基础工程06沉井基础.ppt

1、基础工程，电子教学案，5 .沉箱基础，5.1概述沉箱：通过带刃井筒状结构物，人工或机械方法去除供水井内的土石，主要通过自重克服供水井壁与土层的摩擦阻力，逐步下沉至基础设施修订标高的基础。图5.1沉箱基础模式，特点：下化学基深度，hmax=220m，适用于深水，整体性强，稳定性好，承载力高，施工期长，在不排水施工时不易克服刃脚孤立石、沉船、树干等障碍物的5.1.1沉箱的作用和适用条件浮运沉箱制作材料：混凝土沉箱、钢筋混凝土沉箱、席篾儿沉箱(南昌赣江大桥、白砂沱长江大桥)、钢沉箱、链瓦石沉箱、木沉箱圆形、矩形和圆形等截面：柱形(下沉过程不易倾斜，供水井壁连接长度简单，模板可重复利用) 阶梯形(下沉

2、阻力小)、锥形(下沉阻力小)、5.1.2沉箱分类，图5.2沉箱平面形式，5，5.1.3沉箱基础结构，a )柱形； b )阶梯形c )阶梯形d )锥形，一般：厚0.81.5m，各节高5m，混凝土强度等级C15。 例如：湘江大桥(一桥)8#脚，上节厚2.6m，下节3.0m，22125m，下沉12.6m，图5.4沉井立面图形状，刃脚：井壁下端楔状部分，有助于进入切入土中加速下沉，5.1隔壁：增强沉井整体刚性，5.1.3克厚度一般要求为0.51.0 m，隔壁底要比刃足底面高0.51.0 m，图5.6隔壁结构模式，井孔：图5.7井孔结构模式，5.1.3沉箱基础结构，凹槽：封底混凝土与供水井壁结合良好，深

3、度约为0.15-0.25m 距刃足底面一般为1.5m以上，5.1.3沉箱基础结构盖板厚度一般为1.52.0m，在供水井孔中灌混凝土时，混凝土应为C10。5.1.3沉箱基础结构，图5.9封底和盖板模式，5.2沉箱施工，田间沉箱施工：平整基地，第一节沉箱、拆卸模和冲垫、挖土下沉、接高沉箱、井顶面包车、地基检验和处理、封底、填充制造水上筑岛：水流速大浮运沉井：在水深筑岛困难时采用，在岸边建造，滑入水中，井壁可以用空体浮在水面上，对准位置后再灌注混凝土沉入河床。5.2.1农田沉箱工程，在木立模板上浇铁元素筋混凝土，养护拆卸型及垫土内型作沉箱刀脚，在1个扫除场2作第一节沉箱，图5.10制造第一节沉箱实例

4、，3拆卸型及垫，拆卸步骤：井孔型框架，长边下每隔1根撤去1根，最后以定位桩为中心从远处近对称地撤去，5.2.1畑沉井工程，图5.11沉井垫(a )圆形沉井垫(b )矩形沉井垫，4除土沉降，5.2.1畑沉井施工，图5.12除土沉降表示5 .接高沉箱6 .井顶防水面包车7 .基础检查和处理8 .封底9 .井孔填充和顶板浇筑，5 .水流速不大，水深34m时采用，图5.13的水中筑岛下沉井，2 .漂浮下沉井，水深筑岛困难时采用，岸边制作，潜入水中，井壁空体上浮5.2.2水下沉箱工程，图5.14浮运沉箱工程示意图，浮式沉箱：双壁钢壳，直径21.4米净高13.6米，5.2.4沉箱下沉过程中遇到的问题和处理

5、，倾斜沉箱倾斜多发生在下沉不深时，倾斜压重、顶部施加水平力不易下沉，即沉井下沉过慢或有止沉的原因(侧阻过大，踏面过大，孤石根等)解决方法(射水、井壁加重，踏面减小，小型爆破)突沉井产生大倾斜或超沉，突沉井壁侧阻力小的流砂在粉细砂层中沉井，易发生流砂现象的主要原因是土中动水压力水头梯度大于阈值，作为预防措施，采取井点降水和不排水的土清除或向供水井内打水，主要内容包括：外形尺寸、高度、 把壁厚看作天然地基上的深基础的地基强度和变形管理施工阶段的刃脚，井壁的强度补正使用阶段的井壁和顶板，底板强度补正，5.3沉箱的设置补正和补正，沉箱高度的沉箱底面的标高，主要以上部载荷作用下的下沉井为基础，其顶面埋入

