基础工程教学课件作者王娟娣第4章 沉井基础与地下连续墙.ppt

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1、基础工程作者：王娟娣责任编辑：王波出版日期：2009年9月IDPN：308-2009-054课件章数：6第4章沉井基础与地下连续墙4.1沉井基础4.2地下连续墙学习要点：①了解沉井基础的工作原理与构造；②掌握沉井基础的设计、验算方法；③掌握地下连续墙的设计要点。4.1沉井基础4.1.1沉井的工作原理与特点在深基础施工中，为保证开挖边坡稳定,并减少开挖土方工程量，利用一井状筒形结构物，将其沉入地下并用作结构物的基础，称为沉井基础。图４‐１沉井基础示意图沉井基础的特点是埋深可以很大，结构的整体性强、稳定性好，有较大的承

2、载面积，抗水平荷载和垂直荷载性能较好。图４‐２　杭州湾跨海大桥承台施工围堰———钢沉箱图４‐３　“南海一号”考古打捞沉井下水4.1.2沉井的类型与构造１．沉井的类型（１）按平面形状分类，常用的有圆形、矩形、圆端形。根据井孔的布置，有单孔型、双孔型和多排孔型，如图４‐４所示。图４‐４沉井基础平面形状（２）按立面形状可分为直筒式、阶梯式和锥式，如图４‐５所示。图４‐５沉井基础立面形状（３）按沉井材料可分为素混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井和其他沉井。（４）按沉井工作环境可分为旱地沉井、水中筑岛沉井和浮运沉井。２.沉井

3、的构造不同形式的沉井基础,在构造上均由刃脚、井壁、井孔、凹槽、隔墙（双孔、多孔井）、混凝土封底、顶盖等组成，如图４‐６所示。图４‐６沉井构造示意图4.1.3沉井设计沉井的设计计算包括：①沉井尺寸拟定；②计算水压力、土压力；③施工过程中沉井各部位结构强度计算；④使用过程中作为深基础设计验算。１.一般规定沉井的平面形状及尺寸应根据上部构筑物底面形状与尺寸来确定，并应考虑阻水小、受力简洁、施工方便等要求。２.计算沉井外荷载３.沉井施工过程中结构强度计算（１）沉井自重验算验算沉井自重是否满足下沉要求。图４‐７　沉井侧壁摩阻

4、力简化图（２）底节沉井的挠曲验算（３）刃脚受力验算①沉井下沉过程中，应根据沉井接高等具体情况，取最不利位置，按刃脚切入土中１ｍ,验算刃脚根部向外挠曲强度。此时刃脚受力简图如图４‐８所示。图中符号表示如下：图４‐８　刃脚受力简图图４‐９　刃脚向内挠曲受力简图②刃脚向内挠曲计算：取其最不利受力情况，即沉井已下沉至设计标高且刃脚下面土被挖空，如图４‐９所示。③刃脚水平钢筋计算：在如图４‐９所示的受力状态下，刃脚受到的水平力最大，将刃脚看成按水平框架，计算控制截面上的内力。不同框架形式的内力可按结构力学的有关知识计算。（４

5、）井壁受力验算（５）混凝土封底计算４.沉井作为深基础设计验算根据沉井埋置深度不同，可分为以下两种情况计算。①当埋深小于５ｍ时，可忽略基础侧面土的横向反力，按天然地基上刚性浅基础设计，验算地基承载力和沉降及稳定，可参见第２章。②当埋深大于５ｍ且计算深度αｈ≤２．５时，须考虑基础侧面土的水平抗力影响，将沉井视为刚性墩基础，可按“ｍ”法计算。图４‐１０沉井使用阶段受力简图５.沉井下沉过程中常遇到的问题及其处理方法（１）沉井倾斜、偏移当沉井发生倾斜时可立即采取陶土法、不对称配重法、不对称射水法、水平向拉力扶正等措施。对于局

6、部障碍物，应先进行人工排除后下沉。（２）停沉、下沉困难解决停沉的方法可以利用配重法、清障法等方法。（３）突然下沉可以通过控制挖土深度，或临时增设底面支承装置解决。4.2地下连续墙4.2.1概述地下连续墙是利用专用的成槽机械开挖出一条狭长的深槽，槽内置放钢筋笼，灌注混凝土，使在地基中筑成连续的混凝土或钢筋混凝土墙体，具有支护、防渗、承重等多重功能。4.2.2地下连续墙的设计１.一般规定普通连续墙厚一般不宜小于６００ｍｍ，单元槽段的长度一般为４～６ｍ，形状如图４‐１１所示。图４‐１１地下连续墙槽段平面形状２.地下连续墙

7、构造导墙———作用是保证开挖槽段竖直，防止挖槽机械碰撞槽壁。槽段开挖———槽段宽度由内外导墙间距确定，槽段的长度考虑保证槽壁的稳定性，同时兼顾挖槽机械工作效率、钢筋笼重量等因素，尽量减少接头。泥浆护壁———起防止孔壁坍塌作用，槽内泥浆面必须高于地下水位面０．５ｍ以上，使泥浆压力足以平衡槽壁的土压力与水压力。接头管———槽段施工，分段开挖，前后施工段之间用接头管连接。３.设计计算简介地下连续墙内力与变形计算可分施工阶段和使用阶段两种情况。（１）施工阶段的设计计算：采用常规的基坑围护结构计算方法（详见第６章）。（２）使

8、用阶段的设计计算：地下连续墙作为整体结构的一部分，应分别考虑以下两种情况：①假定上部结构的竖向荷载全部通过结构柱传至基础、地基，在一般情况下只考虑地下连续墙承受水平荷载，按围护结构进行设计。②当上部结构柱直接置于地下连续墙顶部时，则地下连续墙将取代桩基来传递竖向荷载。思考题４‐１　沉井有哪些部分组成？各部分的作用如何发挥？４‐２　沉井的设计与计算内容是什么？