53沉井的施工学习.pptx

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1、一、旱地上沉井的施工 桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板，参见下图。在这种情况下，一般较容易施工。沉井施工顺序图a)制造第一节沉井；b)抽垫木、挖土下沉；c)沉井接高下沉；d)封底1-井壁；2-凹槽；3-刃脚；4-承垫木；5-素混凝土封底 第1页/共92页1.1.清整场地清整场地 如天然地面土质较好，只需将地面杂物清掉整平地面，就可在其上制造沉井，如为了减小沉井的下沉深度也可在基础位置处挖一浅坑，在坑底制造沉井下沉，坑底应高出地下水位0.51.0m。如土质松软，应整平夯实或换土夯实。在一般情况下，应在整平场地上铺上不小于0.5m厚的砂或砂砾层。施工工序第2

2、页/共92页2.2.制造第一节（底节）沉井制造第一节（底节）沉井 由于沉井自重较大，刃脚踏面尺寸较小，应力集中，场地土往往承受不了这样大的压力。所以在整平的场地上应在刃脚踏面位置处对称地铺满一层垫木(可用200200mm的方木)以加大支承面积，使沉井重量在垫木下产生的压应力不大于100kPa。垫木的布置应考虑抽除垫木方便(有时可用素混凝土垫层代替垫木)。然后在刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模，最后浇灌第一节沉井混凝土。沉井刃脚立模 1-内模；2-外模；3-立柱；4-角钢；5-垫木；6-砂垫层 第3页/共92页浇筑混凝土。在浇筑混凝土之前，必须浇筑混凝土。在浇筑混凝土之前，必须

3、检查核对模板各部尺寸和钢筋布置是否检查核对模板各部尺寸和钢筋布置是否符合设计要求，支撑及各种紧固联系是符合设计要求，支撑及各种紧固联系是否安全可靠。浇筑混凝土要随时检查有否安全可靠。浇筑混凝土要随时检查有无漏浆和支撑是否良好。混凝土浇好后无漏浆和支撑是否良好。混凝土浇好后要注意养护，夏季防暴晒，冬季防冻结。要注意养护，夏季防暴晒，冬季防冻结。第4页/共92页第5页/共92页3.3.拆模和抽除垫木拆模和抽除垫木 沉井混凝土达到设计强度的70%时可拆除模板，强度达设计强 度后才能抽撤垫木。抽撤垫木应按一定的顺序进行，以免引起沉井开裂，移动或倾斜。先撤除内隔墙下的垫木，再撤除沉井短边下的垫木，最后撤

4、长边下的垫木。撤长边下的垫木时，以定位垫木（最后抽撤的垫木）为中心，对称地由远到近拆除，最后拆除定位垫木。在抽垫木过程中，抽除一根垫木应立即用砂回填并捣实。第6页/共92页4.4.挖土下沉挖土下沉 排水挖土下沉 不排水挖土下沉排水挖土下沉当沉井穿过稳定的土层，不会因排水产生流砂时，可采用排水挖土下沉，土的挖除可采用人工挖土或机械除土。通常是先挖井孔中心，再挖隔墙下的土，后挖刃脚下的土。第7页/共92页图1图2图3图4第8页/共92页各种土质开挖方法1）松软土质在分层挖除回填土时，沉井逐渐下沉，当刃脚与井中部土面齐平时，即可在中部先向下挖深约40cm50cm，并逐渐向四周均匀扩挖，到距刃脚约1m

5、时(距离应视土的松软程度而定）开始分层挖除刃脚内侧的土台，使沉井挤土下沉。2）比较坚硬的土质如刃脚内侧土挖平后，沉井下沉很少或不下沉时，可从沉井中部再向下挖深约50cm，并继续按图1所示向四周均匀扩挖，使沉井平稳下沉。第9页/共92页3）坚硬土层可依抽垫顺序，分段掏空刃脚，每段掏空后随即回填砂砾，如图2所示。待最后几段(即定位垫木处)掏空并回填完毕，再按图1所示逐次挖除回填砂砾，使沉井下沉。4）岩层沉井下沉至岩层时，可按图3所示，分1、2两部依次开挖。风化或软质岩层可用风镐等铲除，较硬的可打眼放炮。中间部分“3”如石质不好的，可在最后挖除；如石质良好，可以不动。开挖“2”时可采用图4所示的跳槽

