沉井基础修改.pptx
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1、5 5 沉井基础沉井基础5-1 5-1 概述概述5-2 5-2 沉井的施工沉井的施工5-3 5-3 沉井的设计与计算沉井的设计与计算5-4 5-4 沉井基础算例沉井基础算例5-5 5-5 地下连续墙基础简介地下连续墙基础简介第1页/共47页5-1 5-1 概述概述 井井筒状的结构物筒状的结构物在井壁的围护下从井内挖土在井壁的围护下从井内挖土在自重作用下逐渐下在自重作用下逐渐下沉沉封底封顶形成的深封底封顶形成的深基础基础图图图图5-1 5-1 5-1 5-1 沉井基础示意沉井基础示意沉井基础示意沉井基础示意第2页/共47页上部荷载较大,表层地基土承载力不足,而在一上部荷载较大,表层地基土承载力不
2、足,而在一定深度下有较好的持力层,且与其它基础方案相定深度下有较好的持力层,且与其它基础方案相比较为经济合理;比较为经济合理;在山区河流中,虽土质较好,但冲刷大,或河中在山区河流中,虽土质较好,但冲刷大,或河中有较大卵石不便桩基础施工;有较大卵石不便桩基础施工;岩层表面较平坦且覆盖层薄,但河水较深,采用岩层表面较平坦且覆盖层薄,但河水较深,采用扩大基础施工围堰有困难。扩大基础施工围堰有困难。5-1 5-1 概述概述 5-1-1 5-1-1 沉井的作用及适用条件沉井的作用及适用条件:第3页/共47页5-1-2 5-1-2 沉井的分类沉井的分类按按下沉环境下沉环境可分为一般沉井和浮运沉井;可分为一
3、般沉井和浮运沉井;按按沉井制作材料沉井制作材料可分为混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石可分为混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石以及组合式沉井等。以及组合式沉井等。5-1 5-1 概述概述 按按沉井平面形式沉井平面形式可分为圆可分为圆形、椭圆形、正方形、矩形形、椭圆形、正方形、矩形和多边形等;也可分为单孔和多边形等;也可分为单孔和多孔沉井;和多孔沉井;沉井的立面形状可分为柱沉井的立面形状可分为柱形、阶梯形和锥形沉井形、阶梯形和锥形沉井图图5-25-2 沉井的平面形式第4页/共47页5-1 5-1 概述概述沉井组成:沉井组成:刃脚刃脚井壁井壁内隔墙内隔墙取土井取土井凹槽凹槽封底封底顶板顶板5-1-3 5-
4、1-3 5-1-3 5-1-3 沉井基础的构造沉井基础的构造图图图图5-3 5-3 5-3 5-3 沉沉沉沉 井井井井 的的的的 一一一一 般般般般 构构构构 造造造造第5页/共47页(a a)()(b b)竖直的;)竖直的;(c c)()(d d)台阶形的;)台阶形的;(e e)锥形的;)锥形的;(f f)倒锥形的)倒锥形的1.1.井壁井壁:在沉井下沉过程中挡土、挡水;施工完毕后成为在沉井下沉过程中挡土、挡水;施工完毕后成为基础的一部分。基础的一部分。沉井基础的构造图图5-4 5-4 沉井立面形状沉井立面形状第6页/共47页2.2.沉井刃脚:沉井刃脚:其作用是利于沉井切土下沉其作用是利于沉井
5、切土下沉图图5-5 5-5 a a混凝土刃脚;混凝土刃脚;b b设角钢的刃脚;设角钢的刃脚;c c尖刃尖刃脚脚沉井基础的构造第7页/共47页3.3.隔墙隔墙 作用:加强沉井刚度、缩小外壁计算跨度,同时又将沉井分成多个取土井,便于掌握挖土位置以控制下沉的方向 构造:内隔墙的间距一般不大于56m,厚度一般为0.51.0m。一般要求隔墙底高出刃脚底面0.51.0m。沉井基础的构造图图5-6 5-6 隔墙构造示意隔墙构造示意第8页/共47页4.4.井孔井孔位置:取土井的平面布置应与中轴线对称,以利于沉井均匀下沉 大小:由取土方法而定,采用挖土斗取土时,应能使挖土斗自由升降,最小边长不宜小于2.5m 处
