地下结构工程沉井基础

安徽建筑工业学院地下结构工程主讲教师：席培胜第4章沉井基础4.1概述4.1.1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。4.1.2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。沉井透按平评面形汉式分弟类a—圆形席单孔界沉井芹；b—正侧方采形惜单置孔核沉瞧井哭；c—矩形忆单孔昼沉井森；d—矩阿形社双浆孔胃沉逢井约；e—椭滩圆少形夏双拌孔戒沉绘井纷；f—矩形煮多孔灶沉井4.狗1.供3沉井添的设临计原虹则结烤构简单虫对称牵，受惭力合理蔑，施抽工方便蛾。沉推井校的长短凳边之径比越小叛越好唯，以剂保证床下沉膏时的督稳定御性。一般芒沉井袄应分票节景制雪作，每爱节高乱度不骆宜大蚊于5膝m。沉筑井爆底煤节限高粒度应满库足拆往除支馆承时案沉井川纵向陷抗弯阀要求座之外净，在战松软垫土层礼中下蹦沉的剑沉井巴，底羊节高捡度不旅宜大疤于0踩.译8b。4.会1.校4沉湾井帝的犹施辜工怜步乐骤沉井扭施工浇步骤饼示意坊图4办.毒2沉辅井晚构蒙造沉政井熔组异成范：刃趁脚挺、井壁猾、内隔贱墙、取土建井、凹槽绿、封底粘、顶革板1）沉慌井刃脚：作妖用犁在裂于踩减品少握沉省井摘下公沉燃阻因力a—混凝门土刃颜脚；b—设登角虾钢觉的捞刃恶脚辅；c—尖刃飘脚2）井摆壁主急要是承保担挣井献外脉水约土招压网力极和匹自欲重披的抬部辜分设浇计碍时怕通编常括先东假锋定脉井让壁钟厚域度窗再叙进严行齿承咸载者力四验礼算馅；井壁便厚度一般老为0能.哀8术~舅1脆.讨5央m；a）、待（b）经竖股直租的堆；他（c）减、笨（d）候台逆阶脉形炒的残；（e）乏锥丙形证的简；沟（f）倒忌锥形衰的图8-忙5沉井漂外壁痰的形麻式3）内驴隔纱墙加信强占沉唤井造刚桐度、立缩筋小董外漂壁贯计推算栽跨背度细，忆同上时牛又泳将火沉忘井低分索成卡多任个假取漏土欢井当，壶便亿于不掌金握佩挖嫩土泡位迎置斧以捕控肢制栋下塞沉扑的耐方康向聪；内怠隔杏墙楚的洗间择距粉一旋般叨不则大联于5吵~筋6昨m，茎厚唇度义一耗般六为0.液5~菊1.究0m。一煎般田要能求菜隔犯墙燥底辛高份出羊刃舞脚徒底水面0.剖5~暑1.竭0m。4）取土吧井位置懒：取窃土井捧的平润面布至置应争与中迫轴线董对称逆，以绑利于防沉井凳均匀取下沉亮；大吹小警：象由胸取委土定方顷法火而瓜定辩，槐采越用嘉挖涨土垒斗谱取匆土夕时嫁，隔应宵能颤使校挖户土券斗祸自个由办升骡降持，走最医小挪边抱长棒不次宜鸽小葬于2因.丝式5高m。处理阀：以凝素突混痛凝盲土愚、毛片额石佣混杂凝哄土翁或悦砌替片虏填追充转。5）蒸凹恒槽为辅了封底辉混凝犬土嵌帖入井瞎壁，兼形成还整体，使庭传至蚊沉井候壁上峰的力醋能更敌好地革传递愤给封采底混产凝土胃底面董。遇深到桐意已外困弯难界，文还奶可卵在瞧凹饿槽雀处趴浇唇筑牛钢美筋愁混培凝派土销盖钟板药，壶将怀沉斤井四改程为毅沉驳箱伶。尺灰寸宅：户凹拨槽仪深暑约0兵.吧1厌5洪~漏0哗.秒2赔5河m，高溪约1.岂0m左右妙，其尽距刃啄脚底耕面一闻般在1.罗5m以拥上延。6）射坊水管拔组、申探测牺管、徒气管阶和压堂浆管射冠水纷管弯组：压堪入高嘉压水犯把井崭壁四染周的慌土冲依松，雄以减题少摩字擦力椅和端肆部阻鞭力。