《lecture4沉井基础》PPT课件

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1、地下工程设计原理第4讲沉井基础主讲教师：胡敏云主要内容什么是沉井沉井施工工艺沉井的构造沉井结构的设计计算一、什么是沉井(SunkShaftFoundation，SunkwellFoundation)沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。特点：将位于地下一定深度的建筑物或建筑物基础，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。适用于：建筑物和构筑物的深基础、地下室、蓄水池、设备深基础、桥墩等工程。沉井制作沉井安装和下沉沉井施工沉井的分类沉井平面尺寸及其形

2、状与高度，应根据墩台的底面尺寸、地基承载力及施工要求确定。力求结构简单对称，受力合理，施工方便。分类依据类型名称说明制作材料混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石应用最多的则为钢筋混凝土沉井横断面形状圆形、方形、矩形、椭圆形、多边形及多孔井字形圆形、矩形应用最多竖向剖面形状圆柱形、阶梯形及锥形一般为圆柱形减阻方法泥浆沉井、气囊沉井、卵石沉井、振动沉井、多级沉井最常用的是泥浆沉井，经济适用、简单方便与地下水土压力平衡的方法普通沉井、淹水沉井、沉箱沉井、冻结沉井普通沉井、淹水沉井较为常用井内是否有水不淹水沉井、淹水沉井（a）圆形单孔（b）方形单孔（c）矩形单孔（d）矩形双孔（e）椭圆形双

3、孔（f）矩形多孔沉井平面图沉井剖面图（a）圆柱形（b）外壁单阶形（c）内壁多阶形（d）外壁多阶形主要内容什么是沉井沉井施工工艺沉井的构造沉井结构的设计计算沉井施工工艺场地平整，铺垫木、制作底节沉井拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁下沉至设计标高，清基沉井封底处理施工井内设计和封顶等不淹水沉井不淹水沉井，是指在沉井施工时，井筒内不充水，与普通法一样的挖土和出土，只是井壁结构和减阻方法的不同，如普通沉井、多级沉井、振动沉井、壁后河卵石沉井、壁后触变泥浆沉井、冻结沉井等。大多采用人工挖掘，吊桶提升

4、，自重（或加载）下沉。除普通沉井与多级沉井外，其它形式的沉井壁后均置放减阻介质。不淹水沉井工艺较简单，易于操作，需用设备少，工期较短，成本低。通常井筒涌水量在30m3/h左右、无承压水，流砂层厚度小于1.0m又无细粉砂层，而且下沉较浅的沉井，可以因地制宜地采用不淹水沉井法施工。（a）多级沉井（b）振动沉井（c）卵石沉井不淹水沉井的部分类型淹水沉井淹水沉井比较通用的是壁后泥浆和壁后压气沉井。壁后压气沉井也叫气囊沉井，效果良好，但工艺技术复杂，压气消耗量很大，成本较高，故基本不用。壁后充填泥浆法简单、方便，最为常用。壁后充填泥浆法基本原理：在沉井井筒内灌满水，保持井内外的水压平衡

5、，防止从刃脚处涌砂冒泥及地表塌陷；以预先做好的套井为支撑圈来防止和纠正沉井过程中的偏斜；在井筒外壁的环形空间内灌注触变泥浆，以隔离井壁与土层，减少沉井侧面阻力；靠井壁自重，使刃脚插入土中，经水下破土、排矸克服正面阻力使井壁下沉；边下沉，边纠偏，边在井口接长井壁，直至井筒全部穿过冲积层，使沉井刃脚坐落于基岩上；在封底、固井之后，转入基岩段普通方法施工。抓斗掘进。靠抓斗自重向下的冲击力来破坏土层结构，靠抓斗的提升闭合抓取泥土并将土提出井外。抓斗既是掘进设备又是出土设备。抓斗掘进工艺简单，耗电小，在30m左右的浅井中可作为主要的掘提设备。钻机掘进。常用的钻机有冲击钻和旋转钻。冲击钻

6、是靠钻头自重往复冲击破坏岩土而完成掘进工作。钻头的大小可为局部冲击或全断面冲击，冲击后用水枪冲刷工作面，与压气结合排矸。旋转钻机是靠钻头上的刀齿作圆周运动将土层挤切成泥沙或碎块，用压气排液器将其排出井外。旋转钻机连续破土，效率高，适用于各种地层，是淹水沉井中使用较好、较广的破土机具。水枪破土。水枪掘进是目前我国沉井掘进的主要方式。它是利用高压水射流冲刷切割工作面的土层，将其搅动成泥浆后，由压气排液器排出地面而完成掘进工作。这种掘进方式设备少，工艺简单、易于制作、操作和维护方便。水枪掘进系统包括高压水泵、供水管路、和水枪三部分。水枪喷嘴、直管、弯管和稳流器组成。淹水沉井掘进出矸

7、方法泥浆淹水沉井示意图旋转式钻机掘进沉井法是适用于不稳定含水地层中建造竖井的一种特殊施工方法。其实质是：在设计的井筒位置上，地面预制好底部带有刃脚的一段井筒，并在其掩护下，然后在井内不断挖土，借助筒体自重而逐步下沉，随着井筒的下沉，在地面相应接长井壁，下沉到预定设计标高后，进行封底。沉井法具有工艺简单，需用设备少，易于操作，成本较低和劳动条件好等优点，因而在地下工业厂房、大型设备基础、地下仓(油)库、人防掩蔽所、盾构拼装井、船坞坞首、桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站、矿用竖井、地下车道与车站、地下建(