9_沉井结构摘要.ppt

9.3.7.2 干封底施工法 ①如果沉井刃脚停留在不透水粘土层中，如图9.18a所示，可采用干封底方法施工。但必须注意，若不透水粘土层的厚度不足，可能会被底层含水砂层中的地下水压力顶破。因此，必须满足下例计算条件方能采用干封底法。 ＞ 式中 A—沉井底部面积(m2)； γ’—土的有效重度，即浮重度(kN/m3)； hs—刃脚下面不透水粘土层厚度(m)； c—黏土的粘聚力(kPa)； U—沉井刃脚踏面内壁周长(m)； γw—水的重度(kN/ m3)； Hw—透水砂层的水头高度(m)。 ②在沉井内设吸水鼓并有良好滤层的情况下降水，一直降到钢筋混凝土底板足够承担地下水回升后的水土压力，方可拆除并封闭降水管(见图9.18b)，这种情况亦可采用干封底法。 图9.18 沉井可干封底的情况 (a)刃脚下有足够厚不透水粘土层；(b)能可靠降水至底板混凝土达到足够强度 9.3.7.3 水下封底法及封底混凝土厚度计算 在沉井内渗水量上升速度大于6mm/min或出现流砂的情况下，宜采用水下混凝土封底法。封底的厚度，除应满足沉井抗浮要求外，还应考虑沉井封底后井内抽水时，井外水土压力不致将该封底混凝土顶破。水下封底混凝土按素混凝土的强度进行计算。封底要求是： (1)计算工况 在沉井封底后，将井内水排干，在钢筋混凝土底板尚未施工前，封底混凝土将可能受到最大水压力作用，按其向上作用的荷载(即地下水压力减去封底混凝土重量)作计算值。在沉井内设吸水鼓降水的情况下干封底，在钢筋混凝土底板未施工前，便停止降水，使地下水回升，其计算也同上述情况。 (2)计算方法 由于水下封底混凝土不便直观检查，且当井内渗水量的上升速度较大时，其浇注质量不易保证，所以最好不出现拉应力。因为底面的地基反力是通过封底混凝土沿与竖向成45°的分配线传至井壁和内隔墙上去的，因此若两条45°的分配线在封底混凝土内或板底面上相交，如图9.19a所示，封底混凝土内应不会出现拉应力；若两条45°分配线在封底混凝土板底面上不相交，如图9.19b所示，则应按简支支承的双向板、单向板或圆板计算，其计算跨度L，即为图9.19b中所示A、B两点间的距离。 当沉井的刃脚较短时，则应尽量将中央锅底挖深些，如图9.20所示，这样可形成倒拱。水下混凝土封底一般均按简支板计算，当井内有隔墙或底梁时，可按分格计算。 图9.19 水下封底混凝土 (a)底板不出现拉应力；(b)按简支板计算 (a) (b) 图9.20 沉井锅底倒拱图 ①周边简支支承的圆板承受均匀荷载时，可按下式计算板中心的最大弯矩值 式中 p—静水压力形成的每米板宽计算荷载(kN/m)； r—圆板的计算半径(m)； μ—混凝土的泊松比，一般取1/6~1/5。 ②周边简支支承的双向板承受均布荷载时(见图9.21)，可按下式计算跨中弯矩Mx和My： 式中 αx、αy—分别Mx和My的弯矩系数，按表9.4采用； L—矩形板计算跨度中的较小者(m)。 图9.21 简支支承双向板计算简图 ③求出弯矩值后，封底混凝土的厚度可按下式计算： 式中 ht—封底混凝土的厚度(m)； Mm—封底混凝土在最大均布反力作用下的最大计算弯矩(kN·m)； K—设计安全系数，可采用1.75； ft—混凝土抗拉强度设计值(kPa)； b—计算宽度，可取1m； hu—考虑封底混凝土因与井底泥土掺混而需要增加的厚度，宜取0.3~0.5 m；若基底采取铺块石或碎石灌浆抹平处理后再封底，可不考虑此增加值。 ④封底混凝土抗剪计算。如图9.22所示，封底混凝土在基底向上反力的作用下，在沉井内侧面迎面上产生最大的剪应力，若该剪应力超过混凝土的容许纯剪应力时(一般不考虑封底混凝土与井壁间的粘着力)，则应加大封底混凝土的抗剪面积，如在井壁和隔墙内设置凹槽等。 图9.22 封底混凝土的抗剪计算简图 9.4 沉井施工引起的土体移动 沉井在下沉过程中，不可避免地会引起沉井周围土体移动，其主要原因有：由于开挖井内土体，开挖面释放了原有土体的自重应力，使井底土体失去三维平衡条件，引起井底土体移动；由于井壁外预留空隙，引起井周土体移动；由于沉井在下沉中经常纠偏，扰动土体，引起井周土体移动；井底产生流砂引起土体的移动；井底不透水层厚度不足，承压水引起土体的移动；沉井制作时，由于地基承载力不够，引起土