土力学与基础工程 教学课件 作者 代国忠 第9章沉井工程(1).ppt

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1、9.1概述9.2沉井基本构造9.3沉井的施工9.4沉井的设计与计算第9章沉井工程9.1概述9.1.1沉井的基本概念沉井是井筒状结构物，它是以井内挖土，依靠自身重量克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩、台或其它结构物的基础。沉井结构由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、封底及顶板等组成。图9-1沉井下沉示意图图9-2沉井基础9.1.2沉井的特点沉井基础的特点是埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡

2、土和挡水围堰结构物，施工工艺并不复杂，沉井的缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水易发生流沙现象,造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。沉井制作与下沉过程9.1.3沉井的应用与发展概况1、沉井应用领域（1）江河上的结构物：桥梁墩台基础、挡水坝；（2）取水构筑物：取水泵房、污水泵站；（3）重型结构物基础：烟囱、重型设备基础；（4）地下工程：地下厂房、仓储（油、气、水、煤）库房；地下车道、地下车站及矿用竖井；（5）临近建筑物的深基础：（6）地下工作井：

3、盾构或顶管工作井、房屋纠偏工作井等。我国近些年沉井施工技术发展很快,接近了发达国家水平。沉井基础在已建的桥梁基础工程得到了普遍应用。如南京长江大桥、武汉长江大桥、江阴长江大桥、湘江大桥等均采用了沉井基础设计方案。煤矿沉井采用预制砌块拼装，触变泥浆套助沉，井壁厚度600mm，沉入深度超过100m。上海黄浦江隧道两端长达数百米的引道工程采用了连续沉井法的施工；某些江河桥梁工程采用了钢丝网水泥薄壁浮运沉井等都获得了成功。9.1.4沉井的类型划分单孔沉井：圆形、正方形、矩形等；单排孔沉井：矩形、长圆形、组合形等；

4、多排孔沉井：由内隔墙分成若干个井孔。1.按沉井的平面形式分双孔矩形沉井柱形竖直式、台阶式（阶梯形）、锥形。竖直式多阶梯形刃脚阶梯形正锥形2.按沉井的竖向剖面形状分浮运沉井筑岛现浇沉井3.按沉井施工方法分①就地制造下沉的沉井；②浮运沉井：在深水地区，筑岛困难，或有碍通航，在岸边制作沉井拖运到设计位置后整体下沉。③中心岛式下沉沉井。④气压沉箱。4.按沉井的建筑材料分1）混凝土沉井。这种沉井多做成圆形，当井壁足够厚时，也可做成圆端形和矩形，适用于下沉深度不大（4～7m）的松软土层中。2）钢筋混凝土沉井。抗压强度

5、高，抗拉能力也较强，下沉深度可以很大（达数十米以上）。当下沉深度不很大时，井壁上部可用混凝土、下部（刃脚）用钢筋混凝土制造的沉井，在桥梁工程中得到较广泛的应用。3）竹筋混凝土沉井。采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部分钢筋，如南昌赣江大桥沉井。但在沉井分节接头处及刃脚内仍用钢筋。4）钢丝网水泥沉井。可作成30mm厚的双壁空心浮运沉井,具有施工方便、节省钢材等优点,适用于深水基础。5）钢沉井。用钢材制造沉井井壁外壳，井壁内挖土，填充混凝土。此种沉井强度高，刚度大，重量较轻，易于拼装，常用于做浮运沉井。9.2沉

6、井的基本构造钢筋混凝土沉井结构示意图钢筋混凝土沉井主要由刃脚、井壁、隔墙与底梁、凹槽、封底与底板、顶盖、井孔、射水管或探测管等组成。9.2.1井壁1）井壁作用：下沉挡土、挡水及克服摩擦阻力的作用。施工完毕后，做为基础或基础一部分，或矿山竖井及其它构筑物外壁。2）制做要求：C20～C25，壁厚0.4～1.5m，每节高度6～8m，井壁内预埋各种管路。3）井壁中预埋射水管组。射水管应均匀布置，以利于控制水压和水量来调整下沉方向。射水压力≥600kPa。射水管口径10～12mm，每管的排水量不小于0.2m3/mi

7、n9.2.2刃脚1）刃脚作用：减少沉井下沉阻力，切土下沉，封闭与阻止壁外流砂或泥浆涌入井筒内的作用。2）制做要求：砼C20以上，踏面宽度100～200mm，底面加强，刃脚斜面倾角为450以上（双斜面），其高度为1m左右。a—混凝土刃脚；b—设角钢的刃脚；c—尖刃脚9.2.3内隔墙内隔墙作用是加强沉井在下沉过程中的整体刚度，减少井壁受力计算跨度，减少挠曲应力，分成多个井孔有利于控制沉井下沉方向和纠偏作业。内隔墙间距5～6m，厚度0.5～1.2m，底面高出刃脚踏面0.5m以上。为防止发生突沉，可将内隔墙设计成

8、与刃脚踏面平齐，但应留过人工作孔。内隔墙采用C20以上混凝土。以上混凝土。9.2.4上、下横梁与框架在沉井内设置过多隔墙时，往往会对沉井的使用和下沉带来较大的影响，故此可用上、下横梁与井壁所组成的框架来代替隔墙，起到内隔墙的相同作用。并便于井内施工人员的行走，提高挖土下沉的工作效率。对于一些大型沉井，因使用要求不能设置内隔墙时，可在沉井底部增设底梁，以利于控制沉井的突沉发生，并加强刃脚底部的刚度。9.2.5凹槽与凸榫a）普通凹