沉井基础---基础工程

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1、基础工程电子教案研制单位：湖南大学土木工程学院5.沉井基础5.1概述沉井：带刃脚的井筒状构造物，用人工或机械方法清除井内土石，主要借自重克服井壁与土层的摩阻力，逐节下沉至基底设计标高的基础。图5.1沉井基础示意特点：下基深，hmax=220m，适用于深水，整体性强，稳定性好，承载力大造价高，施工期长，不排水施工时难于克服刃脚下孤石、沉船、树干等障碍物，易发生流砂现象适用条件：上部荷载较大在山区河流中冲刷大河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难5.1.1沉井的作用及适用条件下沉方式：就地制造下沉沉井(一般沉井)、浮运沉井制作材料：砼沉井，钢筋砼沉井，竹筋沉井（南昌赣江大桥、白沙沱长江大桥），钢沉井

2、,砖石沉井,木沉井外观形状：平面:力求简单对称，利于受力，便于施工，有圆形、矩形和圆端形等剖面:柱形(下沉过程不易倾斜、井壁接长简单，模板反复利用)、阶梯形(下沉阻力小)、锥形(下沉阻力小)5.1.2沉井的分类图5.2沉井的平面形式5.1.3沉井基础的构造沉井组成：刃脚井壁内隔墙井孔凹槽封底盖板图5.3沉井的一般构造井壁:沉井的主要部分，下沉过程起挡土、挡水及压重作用，为深基础的护壁和建筑物的基础。5.1.3沉井基础的构造a)柱形;b)阶梯形;c)阶梯形;d)锥形一般：厚0.8～1.5m，每节高≤5m，砼强度等级≥C15。例：湘江大桥（一桥）8#墩，上节厚2.6m，下节3.0m，22×12×

3、5m，下沉12.6m图5.4沉井立面形状刃脚：井壁下端楔状部分，利于切入土中加速下沉5.1.3沉井基础的构造一般底面(踏面)厚100～200mm，以型钢加强，高1m以上，砼强度等级≥C20图5.5刃脚构造示意隔墙：加强沉井整体刚度5.1.3沉井基础的构造内隔墙的间距一般不大于5~6m，厚度一般为0.5~1.0m一般要求隔墙底高出刃脚底面0.5~1.0m图5.6隔墙构造示意井孔：挖土排土的工作场所和通道位置：取土井的平面布置应与中轴线对称，以利于沉井均匀下沉大小：由取土方法而定，采用挖土斗取土时，应能使挖土斗自由升降，一般宽度≥3m，对称布置处理：以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。图5.7井孔构

4、造示意5.1.3沉井基础的构造凹槽：使封底砼和井壁结合良好深约0.15-0.25m，高约1.0m，距刃脚底面一般在1.5m以上5.1.3沉井基础的构造图5.8凹槽构造示意封底和盖板：封底厚由计算确定，顶面突出刃脚根部不小于0.5m，并达凹槽上端，砼强度一般地基C20，岩石地基C15。盖板厚一般1.5～2.0m，井孔充填砼时砼应≥C10。5.1.3沉井基础的构造图5.9封底和盖板示意5.2沉井的施工旱地沉井施工：平整场地，制造第一节沉井、拆模及抽垫、挖土下沉、接高沉井、井顶围堰、地基检验和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。水上筑岛：水流速不大，水深≤3～4m时采用，砂岛应高出施工最高水位0.5m以

5、上，在岛上浇筑沉井。浮运沉井：水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井壁为空体可浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。5.2.1旱地沉井施工铺垫木立模板绑钢筋注混凝土、养生拆模及抽垫土内模制造沉井刃脚1清理场地2制造第一节沉井图5.10制造第一节沉井实例3拆模及抽垫拆模顺序：井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板抽垫顺序：内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔1根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除5.2.1旱地沉井施工图5.11沉井垫木（a）圆形沉井垫木；（b）矩形沉井垫木4除土下沉5.2.1旱地沉井施工图5.12除土下沉示意5.接高沉井6.设置井顶防水围堰7.基底检验

6、和处理8.封底9.井孔填充和顶板浇筑5.2.1旱地沉井施工5.2.2水中沉井施工1.水中筑岛无围堰防护土岛有围堰防护土岛围堰筑岛水流速不大，水深≤3～4m时采用图5.13水中筑岛下沉沉井2.浮运沉井水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井壁为空体浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。5.2.2水中沉井施工图5.14浮运沉井施工示意图浮式沉井：双壁钢壳直径21.4米净高13.6米5.2.4沉井下沉过程中遇到的问题及处理偏斜→沉井偏斜大多发生在下沉不深时，导致偏斜原因有多种；纠偏的方法有：除土、压重、顶部施加水平力难沉→即沉井下沉过慢或停沉；原因（侧阻过大、踏面过大、孤石树根等）；解决方法（射水、

7、加重井壁、减小踏面、小型爆破）突沉→沉井产生较大的倾斜或超沉，突沉常发生于软土地区；主要原因是井壁侧阻较小流砂→在粉、细砂层中下沉沉井，易出现流砂现象；主要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值；防治措施有：采用井点降水及不排水除土，或向井内回灌水主要内容：①拟定外形尺寸、高度、壁厚②视为天然地基上深基础的地基强度及变形验算③施工阶段刃脚、井壁的强度计算④使用阶段井壁及顶板、底板强度计算5.3沉井