《地下结构工程施工技术》第八章沉井基础培训

地下结构工程第08章第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）井壁主要埋承担宅井外师水土浙压力控和自替重的委部分设计愚时通钓常先棒假定限井壁膏厚度扩再进韵行承惭载力岂验算醋；井壁位厚度一般掏为0.沾8~松1.贷5m；a）、居（b）竖揭直的染；（c）、冒（d）台罚阶形棒的；（e）锥余形的捆；（f）倒我锥形不的图8-症5沉井腿外壁业的形肯式3）内隔协墙加强欧沉井峡刚度、缩陶小外漂壁计导算跨答度，片同时数又将叙沉井苏分成慈多个盯取土绑井，吵便于肺掌握垮挖土剪位置诱以控域制下呢沉的惭方向顷；内隔唯墙的确间距昂一般翅不大谣于5~磁6m，厚足度一惭般为0.偿5~航1.拘0m。一般他要求勒隔墙托底高淡出刃隙脚底客面0.秩5~船1.踪蝶0m。4）取土斜井位置穷：取显土井暂的平训面布酷置应刃与中须轴线蝴对称扎，以柱利于据沉井秤均匀甩下沉蹈；大小听：由初取土萍方法响而定虎，采纳用挖扭土斗牛取土躁时，绍应能回使挖柳土斗踏自由比升降滴，最合小边吓长不邪宜小众于2.驴5m。处理督：以素荷混凝粗土、预片石宏混凝窑土或属砌片酒填充果。5）凹温槽为了封底穷混凝浮土嵌摧入井险壁，绪形成暮整体，使予传至熄沉井榨壁上肃的力雕能更呢好地齐传递政给封求底混果凝土驾底面线。遇到羡意外困难廊，还奴可在炼凹槽绞处浇疫筑钢肠筋混车凝土样盖板储，将淡沉井拜改为降沉箱樱。尺寸蛋：凹霉槽深明约0.瓜15季~0提.2怕5m，高列约1.坊0m左右买，其计距刃父脚底陪面一闪般在1.挠5m以上定。6）射秩水管警组、兵探测裙管、字气管帽和压手浆管射水紧管组：压抹入高脊压水务把井驰壁四组周的设土冲撤松，踢以减粗少摩敌擦力得和端获部阻榨力。高压讲水水逗压一境般不痛小于0.过6M月Pa，每仅一水塑管的娃排水仅量不宋小于20径0L训/m盗in；探测子管：探测紧刃脚哥和隔袖墙底上面下隙的泥昂面标俗高，色清基奥射水贩或破沉坏沉趴井正组面土说层以梁利下科沉；气管坚：空气丘幕下征沉沉殃井；压浆搏管：埋设使压浆吊管7）封爽底渗水乘率小于6m胆m/祖mi坑n时，宗排干洗水后叨用C1竞5或C2粱0普通怒混凝甘土浇禾筑；当井滚中的夸渗水象率大财于6m见m/谊mi轧n时，令宜采轧用导竞管法素浇注C2仍0级水廉下混废凝土鱼封底漠。厚度院按其恳承载浙力条鲜件计雪算确直定，颈一般爪其顶难面应角高出阿凹槽0.新5m。8）顶寄板以混业凝土填心的沉次井可柜用素胶混凝心土顶筹板；空心或以绸其他栏松散雾料填而心的从沉井基需用嘴钢筋悟混凝科土顶惕板，灯厚度挡一般曾为1.雨0~抓2.紧0m；排水虹下沉惹的沉猪井，其偷顶面民在地元面或遍水位花以下束时，叶应设固挡土图防水度墙连棚接在傍井壁娱的顶键部。8.豆3沉井萝结构蝴设计计计算8.率3.什1下沉摊系数计算验算脱沉井贿自重始是否种能克门服下罚沉时挪土的秃摩阻题力责，用武下沉烦系数k表示室：表8-疯1沉井搞井壁炒与土工体之脸间的前摩阻分力f（kP乒a）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摩擦缺力分钉布假定不从地服表到5m深度态范围旁内，棋单位冶摩阻扬力按植直线太规律塔由零岸增加夫至最责大值堵；超过叫深度5m以后宿取常棒数值8.缸3.山2沉井伸底节罢验算刃脚析下的刻支承扭位置踢不页断在恢变，没三种意情况纱：1）在排值水或厉无水宋情况下下石沉沉花井2）对屯于不排适水下堂沉的沉艘井（1）假械定底流节沉漏井仅恐支承厌于长雅边的昼中点来（2）假画定底丝式节沉疏井支圾承于虾短边编的两今端点本讲捡要点了解荡沉井驻构造忽；掌握守下沉废系数计算券。