沉井基础及管柱基础

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1、沉井基础及管柱基础以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。分为开口沉井或气压沉箱两种施工方法。这种基础现采用较少。由于它整体性好、刚度大、传力可靠，因此在长大跨度和深水地区修桥仍被采用。1.开口沉井是一个无底无盖的井筒，一般由刃脚、井壁、隔墙等部分组成。其施工程序一般是在井壁内挖土，井筒靠自重或加压逐渐下沉，一节井筒快沉入土中再接一节，直至最后一节下沉到设计标高，然后将井底土清理干净，灌注一层水下混凝土把井底封住，再抽水并在井内填充混凝土或沙石，或作成空心沉井,最后在顶上灌筑钢筋混凝土盖板,并在其上修筑墩台。在施工过程中，为了减少井筒

2、下沉时井壁与土间的摩擦力，可在筒壁内预埋钢管并压入高压水、泥浆或高压气流辅助下沉。A.特点：深较大，整体性好，稳定性好，具有较大的承载面积，能承受较大的垂直和水平荷载。此外，沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，其施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备，并可做成补偿性基础，避免过大沉降，在深基础或地下结构中应用较为广泛，如桥梁墩台基础、地下泵房、水池、油库、矿用竖井以及大型设备基础、高层和超高层建筑物基础等。但沉静基础施工工期较长，对粉砂、细砂类土在井内抽水时易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层

3、表面倾斜过大，也将给施工带来一定的困难。B.类型及构造：井按其截面轮廓分，有圆形、矩形和圆端形等三类。①圆形沉井水流阻力小，在同等面积下，同其他类型相比，周长最小、摩阻力相应减小，便于下沉；井壁只受轴向压力，且无绕轴线偏移问题。②矩形沉井和等面积的圆形沉井相比，其惯性矩及核心半径均较大，对基底受力有利；在侧压力作用下，沉井外壁受较大的挠曲应力。③圆端形沉井对支撑建筑物的适应性较好，也可充分利用基础的圬工，井壁受力也较矩形有所改善，但施工较复杂.C.使用材料：沉井的使用材料分,有木沉井,砖、石沉井，混凝土沉井，钢筋混凝土沉井和钢沉井等。木沉井用木材

4、较多，现很少采用。砖、石沉井过去多用于中小桥梁。现在常用的是钢筋混凝土沉井，或底节为钢筋混凝土，上节为混凝土的沉井。钢沉井多用于大型浮运的沉井。D.外壁：井的外壁可作成铅直形、台阶形或斜坡形。斜坡形虽可减少周围的摩阻力，但下沉过程中容易倾斜；台阶形便于加高井壁。沉井的内部可根据需要作隔墙，划分成几个取土井，但取土井必须对称设置，以利均衡挖土或纠正偏斜；取土井尺寸，须能容纳机械挖土斗自由上下。E.制造：地下沉井均采用就地制造。在浅水中下沉井需先作围堰，填土筑岛出水面，再就地制造。在深水处下沉井，一般均采用在岸边陆地制造，浮运就位下沉。地制造沉井，井

5、壁多为实体，自重较大，而刃脚部分面积小，重心较高，为使其在制造过程中不致因地面下沉引起沉井开裂或倾倒，过去多在地面整平后，先铺垫木，以增加承压面积，再立模板制造沉井。下沉前需边抽垫木,边以砂将刃脚处填实,然后再挖土下沉。现今则用砂土夯实作成刃脚土模，表面抹层水泥，在土模内制造刃脚部分，既节约木料，又简化施工工艺。如中国枝城长江桥引桥桥墩基础的沉井刃脚部分，就是用此法灌筑的。运的沉井，在陆地先做底节，以减轻重量，在浮运到位后再接筑上部。为增加沉井的浮力便于浮运，常采取以下三种方法：①在钢沉井内加装气筒，浮运到位后，在沉井内部空间填充混凝土并接高沉井

6、，为控制吃水深度，可在气筒内充压缩空气，待沉入河底预定位置后，再除去气筒顶盖，挖泥（或吸泥）下沉。此法用钢量大，制造安装都较复杂，宜用于深水大型沉井。②将沉井做成双壁式使能自浮，到位后在壁内灌水或灌筑混凝土下沉。这种沉井可用钢、木或钢筋混凝土制造。③在沉井底部加临时底板以增加浮力，待到位沉入河底后，再拆除底板，挖泥下沉。F.沉井下沉：排水和不排水下沉两种，在软弱土层中须采用不排水下沉，以防涌砂和外周边土坍陷，造成沉井倾斜及位移，必要时采取井内水位略高于井外水位的施工方法。出土机械可使用抓土斗、空气吸泥机、水力吸泥机等。近代各国发展用锚桩及千斤顶将

7、沉井压下的方法。此外,还有用大直径钻机在井底钻挖的方法.沉井到达设计标高后，一般用水下混凝土封底。井孔是否填充，应根据受力。稳定要求决定，可填砂石或混凝土,但在低于冻结线0.25米以上的部分,应用混凝土或圬工填实。沉井基础的最后一道工序是灌筑顶盖。G.减少沉井下沉摩擦力的方法：井外壁和土的摩擦力是沉井下沉的主要阻力。为克服这种阻力，一是加大沉井壁厚或在沉井上部增加压重，一是设法减少井壁和土之间的摩擦力。减少摩擦力的方法很多，常用的有射水法、泥浆套法及壁后压气法。①射水法。在沉井下部井壁外面，预埋射水管嘴，在下沉过程中射水以减小周边阻力。②泥浆套法

8、。在沉井井壁和土层之间灌满触变泥浆以减少摩擦力，触变泥浆是用粘性土、水、化学处理剂等按一定配合比搅拌而成，当静置时它处于“凝胶”状态,沉