9_沉井结构的.ppt

9 沉井结构 ;9.1 概述;特点：沉井结构的刚度大，承载力高，抗渗能力强，可直接作为施工时的挡土和挡水结构物，不需要另设围护，且占地面积小，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，适合近接施工；适应土质范围广，施工操作简便，技术上比较稳妥可靠，特别是近年来沉井的施工技术和施工机械都有了很大改进，如触变泥浆润滑套法、壁后压气法、钻吸排土及中心岛式下沉等施工技术，能较好地解决施工过程中的下沉困难、流砂、倾斜等问题；作为基础，其埋置较深，稳定性和抗震性能好，能支承较大的荷载。;;1999年竣工通车的江阴长江大桥北锚超大沉井，其平面长69 m、宽51 m，面积足有10个篮球场大，下沉深达58 m，下沉过程长达20个月。 ;江阴长江大桥;9.1.2 沉井设计一般要求;9.1.3 沉井的施工步骤;图9.2 沉井施工步骤示意图 (a)筑岛、铺垫木、制作沉井底节；(b)抽除支承垫木；(c)挖土下沉；(d)清基及封底 1-袋装粘土筑岛护壁；2-填土；3-铺设垫木；4-边对称抽除垫木，边回填砂土； 5-封底混凝土；6-沉井顶板;9.2 沉井结构的类型与构造;9.2.1 沉井结构的类型;图9.3 沉井按平面形式分类 (a)圆形单孔沉井；(b)正方形单孔沉井；(c)矩形单孔沉井；(d)矩形双孔沉井； (e)椭圆形双孔沉井；(f)矩形多孔沉井;图9.5 连续沉井的节段 ;9.2.2 沉井结构的构造;图9.6 沉井外壁的形式 (a)、(b)竖直；(c)、(d)台阶形；(e)锥形；(f)倒锥形;(2)刃脚 刃脚为井壁下端部分，一般做成刀刃状，如图9.7(a)所示，故称为“刃脚”。其作用在于减小沉井的下沉阻力，使之能在自重作用下切土下沉。刃脚的脚底水平面称为踏面，踏面宽度b=0.35~0.7 m，软土地基取大值，斜面倾角α=40o ~60o。当沉井下沉较深且土质较坚硬时，刃脚面常以型钢(角钢或槽钢)加强[见图9.7(b)]；在坚硬地基上且需要用爆破方法清除刃脚下障碍物时可采用钢板刃脚，并不设踏面而直接做成尖角[见图9.7(c)]。刃脚的高度应视井壁的厚度确定，并应考虑便于抽拔垫木和挖土，一般干封底时取0.6 m左右，湿封底时取1.5 m左右。;图9.7 沉井刃脚的构造 (a)混凝土刃脚；(b)角钢刃脚；(c)钢板刃脚 ;(3)内隔墙 内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。同时又把整个沉井分隔成多个施工井孔（取土井），使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于沉井偏斜时的纠偏。 内隔墙的间距应满足井筒内挖土机械的操作要求，一般应使井筒短边大于挖土机张口尺寸0.5~1.0 m左右且一般不小于3m； 考虑到内隔墙既要对刃脚悬臂起支撑作用，又不宜受到土的支承，妨碍沉井下沉，因此一般要求隔墙底面高出刃脚底面0.5~1.0 m。但当沉井穿越极软弱的土层时，为防止沉井“突沉”，也可将内隔墙底面做成与刃脚底面平齐。 内隔墙厚度一般为0.5 m左右。内隔墙下部应设过人孔(见图9.5)，便于施工人员在各井筒之间往来。过人孔尺寸一般为0.8m×1.2m~1.1m×1.2m左右;;;②探测管：在平面尺寸较大，且不排水下沉较深的沉井中可设置探测管。一般采用直径200~500 mm的钢管或在井壁中预留管道。作用是探测刃脚和内隔墙底面下的泥面标高，清基射水或破坏沉井正面土层以利下沉；沉井水下封底后，可用作刃脚和内隔墙下封面混凝土的质量检查孔。 ③气管：当采用空气幕下沉沉井时，可沿井壁外缘埋设内径25 mm的硬塑料管作为气管。当下沉困难时，可向井壁四周的气管中压入高压空气，此高压空气沿井壁上的喷气孔喷出，并沿井壁外表面上升溢出地面，从而在井壁周围形成空气幕，从而达到减小下沉阻力的目的。;;(6) 封底及顶盖 沉井下沉到设计标高，基底经校验能满足设计要求后，用混凝土浇筑底板，称为封底。当井中的水能被排干，即渗水量上升速度小于或等于6mm/min时，排干水后用C15或C20普通混凝土浇筑，称为干封底；当井中的渗水量上升速度大于6mm/min时，宜采用导管法浇注C20级水下混凝土封底，称为湿封底。封底厚度按其承载力条件计算确定，一般其顶面应高出凹槽0.5 m。 封顶即沉井最好进行的顶盖施工。一般采用钢筋混凝土顶板，厚度一般为1.0~2.0 m，配筋由承载力计算和构造要求确定。对用混凝土填芯的沉井可用素混凝土顶板。特殊地段可取消封顶，如局部的阳光大厅、小型广场等，这是由建筑功能决定的。;9.3 沉井结构的施工计算;外井壁单位面积摩阻力f随深度而变化。一般假定从地表到5m深度范围内按直线规律由零增加至最大值，超过深度5m以后均为常数值，如图9.8所示。因此，Tf按下式计算： 式中 U—沉井外壁周长(m)； H—沉井的入土深度(m)；