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1、基礎(chǔ)工程電子教案5.沉井基礎(chǔ)5.1概述沉井：帶刃腳的井筒狀構(gòu)造物，用人工或機(jī)械方法清除井內(nèi)土石，主要借自重克服井壁與土層的摩阻力，逐節(jié)下沉至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高的基礎(chǔ)。圖5.1沉井基礎(chǔ)示意特點(diǎn)：下基深，hmax=220m，適用于深水，整體性強(qiáng)，穩(wěn)定性好，承載力大造價(jià)高，施工期長(zhǎng)，不排水施工時(shí)難于克服刃腳下孤石、沉船、樹干等障礙物，易發(fā)生流砂現(xiàn)象適用條件：上部荷載較大在山區(qū)河流中沖刷大河水較深，采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰有困難5.1.1沉井的作用及適用條件下沉方式：就地制造下沉沉井(一般沉井)、浮運(yùn)沉井制作材料：砼沉井，鋼筋
2、砼沉井，竹筋沉井（南昌贛江大橋、白沙沱長(zhǎng)江大橋），鋼沉井,磚石沉井,木沉井外觀形狀：平面:力求簡(jiǎn)單對(duì)稱，利于受力，便于施工，有圓形、矩形和圓端形等剖面:?柱形(下沉過程不易傾斜、井壁接長(zhǎng)簡(jiǎn)單，模板反復(fù)利用)、階梯形(下沉阻力小)、錐形(下沉阻力小)5.1.2沉井的分類圖5.2沉井的平面形式5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造沉井組成：刃腳井壁內(nèi)隔墻井孔凹槽封底蓋板圖5.3沉井的一般構(gòu)造井壁:沉井的主要部分，下沉過程起擋土、擋水及壓重作用，為深基礎(chǔ)的護(hù)壁和建筑物的基礎(chǔ)。5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造a)柱形;b)階梯形;c)階梯
3、形;d)錐形一般：厚0.8～1.5m，每節(jié)高≤5m，砼強(qiáng)度等級(jí)≥C15。例：湘江大橋（一橋）8#墩，上節(jié)厚2.6m，下節(jié)3.0m，22×12×5m，下沉12.6m圖5.4沉井立面形狀刃腳：井壁下端楔狀部分，利于切入土中加速下沉5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造一般底面(踏面)厚100～200mm，以型鋼加強(qiáng)，高1m以上，砼強(qiáng)度等級(jí)≥C20圖5.5刃腳構(gòu)造示意隔墻：加強(qiáng)沉井整體剛度5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造內(nèi)隔墻的間距一般不大于5~6m，厚度一般為0.5~1.0m一般要求隔墻底高出刃腳底面0.5~1.0m圖5.6隔墻構(gòu)造示
4、意井孔：挖土排土的工作場(chǎng)所和通道位置：取土井的平面布置應(yīng)與中軸線對(duì)稱，以利于沉井均勻下沉大小：由取土方法而定，采用挖土斗取土?xí)r，應(yīng)能使挖土斗自由升降，一般寬度≥3m，對(duì)稱布置處理：以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。圖5.7井孔構(gòu)造示意5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造凹槽：使封底砼和井壁結(jié)合良好深約0.15-0.25m，高約1.0m，距刃腳底面一般在1.5m以上5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造圖5.8凹槽構(gòu)造示意封底和蓋板：封底厚由計(jì)算確定，頂面突出刃腳根部不小于0.5m，并達(dá)凹槽上端，砼強(qiáng)度一般地基C20，巖石地基C15。蓋
5、板厚一般1.5～2.0m，井孔充填砼時(shí)砼應(yīng)≥C10。5.1.3沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造圖5.9封底和蓋板示意5.2沉井的施工旱地沉井施工：平整場(chǎng)地，制造第一節(jié)沉井、拆模及抽墊、挖土下沉、接高沉井、井頂圍堰、地基檢驗(yàn)和處理、封底、充填井孔、澆筑頂蓋。水上筑島：水流速不大，水深≤3～4m時(shí)采用，砂島應(yīng)高出施工最高水位0.5m以上，在島上澆筑沉井。浮運(yùn)沉井：水深筑島困難時(shí)采用，岸邊制作，滑入水中，井壁為空體可浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。5.2.1旱地沉井施工鋪墊木立模板綁鋼筋注混凝土、養(yǎng)生拆模及抽墊土內(nèi)模制造沉井刃腳1
6、清理場(chǎng)地2制造第一節(jié)沉井圖5.10制造第一節(jié)沉井實(shí)例3拆模及抽墊拆模順序：井孔模板、外側(cè)模板、隔墻支撐及模板、刃腳面支撐及模板抽墊順序：內(nèi)壁下、短邊下、長(zhǎng)邊下對(duì)稱同步。長(zhǎng)邊下是隔1根撤1根，最后以定位樁為中心由遠(yuǎn)而近對(duì)稱撤除5.2.1旱地沉井施工圖5.11沉井墊木（a）圓形沉井墊木；（b）矩形沉井墊木4除土下沉5.2.1旱地沉井施工圖5.12除土下沉示意5.接高沉井6.設(shè)置井頂防水圍堰7.基底檢驗(yàn)和處理8.封底9.井孔填充和頂板澆筑5.2.1旱地沉井施工5.2.2水中沉井施工1.水中筑島無圍堰防護(hù)土島有圍堰防
7、護(hù)土島圍堰筑島水流速不大，水深≤3～4m時(shí)采用圖5.13水中筑島下沉沉井2.浮運(yùn)沉井水深筑島困難時(shí)采用，岸邊制作，滑入水中，井壁為空體浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。5.2.2水中沉井施工圖5.14浮運(yùn)沉井施工示意圖浮式沉井：雙壁鋼殼直徑21.4米 凈高13.6米5.2.4沉井下沉過程中遇到的問題及處理偏斜→沉井偏斜大多發(fā)生在下沉不深時(shí)，導(dǎo)致偏斜原因有多種；糾偏的方法有：除土、壓重、頂部施加水平力難沉→即沉井下沉過慢或停沉；原因（側(cè)阻過大、踏面過大、孤石樹根等）；解決方法（射水、加重井壁、減小踏面、小型爆破
8、）突沉→沉井產(chǎn)生較大的傾斜或超沉，突沉常發(fā)生于軟土地區(qū)；主要原因是井壁側(cè)阻較小流砂→在粉、細(xì)砂層中下沉沉井，易出現(xiàn)流砂現(xiàn)象；主要原因是土中動(dòng)水壓力的水頭梯度大于臨界值；防治措施有：采用井點(diǎn)降水及不排水除土，或向井內(nèi)回灌水主要內(nèi)容：①擬定外形尺寸、高度、壁厚②視為天然地基上深基礎(chǔ)的地基強(qiáng)度及變形驗(yàn)算③施工階段刃腳、井壁的強(qiáng)度計(jì)算④使用階段井壁及頂板、底板強(qiáng)度計(jì)算5.3沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算沉井高度沉井底面標(biāo)