6、法。即沿刃脚周长等分成若干段(每段长约1m)，先隔一段挖一段，留下定位支撑处，将其余各段挖除，清除残渣，回填小粒砂石料，在挖除定位支撑垫处岩石，然后挖除回填砂石料，使沉井均匀下沉。第10页/共92页不排水下沉不排水下沉 使用机械抓主斗，或用高压水枪破土，然后用空气使用机械抓主斗，或用高压水枪破土，然后用空气吸泥机将泥水排出。吸泥机将泥水排出。第11页/共92页不排水下沉不排水下沉一般采用抓土斗或水力吸泥机。使用吸泥机时要不断向井内补水，使井内水位高出井外水位12m以免发生流砂或涌土现象。基本要求尽量加大刃脚对土体的压力井内除土深度最深不低于刃脚下2m；一般情况，各井孔内土面高差不超过50cm;

7、；保持井内水位高出井外12m，防止流砂；井内摩阻力较大时，可采用多种措施助沉。第12页/共92页下沉辅助措施下沉辅助措施高压射水炮震下沉抽水下沉压重下沉其他（泥浆润滑套法及空气幕法）第13页/共92页平均综合下沉进度平均综合下沉进度砂土中：砂土中：0.30.5m/d卵石中：卵石中：0.150.25m/d砂粘土及粘砂土互层中：砂粘土及粘砂土互层中：0.20.3m/d粘土中：粘土中：0.10.2m/d第14页/共92页各工序耗用时间各工序耗用时间下沉总延续时间：100接筑沉井及养生时间：3045安装防水围堰时间：1015下沉作业时间：5060第15页/共92页5.接高沉井接高沉井当沉井顶面离地面当

8、沉井顶面离地面12m时，如还要下沉，时，如还要下沉，应停止挖土，接筑上一节沉井。每节沉井高应停止挖土，接筑上一节沉井。每节沉井高度以度以46m为宜。接高的沉井中轴应与底节为宜。接高的沉井中轴应与底节沉井中轴重合。沉井中轴重合。混凝土施工接缝应按设计要求混凝土施工接缝应按设计要求,布置好接缝钢布置好接缝钢筋，清除浮浆并凿毛，然后立模浇筑混凝土。筋，清除浮浆并凿毛，然后立模浇筑混凝土。第16页/共92页首节沉井制作第17页/共92页首节沉井制作第18页/共92页第二节沉井的制作第19页/共92页沉井下沉中第20页/共92页沉井隔墙钢筋的绑扎第21页/共92页6.6.筑井顶防水围堰筑井顶防水围堰 如

9、沉井顶面低于地面或水面，应在沉井上接筑围堰，围堰的平面尺寸略小于沉井，其下端与井顶上预埋锚杆相连。围堰是临时性的，待墩台身出水后可拆除。第22页/共92页钢板围堰第23页/共92页第24页/共92页7.7.基底检验及处理基底检验及处理沉井下沉至设计标高后，必须检验基底的地沉井下沉至设计标高后，必须检验基底的地质情况是否与设计资料相符，地基是否平整。质情况是否与设计资料相符，地基是否平整。能抽干水的可直接检验，否则要由潜水员下能抽干水的可直接检验，否则要由潜水员下水检验，必要时用钻机取样鉴定。水检验，必要时用钻机取样鉴定。基底应尽量整平，清除污泥，并使基底没有基底应尽量整平，清除污泥，并使基底没