高剪压少水仰水己压勒一本般脚不钟小伙于0.泼6M限Pa，每顺一水诉管的细排水赠量不务小于20咽0L膜/m杀in；探测坛管：探样测梅刃当脚棍和栽隔愧墙帆底兔面找下狠的逝泥伟面座标辛高炭，桨清律基软射股水脑或傅破必坏峡沉钻井楚正吨面骄土键层辞以汤利乔下派沉；气管鞠：空气矩幕下未沉沉躁井；压陕浆俗管湖：埋必设恶压号浆碰管7）封翠底渗水万率小于6寻m袍m辟/花m罗i董n时，甩排干桐水后启用C省1披5或C岔2每0普通很混凝环土浇腔筑；当井程中的性渗水申率大江于6m酱m/泳mi辨n时，以宜采顷用导达管法践浇注C谈2斜0级遇水肾下渴混舰凝卷土哲封水底之。厚冻度业按雪其伪承颈载仓力哨条钳件厚计退算森确僵定鉴，能一优般个其秩顶沫面砍应隐高过出冠凹耳槽0扩.伏5国m。8）顶嗓板以牧混扎凝享土填搂心的慎沉搜井栏可洁用繁素肆混跟凝显土风顶兴板裤；空心或以母其他渡松散水料填宪心的谅沉井至需用富钢筋鞋混凝水土顶浙板，膀厚度木一般羞为1律.渗0惨~岩2什.订0笋m；排水他下沉呈的沉悄井，其墓顶面晴在地解面或胞水位土以下初时，摄应设折挡土破防水迁墙连蜡接在美井壁看的顶粉部。4崭.铲3沉伞井谢结败构社设当计时计靠算4.日3.新1下污沉膛系约数计算验算赌沉井小自重猜是否时能克舌服下苗沉时闸土的载摩阻酷力险，用梯下沉进系数k表示酬：表8悦-泽1沉满井卧井忙壁锣与排土屿体茂之努间滥的菠摩刘阻射力f（kP汁a）摩擦紫力分普布假定慢从地皆表到5m深甩度涉范选围企内寸，议单弹位叼摩秀阻还力看按对直播线堵规窄律专由驾零胜增梢加啦至消最解大痕值侄；超扛过竹深思度5煤m以暑后捷取怠常月数凝值4杰.耽3悬.古2沉皆井辅底橡节疮验岩算刃脚导下的野支承谜位置府不们断在称变，心三种呆情况析：1）在排忍水或楚无水慎情况下下所沉沉合井2）对吹于不伤排岔水笼下区沉的筛沉躺井（1）宗假忌定港底贝节苏沉纸井教仅耳支元承偿于图长牢边汽的蜡中垂点批（2）何假们定尘底毕节胡沉颗井启支勤承沙于痰短爷边潮的杂两膨端央点4.败3.杏3沉井井壁计算沉井栗井壁跑应进醋行竖青直集和较水县平懒两社个裳方衫向的敲内怠力旨计险算阴。1）竖直航方向在沉唇井的庭下沉帆过程垃中，艰当沉剖井被盈四周臭土体麦箝固识着而撞刃脚解下的拍土已蒙被掏勒空时魔，应趟验算陈井壁头接缝站处的竖向僵拉应抹力。接缝第处：混扯凝家土楚不识承剖受丙拉屠应普力扫而赵由刺接逝缝秒处纷的争钢稻筋智承吹受贺，此时思钢筋经的抗昂拉安里全系俯数可客采用1棉.雁2延5；同庭时并深须验族算钢匠筋的腥锚固坝长度躲。井壁少摩阻蚊力可扎假眉定把沿剑沉档井浇全饭高绕按炉倒箱三煌角味形老分钓布盖，乘即超在棒刃奋脚凤底兽面件处站为阅零射，眼在浊地申面藏处狐为辅最殖大潜，州此单时碎最伪危眯险浑的惨截槐面溉在踩沉饥井蹄入插土嘉深否度石的1/好2处沉纸井眼外录侧选直姐立蔽时赖的吴井索壁愧受度拉凉计体算睁图按《公宰路讨桥班涵坐地捷基爬与巾基贩础榆设匆计卵规跟范》，管最赶大芬竖纲向垂拉写力Plma研x为枪此赴时陕沉柱井叨全郊部健重劫力G的1财/蜜4，选即实舰际沉工招程技中梨，沉井速被卡刃住较溉为询常惕见吨，猛也型出战现苍过群被创拉丽裂僻的倚沉扮井称。验算榜建议钥值表4挽-桃2沉井验竖向核拉力裤计算押及其昨最小装配筋核率2）随水短平螺方膛向根据禽排水猎或不座排水敏的情授况，柿沉井消井壁夏在水赢压力则和土棕压力雾等水候平荷泰载作骗用下等，应叠作为产水平驴框架常验算匪其水半平方跑向的誓挠曲轨。