基础工程南航版(第5章)精要.ppt

第5章 沉井基础 主讲教师：程晔 第5章 沉井基础 §5-1概述 §5-2 沉井的施工 §5-3 沉井的设计与计算 §5-4 沉井基础算例 §5-5 地下连续墙深基础简介 §5-1概述 5-1-1 沉井的作用及适用条件 5-1-2 沉井的分类 5-1-3 沉井基础的构造 5-1-1 沉井的作用及适用条件 沉井是一种带刃脚的井筒状构造物。 它是利用人工或机械方法清除井内土石，借助自重或添加压重等措施克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底并填塞井孔，成为建筑物的基础。 沉井基础的优点 埋置深度较大 整体性强 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 既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰构造物，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，保证基础稳定性 沉井基础的不足之处 施工工期较长 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，也会给施工带来一定的困难 采用沉井基础的情况 1）上部荷载较大，表层地基土承载力不足，而在一定深度下有较好的持力层，且与其他基础方案相比较为经济合理； 2）在山区河流中，虽土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工； 3）岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基坑施工围堰有困难。 5-1-2 沉井的分类 （一）按沉井施工方法的分类 （二）按沉井的建筑材料的分类 （三）按沉井的平面形状的分类 （四）按沉井的立面形状的分类 （一）按沉井施工方法的分类 一般沉井：在基础设计的位置上制造，然后挖土，依靠沉井自重下沉。若基础位于水中，则先人工筑岛，再在岛上筑井下沉。 浮运沉井：先在岸边制造，再浮运就位下沉的沉井。通常在深水地区(如水深大于10m)，或水流流速大，有通航要求，人工筑岛困难或不经济时，可采用浮运沉井。 （二）按沉井的建筑材料的分类 1、混凝土沉井 2、钢筋混凝土沉井 3、竹筋混凝土沉井 4、钢沉井 （三）按沉井的平面形状的分类 矩形 圆形沉井 易于控制方向； 当采用抓泥斗挖土时，比其他沉井更能保证其刃脚均匀地支承在土层上，在侧压力作用下，井壁仅受轴向应力作用，即使侧压力分布不均匀，弯曲应力也不大，能充分利用混凝土抗压强度大的特点； 多用于斜交桥或水流方向不定的桥墩基础。 矩形沉井 制造方便，受力有利，能充分利用地基承载力，与矩形墩台相配合。 沉井四角一般做成圆角，以减少井壁摩阻力和除土清孔的困难。 矩形沉井在侧压力作用下，井壁受较大的挠曲力矩；在流水中阻水系数较大，冲刷较严重。 圆端形沉井 在控制下沉、受力条件、阻水冲刷等方面均较矩形者有利； 施工较为复杂。 b)双孔沉井； 双孔或多孔沉井 对平面尺寸较大的沉井，可在沉井中设隔墙，构成双孔或多孔沉井，以改善井壁受力条件及均匀取土下沉。 （四）按沉井的立面形状的分类 柱形 阶梯形 锥形 （a）柱形； 5-1-3 沉井基础的构造 1、沉井的轮廓尺寸 2、沉井的一般构造 3、浮运沉井的构造 4、组合式沉井 1、沉井的轮廓尺寸 平面形状常决定于墩台底部的形状 高度根据上部结构，水文地质条件及各土层的承载力等定出墩底标高和沉井基础底面的埋置深度后确定。 3、沉井的一般构造 1）井壁 2）刃脚 3）隔墙 4）井孔 5）凹槽 6）射水管组 7）封底混凝土 8）顶板 刃脚 3、浮运沉井的构造 1）不带气筒的浮运沉井 2）带气筒的浮运沉井 1）不带气筒的浮运沉井 适应于水不太深、流速不大、河床较平、冲刷较小的自然条件。 在岸边制造，通过滑道拖拉下水，浮运到墩位、再接高下沉到河床 分为钢丝网水泥薄壁浮运沉井和带临时底板的浮动沉井。 钢丝网水泥薄壁浮式沉沉井 2）带气筒的浮运沉井 适用于水深流急的巨型沉井。 由双壁的沉井底节、单壁钢壳、钢气筒等组成。 带钢气筒的浮运沉井 4、组合式沉井 上面是沉井，下面是桩基础的混合式基础 沉井下沉至预定标高后，进行浇筑封底混凝土和承台，在井内其上预留孔位钻孔灌注成桩。 沉井既有围水挡土作用，又作为钻孔桩的护筒，还作为桩基的承台。 组合式沉井适用情况 采用低桩承台而围水挖基浇筑承台有困难时； 水深较大时，沉井刃脚遇到倾斜较大的岩层或在沉井范围内地基土软硬不均。 根踺式沉井 §5-2 沉井的施工 5-2-1 旱地沉井施工 5-2-2 水中沉井施工 5-2-3 泥浆套和空气幕下沉沉井施工简介 5-2-4 沉井下沉过程中遇到的问题及处理 5-2-1 旱地沉井施工 1．清整场地 2．制作第一节沉井 3．拆模及抽垫 4．除土下沉 5．接高沉井 6．设置井顶防水围堰 7．基底检验和处理 8．沉井封底 9．井孔填充和