沉井结构、计算、施工讲述.doc

【第16次课】 教学目的：通过本次课教学使学生掌握沉井的概念，沉井的结构构造，沉井的施工方法。 教学重点：沉井的概念，沉井的结构构造，沉井的施工方法。 教学难点：沉井的施工方法。 板书………………………… 讲解………………………………… 第四章 沉井基础及地下连续墙 第一节 沉井的基本概念、作用及适用条件 概念： 沉井是井筒状的结构物(图4-1)。它是以井内挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁敦台或其它结构物的基础（图4-2）。 优点： 埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载;沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物，施工工艺并不复杂 (图4-3)。同时，沉井施工时对邻近建筑物影响较小且内部空间可资利用，因而常用作为工业建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也常用作为矿用竖井、地下油库等。 缺点： 施工期较长，对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜，沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工请来一定困难。 适用： 1．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时; 2． 在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时; 3． 岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深;采用扩大基础施工围堰有困难时。 板书………………………… 讲解………………………………… 第二节 沉井的类型和构造 一、沉井的分类 (一)按沉井施工方法的分类 一般沉井 指就地制造下沉的沉井，这种沉井是在基础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基础位置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉。 2． 浮运沉井 在深水地区筑岛有困难或不经济，或有碍通航，当河流流速不大时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。 (二)按沉井的形状的分类 1．按沉井的平面形状 圆形沉井 矩形沉井 圆端形沉井 2．按沉井的立面形状 竖直式 倾斜式 台阶式等(图4-5)。 (三)按沉井的建筑材科的分类 混凝土沉井 钢筋混凝士沉井 竹简混凝土沉井 赣江大桥 钢沉井 板书………………………… 讲解………………………………… 二、沉井基础的构造 (一)沉井的轮廓尺寸 平面形状　　 ←　　墩(台)底部的形状。 矩形沉井　　 ←　　矩形或圆端形墩（沉井的长边与短边之比不宜大于3） 方形或圆形沉井　 ←　墩的长宽比较为接近 沉井顶面尺寸为墩(台)身底部尺寸加襟边宽度。襟边宽度不宜小于0.2m，也不宜小于沉井全高的1/50，浮运沉井不小于0.4m。 沉井的高度须根据上部结构，水文地质条件及各土层的承载力等定出墩底标高相沉井基础底面的埋置深度后确定。 高的沉井应分节制造和下沉，每节高度不宜大于5m，对底节沉井若是在松软土层中下沉时，还不应大于沉井宽度的0.8倍。若底节沉井高度过高，沉井过重，会给制模、 板书………………………… 讲解………………………………… 筑岛时岛面处理、抽除垫木下沉等带来困难。 (二)沉井的一般构造 1．井壁 井壁是沉井的主体部分。它在沉井下沉过程中起挡土、挡水及利用本身重量克服土与井壁之间的摩阻力的作用。当沉井施工完毕后，它就成为基础或基础的一部分而将上部荷载传到地基。因此，井壁必须具有足够的强度和一定的厚度。根据井壁在施工中的受力情况，可以在井壁内配置竖向及水平向钢筋，以增加井壁强度。井壁厚度按下沉需要的自重，本身强度以及便于取土和清基等因素而定，一般为0.80一1.20m。钢筋混凝土薄壁沉井可不受此限制。井壁的混凝土标号不低于15号。 2．刃脚 井壁下端形如楔状的部分称为刃脚。其作用是在沉井白重作用下易于切土下沉。刃脚底面(踏面)宽度一般为0.1一0.2m，对软土可适当放宽。下沉深度大，且土质较硬，刃脚底面应以型钢(角钢或槽钢)加强(图4-7)，以防刃脚损坏。刃脚内侧斜面与水平面的夹角应大于45°。刃脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定，一般在1.Om以上。由于刃脚在沉井下沉过程中受力较 板书………………………… 讲解………………………………… 集中，故刃脚宜采用20号以上的钢筋混凝土制成。 3．隔