（1）踪蝶验挂算刃扇脚射根充部这以稠上愤，蚂其费高悄度创等绘于远该箭处海井径壁殿厚幕度t的一茶段井始壁，依搅此设福置该株段的签水平填钢筋芬。计算呜简图Q—布—由刃骗脚传翻来的淡剪力省，其予值等字于求算刃谜脚竖嫁直外寨力时炭分配筛于悬考臂梁非上的惑水平案力（k坡N聪/酬m）。（2）其派余增各润段午井狸壁的耀计辽算爱，宾可越按嫌井术壁碑断庆面控的纯变慢化,取贱每绪一毯段阅中掩控啄制耍设只计品的叔井拦壁述（阳位表于每一稿段最朽下端字的单唇位高团度）并进绘行释计舟算饰。上部两井段字按照作用烟在水管平框杏架上膨的均鱼布荷步载q=寇W+E。然帐后用缸同样稍的计弯算方税法，火求得健水平甘框架岛的最词大弯年矩M、闷轴树向嘴压灿力N、剪们力Q，并盼据此崇设计劝水平追钢筋应。4.劫3.悼4沉井说刃脚仰验算沉飘井头刃池脚否部箱分固可尝分样别作兄为藏悬黑臂训或避水涛平恒框亏架验捷算澡其殊竖各向隆及们水谜平渠向翻的进弯少曲臂强茶度雾。1）按办悬臂粥梁计溉算刃斜脚竖商直方箩向的机挠曲群强度此时排，刃脚先根部苗可以密认为冷与井遇壁嵌勿固，刃耍脚痰高侍度吃作停为认悬栏臂尸长商度，并多可根豪据以关下两吃种不精利情膛况分蔽别计请算：（1）当走沉井恰下沉缝途中施，刃狭脚太内执侧闯已肤切春入碧土穿中敌深彼约1m;①沿井刻壁的土水平涉方向蠢取一阁个单广位宽吵度，陈计算躲作用禾在刃踩脚上左的土还压力E和片水拜压维力W。②作用束在井铅壁单同位宽迹度上消的摩柿阻力T，取其载最小荷值③刃帖脚铅下止单辜位头宽督度睛上盆土哄的筒垂麦直晶反奔力刃脚卵斜面救上的厦土反虹力联茫立冬方斑程胡式兰即桥可绢求质得V1和V2。④作扶用四在淹刃妈脚测斜侨面铅上朝的斯水控平轧反百力U可按塞下式不计算易：U的障作当用稀点舍在纲距汽刃与脚刘底辈面1站/肌3高处增。⑤刃讲脚商重四力g按下赏式计仔算：⑥求得雕作用栗在刃脚爪上的搭所有率外力寄的大处小、脖方向莫和作弦用点婆之后容，即塘可身求停算淹刃勒脚过根稠部谈处外截召面真上群每遥单术位框周暴长解内认（斗井炉壁供）片的口轴谋向却压清力N、水絮平剪丽力Q及对阶截面济重心党轴的附弯矩M。横并讽据妹此铁计贝算疏在挤刃荒脚内仗侧脸的台钢援筋轧（思竖播直费）注数缝量。（2）当币沉止井壳已值沉典到挪设税计灭标版高复，不刃载脚泪下俩的铃土弦已域被边掏液空眯，彻这咏时密刃宣脚受处罗于徒向耐内浩挠踩曲则的俱不娇利弟情之况趋，①计算旗刃脚塞外侧宏的土茄压力牲和水桥压力剧。②由悉于贼刃仗脚轰下络的坛土削已民被曾掏肉空肯，哲故汁刃熄脚池下橡的垂舰直篇反厨力Rv和菜刃仁脚统斜伙面妈水容平申反斜力U等于飘零③作睁用漆在驶井街壁辨外痕侧伸的厦摩劲阻辞力T④刃欠脚妄计隐算晒时早重琴力g与前致面相疏同⑤计算胖在刃魂脚外蛙侧的嗽钢筋搁（竖敞直）侄数量2）按诉封闭顾的水搅平框枝架计核算刃资脚水茶平方幕向的孔挠曲陵强度作眠用字在往刃欠脚金侧亚面佣上似的事水谋平蹄外谋力祖将存由撇悬溉臂骨梁多和掌框燃架尿来缎共株同绞承同担晌。分配碧系数巩公式矮如:悬址臂飞作屿用:框架蒸作用:4.嘴3.御5沉井全封底母计算封从底用混陈凝络土趁在喊基砖底堤反峰力秩作钞用决下镰，劲将萄其阴当洋作珍支丧承固于科刃摄脚钢斜避面往及垦隔羽墙箩上帅的周边反支承咽板考欺虑负；支难承县情尤况（简喊支或疮嵌固艺）和计郑算咬强煤度在穗设幅计练中侍应痒视嫩具虹体闭情剂况述而啊定偶。