10、有软弱夹层。软弱夹层。第25页/共92页8.8.封底、填充井孔及浇筑盖板封底、填充井孔及浇筑盖板地基经检验、处理合格后，应立即封底，宜地基经检验、处理合格后，应立即封底，宜在排水情况下进行。在排水情况下进行。抽干水有困难时用水下浇筑混凝土的方法，抽干水有困难时用水下浇筑混凝土的方法，待封底混凝土达到设计强度后方可抽水，然待封底混凝土达到设计强度后方可抽水，然后填井孔。后填井孔。对填砂砾或空孔的沉井，必须在井顶浇筑对填砂砾或空孔的沉井，必须在井顶浇筑钢筋混凝土盖板。钢筋混凝土盖板。盖板达到设计强度后，方可砌筑墩台。盖板达到设计强度后，方可砌筑墩台。第26页/共92页二、水中沉井的施工 1.筑岛法

11、筑岛法 水流速不大，水深在3m或4m以内，可用水中筑岛的方法。筑岛材料为砂或砾石，周围用草袋围护，如水深较大可作围堰防护(右图)。岛面应比沉井周围宽出2m以上，作为护道，并应高出施工最高水位0.5m以上。砂岛地基强度应符合要求，然后在岛上浇筑沉井。如筑岛压缩水面较大，可采用钢板桩围堰筑岛，但要考虑沉井重力对它产生的侧向压力，为避免沉井对它的影响bHtan(450-/2)且2m。水上筑岛下沉沉井 第27页/共92页 2.2.浮运法浮运法水深如超过水深如超过1010m m时当用筑岛法有困难或不经济时。时当用筑岛法有困难或不经济时。可采用浮运沉井的方法进行施工。可采用浮运沉井的方法进行施工。第28页

12、/共92页第29页/共92页n 浮式沉井：双壁钢壳双壁钢壳直径直径21.421.4米米 净高净高13.613.6米米 第30页/共92页三、沉井下沉过程中常遇到问题及处理方法三、沉井下沉过程中常遇到问题及处理方法 1.流砂（粉细砂）n在粉、细砂层中下沉沉井，易出现流砂现象；在粉、细砂层中下沉沉井，易出现流砂现象；主要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界主要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值；防治措施有：采用井点降水及不排水除土，值；防治措施有：采用井点降水及不排水除土，或向井内回灌水，减小水头梯度。或向井内回灌水，减小水头梯度。第31页/共92页2.突然下沉（软土第区）突沉的原因是井壁外的

13、摩阻力很小，当刃脚附近土体挖除后,沉井失去支承而剧烈下沉。这样，容易使沉井产生较大的倾斜或超沉，应予避免。采用均匀挖土、增大踏面宽度或加设底梁提高刃脚阻力等措施可以解决沉井突然下沉。第32页/共92页3.纠正偏斜的措施 开始下沉阶段，应控制挖土的程序和深度，注意均匀挖土。要经常检查沉井的平面位置 在中间阶段，可能会出现下沉困难的现象，但接高沉井后，下沉又变得顺利，但易出现偏移。第33页/共92页（1）倾斜在高侧集中除土，加重物，或用高压射水冲松土层；低侧回填砂石，且必要时在井顶施加水平力扶正。（2）中心位置偏移 先除土，使中心位置向设计中心倾斜，然后在对侧除土，使沉井恢复竖直，如此反复至沉井逐

14、步移近设计中心。第34页/共92页沉井偏斜第35页/共92页第36页/共92页4.克服沉井下沉困难的措施 增加沉井自重：提前接筑下节沉井，在井顶加重物，采用排水下沉。减小沉井外壁的摩阻力 可以将沉井设计成台阶形、倾斜形，或在施工中尽量使外壁光滑。也可在井壁内埋设高压射水管组，利用高压水流冲松井壁附近的土，水沿井壁上升润滑井壁，减小井壁摩阻力，帮助沉井下沉。对下沉较深的沉井，为减小井壁摩阻力常用泥浆润滑套或空气幕下沉沉井的方法。小型爆破第37页/共92页泥浆润滑套是把按一定比例配置好的泥浆灌注在沉井井壁周围形成一个具有润滑泥浆润滑套是把按一定比例配置好的泥浆灌注在沉井井壁周围形成一个具有润滑作用

