土力学与地基基础 教学课件 ppt 作者 姜晨光 主编第14章 土木结构基础设计的基本方法.ppt

14.6.8基于引力元的群摩擦桩沉降估算方法 14.7 沉井及地下连续墙设计 ?? 14.7.1沉井基础及地下连续墙设计的基本要求 ? 所谓“沉井”是指土木工程中一种井筒状结构物，是依靠在井内挖土且借助井体自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高并最终形成建（构）筑物基础的一种深基础型式。沉井基础的特点是占地面积小、不需要板桩围护，其与大开挖相比较挖土量少且对邻近建（构）筑物的影响比较小、操作简便、无需特殊的专业设备。近年来沉井施工技术和施工机械都有了很大的改进。沉井基础的典型施工方法主要有4种，即触变泥浆润滑套法、壁后压气（空气幕）法、钻吸排土沉井施工技术、中心岛式下沉、等。沉井基础的使用范围主要有3个，即上部荷载较大而表层地基土容许承载力不足、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的情况（此时采用沉井基础与采用其它深基础在经济上更为合理）；在山区河流中虽然土质较好但冲刷大（或河中有较大卵石而不便桩基础施工时）的情况；岩层表面较平坦且覆盖层薄但河水较深的情况（此时采用扩大基础施工围堰会有相当大的困难）。 14.7.2沉井的类型和构造 ? （1）沉井的类型 沉井按使用材料的不同可分为混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井、砖沉井、石沉井、木沉井等类型；按平面形状的不同可分为圆形、方形、矩形、椭圆形、圆端形、多边形及多孔井字形等（见图14-7-1）；按竖向剖面形状的不同可分为圆柱形、阶梯形及锥形等（见图14-7-2）。 （2）沉井的构造 见图14-7-3，通常情况下，沉井一般由井壁（侧壁）、刃脚、内隔墙、井孔、封底和顶盖板等组成。 （3）沉井的施工 沉井基础施工一般可分旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工等3种方式。 14.7.3沉井及地下连续墙设计 ? 14.7.3.1沉井作为整体深基础的设计与计算 ? 目前，人们在将沉井作为整体深基础设计计算时通常先建立以下3个基本假定条件，即地基土作为弹性变形介质且其水平向地基系数随深度成正比例增加；不考虑基础与土间的粘着力和摩阻力；沉井基础的刚度与土的刚度之比为无限大。 14.7.3.2沉井施工过程中的结构强度计算 ? 沉井结构施工过程中主要应进行沉井自重下沉验算、第二节（底节）沉井的竖向挠曲验算、沉井刃脚受力、井壁受力、混凝土封底及顶盖受力等方面的计算或验算。 14.7.3.3浮运沉井的计算要点 ? 浮运沉井计算重点是浮运沉井稳定性验算和浮运沉井露出水面最小高度的验算。 14.8 特殊土地基上的基础设计 ?? 所谓“特殊土”是指由于生成时不同的地理环境、气候条件、地质成因以及次生变化等原因而使一些土类具有特殊的成分、结构和工程性质，这些具有特殊工程性质的土类即被称为特殊土。特殊土种类很多，大部分都具有地区特点，故又有区域性特殊土之称。 ? 14.8.1湿陷性黄土地基设计 ? 天然黄土在一定压力作用下受水浸湿后其土的结构迅速破坏并发生显著的湿陷变形且强度也随之降低时即被称为“湿陷性黄土”。湿陷性黄土分自重湿陷性和非自重湿陷性2种（黄土受水浸湿后，在上覆土层自重应力作用下发生湿陷的称自重湿陷性黄土。若在自重应力作用下不发生湿陷而需在自重和外荷共同作用下才发生湿陷的则被称为非自重湿陷性黄土）。我国湿陷性黄土占黄土地区总面积的60%以上（约40万km2）且多出现在地表浅层，晚更新世（Q3）及全新世（Q4）新黄土或新堆积黄土是湿陷性黄土的主要土层。我国湿陷性黄土主要分布在黄河中游的山西、陕西、甘肃大部分地区以及河南西部（其次是宁夏、青海、河北的一部分地区。另外，新疆、山东、辽宁等地局部也有零星分布）。 湿陷性黄土地基处理的目的是改善土的性质和结构；减少土的渗水性、压缩性；控制其湿陷性的发生（部分或全部消除它的湿陷性）。在明确地基湿陷性黄土层的厚度、湿陷性类型、等级等后应结合建（构）筑物的工程性质、施工条件和材料来源等采取必要的措施对地基进行处理以满足建（构）筑物在安全、使用方面的要求。 14.8.2膨胀土地基设计 ? 我国现行《膨胀土地区建筑技术规范（GBJ112）》给膨胀土下的定义是“膨胀土应是土中粘粒成分主要由亲水性矿物组成，同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两种变形特性的粘性土”。膨胀土在世界范围内分布广泛，据现有资料，我国广西、云南、湖北、安徽、四川、河南、山东等20多个省（直辖市或自治区）均有膨胀土分布，美国50个州中有膨胀土的占40个，膨胀土在印度、澳大利亚、南美洲、非洲和中东广大地区也都有不同程度的分布。因此，膨胀土工程问题已成为世界性的研究课题。膨胀土的危害是使大量的轻型房屋发生开裂、倾斜；使公路路基发生破坏；导致堤岸、路堑产生滑坡。据不完全统计我国在膨胀土地区修建的各类工业与民用建（构）筑物因地基土胀缩变形而导致损坏或破坏的有1210万m2。我国过去修建的公