封赤底混福凝土决应承泄受基底贷水和远土的向烈上反绪力，上此时多混凝恩土的腰龄期兼不足禽，应降秆低容哈许应懒力；（2津）混池凝土盟填实飘时，龄计入坡井孔统内填附充物民的重届力；（3来）封双底混押凝土谦的厚抚度，碍一般址不宜祖小于萝1.手5D；2）扶干封沾底及娘有关年计算（a）下毕有足稳够厚赵粘土亏层；（b）待按底板贩达到忆足够往强度啦后方分停止亮降水沉井蹈可干创封底嫁的情娇况（1举）沉邪井刃荒脚停哭留在赤不透要水粘锦土层穿中；不透勤水粘脆土层后的厚裤度含：A——岩沉井尊底部树面积次（m迹2）灶；——焦土的喝有效社重度侮（即裁浮重虽度）西（k垄N/巧m3封）；——布刃脚形下面考不透与水粘骨土层穿厚度牙（m向）；c——覆粘土材的粘筋聚力指（k橡Pa演）；U——疗沉井疼刃脚其踏面庙内壁尽周长使（m峰）；（2迅）在沉愉井内箱设吸挡水鼓并有乞良好辰滤层给的情惠况下搏降水克，一部直降剂到钢筋兽混凝卡土底妈板足够滥承担典地下幻玉水回创升后海的水油土压转力，则方可毙拆除旬并封辰闭降娘水管肝，在修这种赛情况范下，可采最用干章封底。3）堵水下瓜封底晶混凝亿土的证厚度老计算封底占要求似是：（1锯）按最不撤利情饿况混凝味土厚来度忘：即的在沉尖井封罢底后管，将升井内吵水排槐干，愉在钢扒筋混蹈凝土霞底板盟尚未别施工羞前演。（2斑）水稿下封益底混醋凝土昏最好不让其胳中出现旦拉应堤力。分暑配线乳相交猜于素蛋混凝夜土封兴底上买，可伸以认更为不盖承受纱拉应贞力。中央站锅底物挖深扶可形军成倒拱。若出遮现拉禁应力弹，计争算方垒法：注意毕计算窗跨度晃；①周胖边简港支支挂承的沿圆板房诚在承荐受均尤匀荷筝载时滨，可裁计算斩板中糊心的增最大腔弯矩伐值：②周怕边简支舌支承的双虎向板习在承色受均贡布荷移载时粉，计稻算跨妖中弯瓣矩Mx和My：简支恰支承功双向描板计若算简悔图③求阻出弯歌矩值段后，迅封底胆混凝斤土的栽厚度——考虑蛋封底抄混凝挤土因划与井卫底泥预土掺翁混需突要增加顶的厚效度，宜掏取0牲.3适~0兽.5屯m；刘若基营底采常取铺数块石居或碎舅石灌脉浆抹仇平处州理后努再封莫底，可不软考虑测此增芒加值勇。④封握底混逐凝土唤剪应闯力计迫算应加称大封扎底混俱凝土优的抗剪喇面积。如在返井壁趁和隔苏墙内助设置例凹槽删等。8.您3.眨6去沉缓井底复板计钢算1）剑底板毛荷载旧计算A：沉井吩结构妨的最腔大自建重除皱以沉奴井外槐围底面您积的救商，枕不计桃井壁番侧面需摩阻智力。B：歼假定塔水压尽力全威部由俱钢筋剧混凝它土底假板承社受。土反孙力和傅水压剖力中数值费较大炼者2）帆沉井僚底板高内力欲计算内力叮可按钥单跨对或多闸跨板顶计算甩;边界淡支承匀条件防,牙根据矛具体渡情况指决定加;8.松3.徐7物沉济井抗找浮稳弦定验尽算可能具出现塑的最图高地督下水副位进窝行验躁算鸭,一识般的同沉井依靠热自重骡获得食抗浮症稳定。在不分计井篮壁摩捡阻力茶的情就况下