沉井技底节杏验算8.熔3.酬3沉井井壁计算沉井防井壁责应进铲行竖直摔和水失平两门个方钻向的内臂力计歼算。1）竖直蛇方向在沉泪井的誓下沉御过程井中，退当沉艰井被唇四周筋土体伪箝固醋着而乡丰刃脚拐下的略土已称被掏由空时食，应还验算械井壁欠接缝厕处的竖向森拉应匠力。接缝调处：混凝苦土不圈承受稠拉应食力而滩由接嫌缝处踩的钢袖筋承惩受，此时抬钢筋负的抗公拉安剪全系坐数可镇采用1.贺25；同慌时并尽须验由算钢奖筋的劫锚固报长度答。井壁拣摩阻扑力可假腹定沿铁沉井粱全高布按倒路三角劈燕形分根布，秀即在孙刃脚烤底面唱处为芹零，触在地怀面处愤为最昼大，楼此时正最危伟险的开截面印在沉羽井入拣土深煮度的1/孔2处沉井配外侧没直立邮时的励井壁暂受业拉计意算图按《公路膜桥涵舱地基跟与基胃础设休计规驶范》，最脏大竖休向拉屑力Plma争x为此笔时沉谱井全翻部重轧力G的1/训4，即实际漏工程板中，沉井恰被卡增住较为简常见蕉，也讯出现比过被恰拉裂症的沉圾井匪。验算罪建议采值表8-厚2沉井垂竖向恒拉力功计算物及其拒最小职配筋后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）水绍平方偿向根据往排水目或不毕排水艇的情界况，侍沉井才井壁叔在水光压力琴和土喊压力德等水丝式平荷畅载作时用下奖，应馋作为亮水平刻框架泛验算窜其水思平方奴向的伸挠曲识。（1）验导算刃脚宇根部伍以上烫，其改高度糠等于通该处再井壁衣厚度t的一玩段井亮壁，依毯此设声置该芹段的肤水平胶钢筋瓦。计算摘简图Q——由刃挂脚传喂来的纪剪力躬，其笋值等单于求算刃滨脚竖捆直外朴力时活分配匹于悬屡臂梁缎上的塘水平炸力（kN扮/m）。（2）其余碎各段幕井壁的计兔算，业可按涂井壁龙断面蛙的变嫩化,取每敏一段耻中控送制设亮计的陷井壁倾（位杀于每一页段最蹲下端岩的单姨位高战度）进咐行计业算。上部菜井段留按照作用木在水巴平框吵架上送的均社布荷味载q=供W+E。然六后用矩同样牛的计淹算方鱼法，忽求得何水平壳框架及的最抚大弯卧矩M、轴义向压丽力N、剪庄力Q，并监据此盒设计抓水平莲钢筋守。8.旨3.奇4沉井竿刃脚科验算沉井示刃脚摸部分踩可分车别作为匪悬臂骄或水励平框膨架验算俯其竖撒向及碰水平弟向的仗弯曲跃强度烈。1）按罗悬臂愤梁计白算刃溪脚竖荒直方青向的险挠曲广强度此时关，刃脚孟根部粥可以酿认为拾与井甩壁嵌脆固，刃脚链高度济作为风悬臂觉长度，并重可根礼据以遍下两忘种不归利情丸况分哨别计您算：（1）当至沉井付下沉益途中否，刃脚淋内侧预已切浪入土竖中深隔约1m;①沿井览壁的慎水平屠方向命取一疤个单存位宽构度，礼计算视作用疼在刃酷脚上亚的土盾压力E和水霜压力W。②作企用在远井壁用单位卸宽度讲上的从摩阻疤力T，取其日最小睛值③刃脚艳下单梅位宽兔度上豆土的贞垂直验反力刃脚汇斜面乒上的搂土反裳力联立馆方程啄式即举可求结得V1和V2。④作用系在刃宽脚斜钟面上淘的水犁平反旗力U可按卷下式羊计算蓬：U的作炭用点抱在距添刃脚款底面1/绕3高处天。⑤刃脚垮重力g按下蜓式计发算：⑥求得爱作用坐在刃脚全上的谈所有籍外力泳的大虑小、殖方向汁和作逃用点删之后拘，即可勒求算浓刃脚瓦根部候处截员面上昆每单胶位周扭长内奇（井参壁）前的轴奥向压勤力N、水丙平剪愁力Q及对规截面蒸重心大轴的附弯矩M。并转据此哭计算竭在刃驴脚内侧绕的钢冠筋（狂竖直萝）数真量。（2）当沉缸井已西沉到乐设计此标高墓，刃罢脚下共的土垂已被亭掏空波，这童时刃章脚处周于向落内挠知曲的陪不利榨情况爱，①计算取刃脚郊外侧映的土嘱压力屡和水晶压力护。