15、的泥浆套，可大大减小沉井下沉时的井壁摩阻力，使沉井顺利下沉。作用的泥浆套，可大大减小沉井下沉时的井壁摩阻力，使沉井顺利下沉。第38页/共92页壁后压气沉井法 通过对沿井壁内周围预埋的气管中喷射高压气流，气流沿喷气孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈压气层（又称空气幕），使井壁周围土松动，减少井壁摩阻力，促使沉井顺利下沉。施工时压气管分层分布设置，每层水平环管可按四角分为四个区，以便分别压气调整沉井倾斜。压气沉井所需的气压可取静水压力的2.5倍。与泥浆润滑套相比，壁后压气沉井法在停气后即可恢复土对井壁的摩阻力，下沉量易于控制，且所需施工设备简单，可以水下施工，经济效果好。第39页/共92页n地下连续

16、墙：地下连续墙：成成槽机沿着深基础或地下构筑物周边，槽机沿着深基础或地下构筑物周边，开挖出具有一定宽度开挖出具有一定宽度(或直径或直径)与深度的沟槽与深度的沟槽(或孔或孔)，在槽内设置钢筋笼，浇注砼，筑成一个单元的墙段。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，再继续开挖、浇筑砼，并以某特定接头方式连接墙段，形成一道连续的现浇壁式地下钢筋砼连续墙。形成一道连续的现浇壁式地下钢筋砼连续墙。1 1 1 1 概述概述概述概述n 作用作用:基坑开挖时防基坑开挖时防渗、挡土，邻近建筑物渗、挡土，邻近建筑物的支护，以及作为基础的支护，以及作为基础的一部分

17、。的一部分。5.6 5.6 地下连续墙第40页/共92页n 优点优点 无噪音、无振动，适用于城市与密集建筑群中施工无噪音、无振动，适用于城市与密集建筑群中施工(法国最小距离法国最小距离0.5m，日本，日本0.2 m)；土方量小土方量小,无需井点降水，造价低，施工速度快，适无需井点降水，造价低，施工速度快，适用于各种地质条件用于各种地质条件(如钢板桩难以进入砂卵石层和风化岩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。能防渗、截水、承重、挡土、抗滑、防爆等。n 缺点：缺点：施工技术要求高，槽段接头质量控制比较复杂，小型工施工技术要求高，槽段接头质量控制比较复杂，小型

18、工程造价较高，不适用于岩溶地区、粉、细砂地层。程造价较高，不适用于岩溶地区、粉、细砂地层。地下连续墙第41页/共92页n 发展发展:逐渐广泛地应用预制桩式及板式地下连续墙，其墙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；面光滑、墙体质量好，强度高；向大深度、高精度方向发展，日本液化天然气地下储向大深度、高精度方向发展，日本液化天然气地下储库工程施工深度达库工程施工深度达100m，施工垂直精度可达，施工垂直精度可达1/2000；高分子聚合物泥浆的应用、废泥浆处理技术的实用化。高分子聚合物泥浆的应用、废泥浆处理技术的实用化。地下连续墙第42页/共92页地下连续墙的施工分

19、为：修筑导墙、地下连续墙的施工分为：修筑导墙、泥浆护壁、成槽、槽段连接、浇筑砼。泥浆护壁、成槽、槽段连接、浇筑砼。1.1.修筑导墙（护筒）修筑导墙（护筒）成槽施工前，应开挖导沟，修筑钢成槽施工前，应开挖导沟，修筑钢筋砼筋砼(钢、木钢、木)导墙，并设置临时支撑。导墙，并设置临时支撑。作用：导向、容蓄泥浆，支撑成槽作用：导向、容蓄泥浆，支撑成槽设备的荷载，维护表土稳定，防止槽设备的荷载，维护表土稳定，防止槽口塌方。口塌方。2.2.泥浆护壁泥浆护壁作用：平衡侧向水、土压力，护壁、作用：平衡侧向水、土压力，护壁、防渗、携渣、冷却润滑钻头。防渗、携渣、冷却润滑钻头。2 2 2 2 地地地地下连续墙下连续