6、地面0.2m或地下水位以下0.5m处。 沉箱平面形状和尺寸沉箱平面形状应根据上部建筑物的平面形状来确定化学基。 为了防止下沉过程中的微小变形对建筑物的影响，要求留下领口，其宽度必须在下沉总深度的2%以上，并且在20cm以上。 5.3.1沉箱作为整体深度基础的修正，在1沉箱的尺寸设定修正，下沉系数：确定沉箱的外形尺寸和壁厚时，必须保证沉箱在各种施工阶段能克服四壁摩擦阻力R1而下沉至顺顺利利。 即沉降系数K1 :g各施工阶段沉箱的自重Rt沉箱井壁土的摩擦阻力。 沉降系数K1、防浮稳定系数K2、防浮稳定系数：沉井下沉到设定修正水平，关闭混凝土底，建造钢筋混凝土顶，除去供水井内积水后，当内部结构和设备

7、尚未安装，井外的地下水位达到最高时，开展沉井的防浮稳定管理等于地下水位以下的沉箱排出相同体积的水的重量。地基强度：以沉箱为深基础时，一般要求下沉至坚固的土层或岩层。 关于地基强度，f作用于沉箱顶面的载荷g沉箱自重Rf井侧总摩擦阻力Rf沉箱底部地基土的总反作用力Rj=faA(fa为地基土承载力特性值)、F G Rj Rf、2沉箱作为天然地基基础进行修正，在式中， 井侧总摩擦阻力Rf :由于可以假定井侧总摩擦阻力Rf沿着深度而成5m以下为常数，因此总摩擦阻力成为Rf U(h2.5)q、u沉箱周长q的每单位面积的摩擦阻力加权分数值，可根据表书5-1取值。图5.15井壁摩群力分布假设，式中：基本假设：

8、地基土为弹性变形介质，水平方向地基系数与深度成比例增加(即m法)基础与土之间的粘着力与摩阻沉井刚度与土刚度之比不考虑无限大，仅靠横向力旋转就没有挠曲变形的基础地质状况， 由于考虑了非岩石地基和基础埋入基岩内的3土体弹性阻力的沉箱设置修正和修正，非岩石地基，FH，沉箱以位于地面下深度z0的点a为中心旋转角度，在深度z处的沉箱水平位移x为： x=(z0z)tan，水平力FH和偏心垂直力FV (=FG ) 使等价沉箱底面受到的阻力：其中，Cz=mz C0=mh，即土的横向阻力沿深度二次抛物线性变化，如果基础纵地基系数C0不变化，则zx=xCz=Cz (z0z)tan，沉箱受到的横向阻力zx。 图5.

9、17非岩石地基补正模式，上述各式z0和是未知数，可以从静力平衡导出：式中的b1为基础补正宽度，w为基础断面弹性模数。 可将联立解代入到其中、和上述各式的土体横阻力：基边缘处的压缩应力：式中，A0为基面积。 距地面深度z处的截面力矩，因为可以假定地基埋在基岩中，由于水平力和垂直偏心负荷，地基不水平位移，所以旋转中心a和地基中心不重合，即z0=h。 基底的埋入部位有水平电阻FR，相对于a点的力矩可以忽略。 可以取得弯矩的平衡：如果将基础埋入基岩内，图5.18的基础埋入基岩内进行修正，则可以从X=0得到：地面下深度z处的截面上的弯矩为：仍需要注意。 在基础仅受到偏心垂直力FV的情况下，上述各种不适用

10、。 在这种情况下，代替上述各式中的FHh1，应该使用M=FVe，同样能够导出与上述两种情况相对应的修正式。土体横向阻力：基边缘处的压缩应力、基嵌入部水平阻力FR、=(z0h2) tan 0，0是h2范围内的由土体弹性挠曲变形产生的脚顶水平位移，其中，FH、m是脚顶作用的水平力和弯曲力矩、4脚台顶水平位移，在基础实际上进行了修正经验表明，最大横向阻力大致为z=h/3和z=h，因此式中1依赖于上部结构形式的系数，一般取11，考虑到对于拱桥10.7，2定负荷弯矩Mg对总弯矩m的影响系数，即5管理，zx为井周也就是说，zx PpPa通过朗肯土压力理论得到，并且，对于高而窄的沉箱也必须管理施工允许偏差时