②由傲于刃锋脚下煤的土锡已被水掏空甩，故疑刃脚宪下的垂直阳反力Rv和刃江脚斜孕面水川平反雹力U等于叨零③作喉用在莫井壁究外侧姻的摩握阻力T④刃脚隆计算渠时重水力g与前样面相借同⑤计绍算在鼓刃脚灰外侧距的钢塑筋（赏竖直值）数惩量2）按读封闭拳的水叉平框包架计扁算刃徐脚水挺平方括向的肃挠曲告强度作用伙在刃专脚侧贯面上杀的水葵平外用力将汉由悬素臂梁栽和框吉架来迈共同产承担薯。分配杜系数跟公式赌如:悬臂意作用:框架惩作用:本讲滤要点掌握:沉井井壁计算沉井刃脚验算8.齐3.次5沉井象封底糊计算封底会混凝晴土在丹基底制反力藏作用继下，猛将其蛋当作辛支承袋于刃贪脚斜庄面及按隔墙榴上的周边稻支承广板考虑甚；支承转情况（简百支或晶嵌固尤）和计算解强度在设悲计中怎应视怖具体塔情况跑而定胳。1）规赌定（1）封枣底混软凝土配应承萄受基底鲁水和喉土的向昌上反踏力，没此时窜混凝纱土的帅龄期冶不足传，应降脉低容近许应眨力；（2）混帖凝土险填实鉴时，浪计入南井孔忧内填戒充物艳的重案力；（3）封魔底混祝凝土康的厚娇度，芹一般创不宜同小于1.评5D；2）干覆封底视及有贿关计骂算（a）下缺有足棍够厚典粘土枯层；（b）待必底板羽达到滴足够触强度扰后方乔停止浊降水沉井醉可干振封底崭的情队况（1）沉门井刃税脚停便留在芽不透卷水粘彼土层券中；不透捞水粘戴土层等的厚胡度皮：A——沉井判底部瓜面积妇（m2）；——土的芳有效适重度疮（即律浮重生度）异（kN召/m饮3）；——刃脚今下面睛不透基水粘喇土层赤厚度虹（m）；c——粘土叶的粘昆聚力妻（kP记a）；U——沉井修刃脚信踏面口内壁漂周长否（m）；（2）在沉岗井内练设吸乔水鼓并有蕉良好堤滤层络的情屿况下舰降水垮，一窜直降拌到钢筋护混凝爷土底转板足够冰承担题地下钩水回懂升后萌的水套土压共力，奴方可义拆除冈并封他闭降霞水管慨，在艇这种究情况香下，可采集用干熟封底。3）水犹下封狠底混感凝土并的厚恩度计颤算封底表要求痰是：（1）按最不致利情诊况混凝甚土厚掩度瓦：即让在沉基井封揭底后税，将狱井内烘水排僚干，壶在钢欢筋混星凝土魂底板车尚未耍施工坛前宵。（2）水崖下封魂底混获凝土燥最好不让其搏中出现为拉应蛾力。分剑配线墨相交阀于素奴混凝裕土封刻底上轻，可久以认她为不影承受挖拉应裳力。中央韵锅底压挖深但可形愧成倒拱。若出普现拉爬应力累，计锄算方凯法：注意棒计算条跨度侮；①周舰边简论支支交承的所圆板顷在承忘受均湖匀荷抗载时备，可瓜计算驻板中贱心的殃最大咱弯矩午值：②周唯边简支担支承的双浅向板遵在承灾受均侮布荷遍载时富，计堪算跨偿中弯料矩Mx和My：简支扔支承闹双向茧板计禾算简律图③求出共弯矩曲值后芦，封厨底混壶凝土进的厚俯度——考虑翁封底捷混凝箱土因咐与井娱底泥体土掺蓝混需脏要增加平的厚近度，宜烘取0.泉3~怪0.霸5m；若泰基底悬采取邻铺块做石或废碎石沙灌浆圣抹平怒处理话后再丽封底线，可不导考虑采此增渡加值只。④封底稍混凝近土剪聋应力比计算应加研大封俭底混厦凝土畅的抗剪究面积。如在睡井壁节和隔作墙内话设置躲凹槽胳等。8.侧3.董6沉井冶底板患计算1）底搂板荷稼载计框算A：沉井坊结构泪的最境大自虑重除亿以沉辟井外季围底面挪积的珠商，血不计负井壁率侧面筐摩阻蔽力。B：假扁定水轻压力瓦全部谢由钢廊筋混脏凝土吃底板图承受拜。土反吉力和熟水压同力中数值晨较大详者2）沉狡井底犬板内放力计奇算内力枯可按阴单跨肥或多奋跨板寸计算;边界趁支承愤条件,根据胖具体最情况闲决定;8.热3.似7沉井纳抗浮底稳定扭验算可能割出现黎的最助高地闭下水斑位进