基础工程-赵明华-第五章.ppt

5. 沉井基础 ;内容提要;5.1 概　述 ; 特点 下基深，hmax=220m，适用于深水，整体性强， 稳定性好，承载力大 造价高，施工期长，不排水施工时难于克服刃脚下孤石、沉船、树干等障碍物，易发生流砂现象 适用条件 上部荷载较大 在山区河流中冲刷大 河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难;下沉方式：就地制造下沉沉井(一般沉井)、浮运沉井 制作材料：砼沉井，钢筋砼沉井，竹筋沉井(南昌赣江大桥、白沙沱长江大桥)，钢～,砖石～,木～ ;5.1.3 沉井基础的构造; 井壁:沉井主要部分，下沉过程起??土、挡水及压重作用，为深基础的护壁和建筑物的基础。 ; 刃脚：井壁下端楔状部分，利于切入土中加速下沉; 隔墙：加强沉井整体刚度 ; 井孔：挖土排土的工作场所和通道 ; 凹槽：使封底砼和井壁结合良好 ;封底和盖板： 封底厚由计算确定，顶面突出刃脚根部不小于0.5m，并达凹槽上端，砼强度一般地基C20，岩石地基C15。盖板厚一般1.5～2.0m，井孔充填砼时砼应≥C10。 ;5.2 沉井的施工;5.2.1 旱地沉井施工; 拆模及抽垫; 除土下沉; 接高沉井 设置井顶防水围堰 基底检验和处理 封底 井孔填充和顶板浇筑 ;5.2.2 水中沉井施工; 浮运沉井; 浮式沉井：双壁钢壳;5.2.4 沉井下沉所遇问题及处理 ; 主要内容： 拟定外形尺寸、高度、壁厚 视为天然地基上深基础的地基强度及变形验算 施工阶段刃脚、井壁的强度计算 使用阶段井壁及顶板、底板强度计算 ; 沉井高度 沉井底面标高，主要根据上部荷载、水文地质条件及各土层的承载力等确定。 沉井作为基础，其顶面应埋入地面0.2m或地下水位以下0.5m。 沉井平面形状和尺寸 沉井平面形状应根据上部建筑物的平面形状决定。 为防止下沉过程中少许偏斜对建筑物影响，要求留襟边，其宽度≮下沉总深度的2%，且不得小于20cm。; 下沉系数: 确定沉井的外形尺寸和壁厚时，应保证沉井在各种施工阶段能克服四壁摩阻力R1而顺利下沉，即要求K1：; 地基强度：沉井作为深基础时，一般要求下沉至坚实土层或岩层上，且地基强度须满足：; 井侧总摩阻力Rf：可假定井侧总摩阻力Rf沿深度成梯形分布，距地面5m范围内按三角形分布，5m以下为常数，故总摩阻力为;基本假定： 地基土为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加(即m法) 不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力 沉井刚度与土刚度之比为无限大，横向力作用下只产生转动而无挠曲变形 根据基底地质情况，可分为非岩石地基和基底嵌入基岩内两种情况分析; 非岩石地基 ;其中： Cz = mz C0 =mh;上述各式z0和ω为未知数，可由静力平衡导得： ;将此代入上述各式得土体横向抗力： ; 基底嵌入基岩，在水平力和竖直偏心荷载作用下，可假定基底不产生水平位移，故旋转中心A与基底中心重合，即z0 = h。 基底嵌入处将存在一水平阻力FR，其对A点的力矩可忽略不计。由弯矩平衡得：;地面下深度z处截面上的弯矩为;δ = ( z0?h2 ) tanω?+ δ0; 横向抗力; 墩台顶水平位移;在抽出垫木及挖土可能有不均匀等不利条件下，第一节井壁在自重作用下应按单支点、简支梁等验算井壁强度。;考虑下两种最不利情况： ;井壁的水平配筋 下沉到设计标高，刃脚下土已掏空，水、土压力最大，按水平框架计算内力。;干封底：可按构造要求确定厚度，一般为0.6～1.2m 水下封底:砼厚度由抗浮要求和强度条件确定 按抗浮计算时，封底砼厚度作为沉井重量的一部分，应满足抗浮要求； 按强度条件计算时，当封底砼达设计强度，井中水被抽除，且未浇筑钢筋砼底板时，将封底所受最大水压减去砼自重作为荷载、素砼板承受水压来计算弯矩，验算强度。 计算模式： 底板可视为四边嵌固于井壁(或隔墙、格梁)上的单向或双向板。荷载取最大水浮力或沉井最大自重时引起的反力。 顶板按动、静荷载作用下的单向或双向板计算。;地下连续墙：成槽机沿着深基础或地下构筑物周边，开挖出具有一定宽度(或直径)与深度的沟槽(或孔)，在槽内设置钢筋笼，浇注砼，筑成一个单元的墙段。再继续开挖、浇筑砼，并以某特定接头方式连接墙段，形成一道连续的; 优点 无噪音、无振动，适用于城市与密集建筑群中施工(法国最小距离0.5m，日本0.2 m)； 土方量小,无需井点降水，造价低，施工速度快，适用于各种地质条件(如钢板桩难以进入砂卵石层和风化岩)； 能防渗、截水、承重、挡土、抗滑、防爆等。 缺点 施工技术要求高，槽段接头质量控制比较复杂，小型工程造价较高，不适用于岩溶地区、粉、细砂地层。; 发展 逐渐广泛地应用预制桩式及板式地下连续墙，其墙面光滑、墙体质量好，强度高；