沉井与沉箱结构.ppt

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1、8沉井与沉箱结构丁文其教授桥梁基础隧道竖井电力设施垃圾处理地下停车库泵站设施连续隧道防波提地铁车站压气沉箱工法现代压气沉箱技术8.1概述沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶8.2沉井结构沉井通常为一个上无盖下无底的井筒状结构物，现常用钢筋混凝土制成。施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉。当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒，待到达规定强度后再挖土下沉。这样交替操作一直下沉到设计标高，然后封底，浇筑

2、钢筋混凝土底、顶板等工作，做成地下建筑物。8.2沉井结构这种利用结构自重作用而下沉如土的井筒状结构物就称“沉井”。实质上是将一个在地面筑成的“半成品”沉入土中，然后在地下完成整个结构物的施工。它与基坑法区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的支撑和板桩工作，减少了土方开挖量。沉井结构的单体造价较低，主体的混凝土都在地面上浇筑，质量较易保证，不存在接头的强度和漏水问题，可采用横向主筋构成较经济的结构体系。在一定的场合下，是一种不可取代的较佳方案。8.2.1沉井的类

3、型1．隧道连续沉井在两个沉井之间采用有橡胶止水带的柔性接头。沉井长度主要考虑各段沉井的不均匀沉降、变温影响和混凝土凝固收缩应力等因素加以确定。沉井横断面的宽度应由隧道的几何设计来确定，一般应能容纳所需车道、风道、走道等。在曲线段中还应按车速和曲率半径等考虑适当加宽。a)使用阶段隧道截面示意图b)施工阶段连续沉井示意图c)防水接头构造图沉井高度主要由车道的净空要求确定。同时还要考虑路面铺装、车道板、吊顶结构以及相邻沉井间沉降差等所需高度。为保证沉井施工阶段结构刚度，在沉井顶部和底部均设置投横向支撑数道，与井壁部分

4、构成刚劲的上、下框架。井宽较大时，下框架中尚可加设纵向支撑一道。由纵、横支撑(梁)分隔成的取土井，其尺寸应保证抓斗挖土。上下端横梁还可起支承临时钢封门的作用，使沉井下沉时，纵向两端的土体不挤入井内(下沉完毕，钢封门即可拆除)。沉井下沉到设计标高后，就可封底，并浇筑底板、内隔墙和顶板。顶板上方可设置钢筋混凝土成层式防爆层。2．平战结合用的人防工事沉井图8－3所示的矩形沉井，是平战结合用地下仓库之一例。平面尺寸为3l×19m2，壁厚80cm，顶板厚35cm，底板厚80cm。沉井分上下两层。下层由于使用需要，分隔成许

5、多小间；上层两侧为“三防”设施房间，中间作为大厅，平时可利用作为会场，战时可作为临时救护所。为了加强沉井施工下沉过程中的整体刚度，井内设上、下若干横撑，到使用阶段安上楼板，隔墙就可分隔成许多房间。a)人防工事结构剖面图b)顶层结构剖面图c)底层结构剖面图8.2.2沉井的构造井壁(侧壁)；刃脚；内隔墙；封底和顶盖板，底梁和框架。1．井壁一般应配置两层竖向钢筋及水平钢筋，以承受弯曲应力。同时要有足够的重量。井壁厚度主要决定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性质。先假定井壁厚度，再进行强度验算。厚度一般为0．4～1．

6、2m。有战时防护要求的，井壁厚度可达1．5～1．8m。8.2.2沉井的构造井壁的纵断面形状有上下等厚的直墙形、阶梯形当土质松软、摩擦力不大，下沉深度不深时可采用直墙形。其优点是周围土层能较好地约束井壁，易于控制垂直下沉。接长井壁亦简单，模板能多次使用。此外，沉井下沉时，周围土的扰动影响范围小，可以减少对四周建筑物的影响，故特别适用于市区较密集的建筑群中间。当土质松软，下沉深度较深时，考虑到水土压力随着深度的不断增大，使井壁在不同高程受力的差异较大，将井壁外侧仍做成直线形，内侧做成阶梯形，以减小沉井的截面尺寸，节

7、省材料。当土层密实，且下沉深度很大时，为了减少井壁问的摩擦力而不使沉井过分加大自重，常在外壁做成一个(或几个)台阶的阶梯形井壁。台阶设在每节沉井接缝处，宽度△一般为10～20cm。最下面一级阶梯宜设于h1＝(1/4~1/3)H高度处(见图8—5b)，或h1＝1．2～2．2m处。h1过小不能起导向作用，容易使沉井发生倾斜。施工时一般在阶梯面所形成的槽孔中灌填黄沙或护壁泥浆以减少摩擦力并防止土体破坏过大。2．刃脚刃脚的主要功用是减少下沉阻力。刃脚还应具有一定的强度，以免下沉过程中损坏。刃脚底的水平面称为踏面。踏面宽

8、度一般为10～30cm，视所通过土质的软硬及井壁厚度而定。刃脚内侧的倾角一般为40°～60°。刃脚的高度当沉井湿封底时，取1.5m左右，干封底时，取0.6m左右。沉井重，土质软时，踏面要宽些。相反，沉井轻，又要穿过硬土层时。踏面要窄些，有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。3．内隔墙内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。同时又把整个沉井孔(取土井)，使挖土和下沉可以较均衡