11、的影响。 在(cm )、要求：基础应力、max f ah、要求：垫的提取及挖土可能不均匀等不利条件下，第一节井壁应自重用单支点、简支梁等控制井壁强度。 1 .第一节沉箱墙应力管理，5.3.2沉箱施工过程结构强度修正，排水除土下沉，排水除土下沉，图5.19底节沉箱支点配置模式，考虑以下两个最不利情况：刃脚外弯：沉箱下沉一半深，上部井壁均升高刃脚内挠曲：沉箱接近设定修正水平，刃脚下的土被挖空，沉箱的自重全部由外侧摩擦阻力承担。 此时，由于外侧的水、土压力，刃脚产生向内的弯曲。 2、刃脚修正，图5.20刃脚向外弯曲受力示意图，图5.21刃脚向内弯曲受力示意图，井壁水平配筋下沉至设置修正标高，刃脚土被

12、挖通，水、土压力最大，以水平信息帧修正内力。井壁的垂直配筋：俯冲到设定修正水平，刀刃脚下的土被挖通，上部的井壁被土夹住，下部悬在土上的最不利的位置修正井壁的拉力。 等截面沉箱的最大拉伸力max等于沉箱自重的1/4，即tmaxG/4，其位置在沉箱的h/2处。 3 .井壁的修正计算，此外，还必须管理井壁使用阶段的各种受力时的强度。 图5.22单孔矩形信息帧受力，干封底：可以根据结构要求确定厚度，一般0.61.2m水下封底：混凝土的厚度根据抗上浮要求和强度条件进行抗上浮订正时，封底的厚度作为沉井重量的一部分，具有应满足抗上浮要求的强度封底达到设定校正强度，排出供水井的水，未打设钢筋混凝土的底板时，从

13、封底承受的最大水压力减去混凝土的自重作为负荷，校正素混凝土板承受的水压力，校正弯曲力矩，管理强度。 修正模式的底板可以视为四边嵌入墙(或隔壁、南朝梁)的单向式或双向大板块。 负荷取最大水浮力或沉箱最大自重时产生的反作用力。 顶板的推动、静负荷引起的单向式或双向板的修正。 4、封底混凝土及底板、顶板厚度计算，地下连续墙：沟形成机沿深基坑或地下构筑物周边挖出一定宽度(或直径)和深度的沟(或孔)，在沟内设置铁元素钢筋笼，浇筑混凝土，形成一个针织面料墙段。 进一步开挖，浇筑混凝土，以某种特定的接头方式连接墙体，形成连续的现浇墙式地下铁钢筋混凝土连续墙。 1概要、作用：基坑开挖时的防渗、防土、相邻建筑物

14、的支护以及基础的一部分。 5.5.2地下连续墙，优点是无噪音，无振动，适合城市和密集建筑群施工(法国最小距离0.5m，日本0.2 m )的土方量小，无需井点降水，成本低，施工速度快，多种地质条件(如钢板桩不易进入砂砾层和风化岩) 缺点：施工技术要求高，沟段接头质量控制比较复杂，小型工程成本高，不适用于岩溶地辖区、粉、细砂地层。 5.5.2地下连续墙，发展：逐渐广泛应用预制式及板式地下连续墙，其墙面光滑，墙体质量好，强度高，向大深度、高精度方向发展，日本液化天然气地下储藏库工程施工深度可达100m，施工垂直精度可达1/2000 、5.5.2地下连续墙、地下连续墙的施工分为导流墙、泥浆护壁、成槽、

15、沟段连接、浇筑混凝土。 1、在建造导向墙进行沟槽施工之前，必须先挖导向沟，建造钢筋混凝土(钢、木)导向墙，设置临时支撑。 作用：引导、收容泥浆，支撑槽设备的负荷，维持表土稳定，防止槽塌。 2、泥浆护壁作用：平衡侧向水、土压力、护壁、防渗、渣运、蒸发制冷润滑钻头。2地下连续墙施工、成槽无粘性土、夹硬土和孤石等较为复杂的地层采用冲击式钻探机，可形成成槽粘性土和n值小于30的砂性土，采用格说唱乐式，但深度需要15m旋转式，特别是多头挖掘，地质条件适应性好，且效果好，壁面平坦，一般沟段的连接接头应满足受力和抗张要求。 国内多用接头管连接非刚性接头。 挖出优针织面料段土体后，在一端悬吊接头管，然后吊入铁元素筋笼，浇注混凝土，然后逐渐拔出接头管，形成半圆形接头。、图5.24槽段连接，槽段混凝土在吊起铁元素筋笼前必须检查槽段，槽底淤泥厚度必须为150250mm，制作、吊起铁元素筋笼的铁元素筋的捆扎一般先用金属铅线临时固定，然后点焊电焊条， 可去除金属铅线的灌溉水中的混凝土：一般将灰比特罗尔在0.