1）规汉定（1）封醉底混何凝土喷应承笋受基底昂水和糟土的向绕上反刃力，仆此时伟混凝认土的像龄期填不足拐，应锦降蜻低秧容熟许讨应躲力得；（2）告混预凝印土姐填字实蔬时霸，有计匆入档井兵孔笼内辽填判充赞物膝的型重聪力隐；（3）封促底混背凝土凭的厚为度，陕一般医不宜宴小于1谣.辟5D；2）才干励封丝式底袖及融有垫关晓计叮算（a）用下洋有棒足坝够来厚流粘域土杯层肉；（b）嗓待物底性板待达找到受足塌够锦强河度浊后奔方蚂停篮止颜降架水沉井抵可干红封底樱的情筹况（1）停沉鲁井呢刃厘脚处停位留掏在世不冻透瓣水毛粘匪土校层珍中凉；不透左水粘概土层敬的厚脖度棒：A——沉岛井永底欢部失面猜积窃（m2）；—砌—土的滴有效勤重度糕（即育浮重扔度）福（k虚N闯/辆m存3）；—鼻—刃国脚座下圾面铸不呀透昆水厨粘骆土案层碰厚挨度论（m）；c—壶—粘始土柜的粉粘居聚迈力拣（k晨P烤a）；U——沉井邻刃脚纱踏面双内壁听周长说（m）；（2）在沉峰井内拢设吸叨水鼓并座有肚良崖好椒滤丝式层市的糊情晓况仁下美降感水芦，胸一垫直胆降睁到钢渡筋舒混症凝骂土枪底轻板足够困承担侮地下睁水回讯升后笨的水急土压麻力，元方可坛拆除本并封历闭降豆水管尺，在顷这种摄情况丙下，可阔采执用纸干滩封柿底。3）水钢下封惰底混纷凝土婚的厚枕度计熔算封底拼要求戒是：（1）按最不抱利情巷况混凝种土厚浅度虏：即秧在沉阔井封里底后丸，将饼井内圈水排停干，奔在钢祸筋混时凝土洒底板爽尚未劝施工小前掌。（2）水斯下封籍底混粉凝土义最好不让赴其会中出现唉拉应游力。煤分糟配浩线芝相迅交腿于界素牛混负凝游土点封贪底咳上傻，巡寿可雷以葡认棍为陕不粮承盲受咽拉挑应请力汤。中央胃锅底柳挖深体可形怪成倒拱。若出坟现拉鞭应力赔，计如算方背法：注意怨计算义跨度咸；①周良边他简拢支另支叔承掉的忆圆村板辛在锤承荣受稍均染匀消荷巩载渐时隆，伙可歉计希算狼板痰中瘦心值的薄最伞大由弯很矩戴值替：②周边简等支脚支读承的双余向板魔在承皂受均张布荷档载时茂，计忠算跨罢中弯抓矩Mx和My：简躺支疏支料承虾双轰向节板侵计妇算浑简轮图③求出休弯矩洗值后姜，封荷底混拉凝土汁的厚家度——考虑盒封底乐混凝芝土因顶与井厦底泥棍土掺石混需虎要增帅加林的爱厚卖度，宜尽取0挽.聚3川~刷0鞠.图5龄m；若肃基底秧采取固铺块贵石或暗碎石系灌浆股抹平灵处理则后再焦封底侮，可项不枯考神虑专此冤增呈加难值赌。④封底撤混凝窗土剪罢应力晶计算应加峰大封园底混茫凝土患的抗剪波面积。如在辰井壁楼和隔瓶墙内乓设置朗凹槽纤等。4.傲3.司6沉挣井份底诉板态计至算1）底俘板荷该载计谜算A：沉央井冤结就构聚的魔最炼大域自英重找除谣以偷沉躁井亭外坊围底面独积的晴商，积不计聚井壁俯侧面长摩阻天力。B：假特定水瞎压力皱全部究由钢务筋混穿凝土灶底板昼承受惊。土扩反乔力帝和址水钥压贫力柴中数值魔较大董者2）沉猴井底钳板内弦力计好算内呈力响可盯按而单把跨感或螺多竿跨穷板错计拔算;边责界兴支唤承粘条玻件,根雀据状具撇体职情绢况谢决年定;4搁.诊3至.秘7沉井触抗浮透稳定炮验算可冰能落出幸现叔的闻最衰高届地帮下阵水现位称进许行浓验络算,一般术的沉歌井依靠袍自重秩获得可抗浮犁稳定。在不假计井谦壁摩集阻力牵的情需况下此，抗疼浮