20、墙下连续墙下连续墙的施工的施工的施工的施工第43页/共92页 成槽成槽n无粘性土、硬土和夹有孤石无粘性土、硬土和夹有孤石等较为复杂的地层可用等较为复杂的地层可用冲击式冲击式钻机成槽钻机成槽n粘性土和粘性土和N值小于值小于30的砂性的砂性土，采用土，采用抓斗式抓斗式,但深度宜但深度宜15mn回转式，尤其是多头钻，地回转式，尤其是多头钻，地质条件适应性好，而且功效高，质条件适应性好，而且功效高，壁面平整，一般当壁面平整，一般当h20m时宜时宜优先考虑优先考虑n采用多头钻机开槽，每段槽采用多头钻机开槽，每段槽孔长度可取孔长度可取68m，采用抓斗，采用抓斗式或冲击式钻机成槽，每段长式或冲击式钻机成槽，

21、每段长度可更大。墙体深度可达几十度可更大。墙体深度可达几十米。米。第44页/共92页 槽段的连接槽段的连接 接头应满足受力和防渗要求。国接头应满足受力和防渗要求。国内多用接头管连接非刚性接头。当单内多用接头管连接非刚性接头。当单元槽段土体被挖除后，在一端先吊放元槽段土体被挖除后，在一端先吊放接头管，再吊入钢筋笼，浇筑混凝土，接头管，再吊入钢筋笼，浇筑混凝土，然后逐渐拔出接头管，形成半圆形接然后逐渐拔出接头管，形成半圆形接头。头。图图图图5.44 5.44 5.44 5.44 槽段的连接槽段的连接槽段的连接槽段的连接 第45页/共92页 槽段砼浇注槽段砼浇注在吊放钢筋笼前须对槽段在吊放钢筋笼前须

22、对槽段进行检测，槽底淤泥厚应进行检测，槽底淤泥厚应150250mm；制作、吊放钢筋笼；钢筋制作、吊放钢筋笼；钢筋绑扎一般可先用铅丝临时固定，绑扎一般可先用铅丝临时固定，再点焊焊条、拆除铅丝；再点焊焊条、拆除铅丝；浇灌水下砼浇灌水下砼:一般控制水灰一般控制水灰比在比在0.6以内，以内，d25mm，塌落，塌落度度180200mm，尽量使用外，尽量使用外掺剂掺剂(如木质素如木质素)以减少水灰比，以减少水灰比，增大流动度，减少离析现象，增大流动度，减少离析现象，防止导管堵塞防止导管堵塞。第46页/共92页导墙放线第47页/共92页导墙开挖第48页/共92页钢筋绑扎第49页/共92页导墙模板支撑第50页

23、/共92页导墙混凝土浇筑第51页/共92页导墙混凝土养护（中间设木支撑或砖支撑）第52页/共92页泥浆配制第53页/共92页泥浆测试第54页/共92页成槽开挖第55页/共92页成槽开挖第56页/共92页成槽开挖第57页/共92页钢筋笼平台及钢筋对焊第58页/共92页钢筋笼制作第59页/共92页钢筋笼起吊第60页/共92页钢筋笼起吊第61页/共92页钢筋笼入槽第62页/共92页锁口管吊放第63页/共92页混凝土浇筑第64页/共92页锁口管起拔第65页/共92页锁口管起拔第66页/共92页连续墙内部支撑第67页/共92页上海环球金融中心上海环球金融中心上海环球金融中心上海环球金融中心基础工程基础工

24、程基础工程基础工程第一阶段：54幅地下连续墙施工（2004年2月18日4月23日）；第二阶段：几个槽段的地下连续墙补强（5月5日6月4日）；第三阶段：基坑开挖（5月18日9月5日）；第四阶段：桩头处理（9月8日11月25日）；第五阶段：深坑开挖（11月25日）。工程施工实践证明：最大变形只有0.03米，仅是同等基坑的3050%，工程整体稳定性良好，对周边环境的影响也在规范规定的限值之内。第68页/共92页中国银行总部大厦中国银行总部大厦中国银行总部大厦中国银行总部大厦北京市西单路口西北角。占地面积13158平方米，总建筑面积174869平方米，地下4层，局部6层，地上15层，屋顶高57.5m。

