地下建筑结构课件—第五章沉井式结构

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1、第五章沉井式结构第一节沉井的类型和构造第二节沉井结构设计计算第一节沉井的类型和构造一、概述概念、特点、适用条件、分类二、沉井的构造三、沉井图例隧道连续沉井、人防工事沉井up概念沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物利用结构自重作用而下沉入土的井筒状结构物在地面筑成的“半成品”沉入土中，在地下完成结构物施工。应用范围沉井一般沉到较坚实的土层上，充分利用深层土承载能力。桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站、地下工业厂房、基础、地下仓库、盾构拼装井、矿井、地下其他构筑物沉井优点占地面积小、不需要板桩围护结构、挖土量小、对临近建筑物影响小、操作简便、不需

2、要特殊设备、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1.沉井的概念一、概述一、概述一、概述back2.沉井特点1）作为结构物：稳定性强、整体性好，强度大，承载力高，抗震性能较强；2）作为施工围护结构和手段：挡土、挡水优异3）缺点：工期长，对地质条件有一定要求（岩面倾斜、流砂、障碍物…）。back3.沉井适用场合荷载大、集中；满足建筑物使用，要求基础深埋地下构筑物：贮油槽等；施工原因：场地狭小或有临近建筑物影响桩基施工不便back圆形:制作简单、易于控制下沉、受力性能好、周长小，侧面摩擦力小、对周围的土体扰动小建筑面积不

3、能充分利用方形、矩形：制作方便、水平压力产生弯矩，使用方便受力情况不好、对周围土体扰动大、土压力和摩擦力不均匀两孔、多孔：孔间有隔墙或横梁，改变井壁和底板的受力状况施工易于控制、多适用于平面尺寸大的沉井椭圆形：对水流阻力小，多用于桥梁墩台基础、江心泵站多边形、多孔井字形沉井分类——按平面形状分圆柱形：不易发生倾斜、对周围土体扰动小侧向摩擦力大、井壁容易拉裂多用于入土不深、土质松散情况阶梯形：外壁阶梯形：减小摩擦力、扰动大、节省材料内壁阶梯形：节省材料、减小扰动、避免下沉过快锥形外壁偶斜坡，减小侧向摩擦力下沉不稳定、不易井壁制作沉井分类——按竖

4、向剖面形状分back二、沉井的构造井壁刃脚内隔墙封底和顶板底梁和框架up井壁：主要承担井外水土压力和自重的部分沉井的主要部分，满足强度和厚度要求井壁厚度决定沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性质以及沉井能在足够的自重下顺利下沉井壁断面形式的选择土质松软、摩擦力小、下沉深度小直墙式土质松软、下沉深度深井壁外侧直线形内侧阶梯形土质密实、下沉深度大外壁做成阶梯形井壁减小摩擦力的措施触变泥浆润滑、壁外喷射高压空气二、沉井的构造back刃脚（P91图5-4）井壁最下端一般都做成刀刃状的“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

5、沉过程中损坏。刃脚形式的选择踏面宽度10～30㎝刃脚内侧的倾角一般为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。二、沉井的构造back内隔墙内隔墙增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径把整个沉井分隔成多个施工井孔（取土井），使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于沉井偏斜时的纠偏。隔墙的厚度一般为0.5m左右。隔墙下部应设过人孔，供施工人员于各取土井间往来之用。人孔的尺寸一般为0.8×1.2m～1.1～1.2m左右。二、沉井的构造back封底及顶盖当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对坑底清理后，即可封底，以防止地下水渗

6、入井内。封底可分湿封底（即水下灌筑混凝土）和干封封底两种。封底完毕，俟混凝土结硬后在上方浇筑钢筋混凝土底板。当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。二、沉井的构造back底梁和框架在比较大型的沉井中，由于使用要求，不能设置内隔墙，则可在沉井底部增设底梁，并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。沉井高度较大，常于井壁不同高度设置若干道由纵横大梁组成的水平框架，减少井壁（于顶、底板之间）的跨度，使整个沉井结构布置合理、经济。在松软地层中沉井，底梁的设置还可以防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。纵横

7、底梁不宜过多，以免增加结构造价，施工费时，甚至增大阻力，影响下沉。二、沉井的构造back隧道连续沉井三、沉井图例隧道连续沉井三、沉井图例up平战结合用的人防工事沉井三、沉井图例up（一）下沉系数的计算（二）抗浮系数的计算（三）刃脚计算（四）施工阶段的强度计算（五）沉井底横梁竖向挠度计算（六）封底混凝土厚度（七）沉井底板计算沉井结构设计的内容和步骤（一）沉井建筑平面布置的确定；（二）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。1.参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸2.下沉系数的验算；3.估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。（三）施工阶段

8、强度计算1．井壁内力计算；2．刃脚的挠曲计算；3．底横梁、顶横梁的内力计算；4．其它，沉井抽承垫木。（四）使用阶段的强度计算（包括承受动载）1．按封闭框架（水平方向