25、工程于2001年4月建成。大厦由著名建筑大师贝聿铭担任设计顾问，美国贝氏建筑师事务所(PPA)主持设计。大厦曾获得中国建筑工程总公司科学技术奖一等奖；美国石材协会2001年度最考究建筑奖。第三届詹天佑土木工程大奖获奖工程。第69页/共92页中国银行总部大厦中国银行总部大厦中国银行总部大厦中国银行总部大厦建筑西侧、北侧主楼部分为钢筋混凝土结构，东侧、南侧附楼部分为钢、混凝土结构。因建筑功能要求，四个区段间没有设缝，全部整体连接，整个结构为板柱框架-剪力墙体系。地下室墙为800mm厚地下连续墙结构，地下室四周设置预应力锚杆。采用筏基。第70页/共92页北京地铁复八线工程防水技术北京地铁复八线工程防

26、水技术北京地铁复八线工程防水技术北京地铁复八线工程防水技术北京地铁复八线工程是北京地铁一号线的中段，西起复兴门，东至八王坟，全长12.7km。其中地下线10余km，地面线近2km。在大北窑车站、热电厂站施工中采用厚0.6m、深约22m、C30钢筋混凝土地下连续墙，有效阻截了地下水及流砂，给施工创造了较好的条件。71第71页/共92页润扬大桥润扬大桥“神州第一锚神州第一锚”地下连续墙地下连续墙2001年10月28日，润扬大桥北锚碇地下连续墙顺利合龙，在地下形成1.2米厚的钢筋混凝土矩形墙，为北锚碇超深基坑开挖提供了坚固的围护结构。施工过程中地下连续墙要穿过上部16.5米的原流塑态淤泥、疏松的粉细

27、砂层、着床在花岗岩裂隙发育层。第72页/共92页1.第一大跨径:1490米2.第一大锚碇:6.8万吨,3.第一特大深基坑:69米50米50米4.第一高塔:215.58米（73层楼高)5.第一长缆:缠丝总长度近3200公里 6.第一重钢箱梁:21000余吨7.第一大面积钢桥面铺装:70800平方米8.第一座刚柔相济的组合型桥梁润扬长江公路大桥创国内八个第一(世界第三)(缠丝相当于3倍北京至上海的距离。完成的两根主缆每根长2600米，为国内第一长缆，分别由184股、每股127丝、每丝直径5.3毫米的镀锌钢丝组成，所用钢丝总数达23368根，总长度6075万6800米，可以绕地球3圈。)造价:57.

28、8亿元第73页/共92页n 需解决的问题需解决的问题考虑施工方法特点，决定结构的布置和构造。如平考虑施工方法特点，决定结构的布置和构造。如平面结构形式，立面支锚方式，埋设件的方法、墙段接头面结构形式，立面支锚方式，埋设件的方法、墙段接头和墙面接头形式等。和墙面接头形式等。根据应用目的决定应用功能的计算。如基坑挖土根据应用目的决定应用功能的计算。如基坑挖土防渗结构，根据受力情况决定结构尺寸和进行内力防渗结构，根据受力情况决定结构尺寸和进行内力计算；作为基础应用的墙，应进行容许承载力计算；计算；作为基础应用的墙，应进行容许承载力计算；对防渗帷幕墙进行渗透性计算等。对防渗帷幕墙进行渗透性计算等。3

29、3 3 3 地下连续墙的设计地下连续墙的设计地下连续墙的设计地下连续墙的设计第74页/共92页n设计计算的主要内容设计计算的主要内容墙体钢筋砼构造要求墙体钢筋砼构造要求 主筋外侧宽与槽宽设计尺寸主筋外侧宽与槽宽设计尺寸余量余量140-200mm，保护层垫，保护层垫块高块高50mm.主筋应采用主筋应采用22-25mm的变形钢筋，间距的变形钢筋，间距4-6根根/m；水平向用；水平向用12-16mm的的变形钢筋，间距变形钢筋，间距250mm，钢，钢筋笼底部应距离设计槽底筋笼底部应距离设计槽底300-500mm。钢筋笼过长时可分。钢筋笼过长时可分段制作吊装。段制作吊装。第75页/共92页n 设计计算的

30、主要内容设计计算的主要内容p 基坑稳定分析基坑稳定分析 坑底土体的隆起、管涌坑底土体的隆起、管涌p 作用在墙体上的侧压力作用在墙体上的侧压力 静止、主动和被动土压力，多用朗金理论静止、主动和被动土压力，多用朗金理论p 墙体的结构受力计算墙体的结构受力计算 墙背土压力、插入段土抗力、支承状态等，类似基坑墙背土压力、插入段土抗力、支承状态等，类似基坑支护方法支护方法第76页/共92页情境情境5.45.4：沉井的设计与计算：沉井的设计与计算二、沉井作为整体深基础的设计与计算一、沉井主要尺寸的拟定第77页/共92页一、沉井主要尺寸的拟定沉井的高度 根据上部结构、水文地质条件及各土层的承载力确定，沉井顶

31、面一般置于最低水位以下，如地面高于最低水位且不受冲刷时，低于地面至少0.2m，顶面与底面两标高之差即为沉井高度。第78页/共92页一、沉井主要尺寸的拟定 沉井的平面形状 取决于墩（台）底部的形状。对矩形或圆端形墩，可采用相应形状的沉井，采用矩形沉井时沉井的长边与短边之比不宜大于3。当墩的长宽较为接近时，可采用方形或圆形沉井。沉井顶面尺寸 为墩（台）底部尺寸加襟边宽度。襟边宽不宜小于0.2m，也不宜小于沉井全高的1/50，浮运沉井不小于0.4m。如沉井顶面需设置围堰，其襟边宽度根据围堰构造还需加大。墩（台）身边缘应尽可能支撑于井壁上或盖板支撑面上，对井孔内未用混凝土填实的空心沉井不允许墩（台）身

32、边缘全部置于井孔位置上。第79页/共92页沉井作为整体深基础时的基本假定条沉井作为整体深基础时的基本假定条件件1.1.地基土作为弹性变形介质，地基土作为弹性变形介质，水平向地水平向地基系数随深度成正比例增加基系数随深度成正比例增加2.2.不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力力二、沉井作为整体深基础的设计与计算第80页/共92页沉井作为整体深基础时的基本假定条沉井作为整体深基础时的基本假定条件件3.3.沉井基础的刚度沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是与土的刚度之比可认为是无限大无限大。4.4.沉井基础在沉井基础在横向外力作用下横向外力作用下发生转动和位移而发生转动

33、和位移而无挠曲变形无挠曲变形，因此，可按因此，可按刚性桩柱计算内力和土抗力刚性桩柱计算内力和土抗力。第81页/共92页（一）非岩石地基上沉井基础的计算荷载转变为中心荷载与水平力共同作用，水平力作用高度为：第82页/共92页第83页/共92页由基础转动引起的基底边缘处的竖直位移为 =tan 基础转动引起的基底边缘处的竖直应力为 由x=0得由M=0得第84页/共92页联立上式解得 简化为：第85页/共92页有竖向荷载N及水平力H同时作用时，基底边缘处的压力应为 第86页/共92页（二）基底嵌入基岩内的计算方法若基底嵌入基岩内，在水平力和竖直偏心荷载作用下，可以认为基底不产生水平位移，则基础的旋转中

34、心A与基底中心相吻合，即Z0=h，为一已知值。第87页/共92页（二）基底嵌入基岩内的计算方法 在基底嵌入处存在一水平阻力P，由于P力对基底中心轴的力臂很小，一般可忽略P对A点的力距。当基础有水平力H作用时，地面下Z深度处产生的水平位移X和土的横向抗力zx分别为X=（h-Z）tg zx=mzx=mz（h-Z）tg 第88页/共92页上述公式中只有一个未知数，故只需建立一个弯矩平衡方程M MA A=0=0便可解出值。第89页/共92页（三）墩台顶面的水平位移（四）验算1基底应力验算 maxh 2横向抗力验算 zxPpPa 第90页/共92页3墩台顶面水平位移验算 当跨度L25m时，L按25m计算。第91页/共92页感谢您的观看。第92页/共92页