6、理:以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。沉井基础的构造图图图图5-7 5-7 5-7 5-7 井孔构造示意井孔构造示意井孔构造示意井孔构造示意第9页/共47页5.凹槽作用:为了封底混凝土嵌入井壁,形成整体,使传至沉井壁上的力能更好地传递给封底混凝土底面。构造:凹槽深约0.150.25m,高约1.0m左右,其距刃脚底面一般在1.5m以上。沉井基础的构造图图图图5-8 5-8 5-8 5-8 凹槽构造示意凹槽构造示意凹槽构造示意凹槽构造示意第10页/共47页6.6.封底封底:在刃脚踏面以上至凹槽处浇筑混凝土形成封底,以承受地基土和水的反力当渗水率小于6mm/min时,排干水后用C15或C20普通混凝
7、土浇筑;当井中的渗水率大于6mm/min时,宜采用导管法浇注C20级水下混凝土封底。厚度按其承载力条件计算确定,一般其顶面应高出凹槽0.5m沉井基础的构造第11页/共47页7.顶板作用以承托上部结构的全部荷载以混凝土填心的沉井可用素混凝土顶板;空心或以其他松散料填心的沉井需用钢筋混凝土顶板,厚度一般为1.02.0m;排水下沉的沉井,其顶面在地面或水位以下时,应设挡土防水墙连接在井壁的顶部。沉井基础的构造第12页/共47页浮式沉井:双壁钢壳直径直径21.421.4米米 净高净高13.613.6米米 第13页/共47页5-2 沉井的施工沉井的施工图图图图5-9 5-9 5-9 5-9 沉井施工顺序
8、示意沉井施工顺序示意沉井施工顺序示意沉井施工顺序示意第14页/共47页1.1.清理场地清理场地(要求场地平整,有一定承载力要求场地平整,有一定承载力)(1 1)铺垫木)铺垫木(3 3)浇注混凝土、养生)浇注混凝土、养生(4 4)拆模及抽垫)拆模及抽垫(5 5)土内模制造沉井刃脚)土内模制造沉井刃脚(2 2)立模板绑钢筋)立模板绑钢筋5-2 沉井的施工沉井的施工图图图图5-10 5-10 5-10 5-10 制造第一节沉井实例制造第一节沉井实例2.2.制造第一节沉井制造第一节沉井第15页/共47页3.3.拆模及抽垫拆模及抽垫 拆模顺序拆模顺序:井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面井孔模板、
9、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板支撑及模板 抽垫顺序抽垫顺序:内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔1根撤根撤1根,最后以定位桩为中心由远而近对称撤除。根,最后以定位桩为中心由远而近对称撤除。垫木垫木5-2 沉井的施工图图5-115-11第16页/共47页5-2 5-2 沉井的施工沉井的施工4 4 4 4.除除 土土 下下 沉沉图图图图5-12 5-12 5-12 5-12 除除 土土 下下 沉沉 示示 意意第17页/共47页5.接高沉井接高沉井6.设置井顶防水围堰设置井顶防水围堰 7.基底检验和处理基底检验和处理 8.封底封底9.井孔填
10、充和顶板浇筑井孔填充和顶板浇筑 5-2 沉井的施工图图图图5-13 5-13 5-13 5-13 施施施施 工工工工 步步步步 骤骤骤骤 示示示示 意意意意第18页/共47页5-2 沉井的施工沉井的施工5-2-2 5-2-2 水中沉井施工水中沉井施工图图图图5-14 5-14 5-14 5-14 水中筑岛下沉沉井水中筑岛下沉沉井水中筑岛下沉沉井水中筑岛下沉沉井1.1.1.1.水中筑岛水中筑岛水中筑岛水中筑岛(a)(a)无围堰防护土岛无围堰防护土岛无围堰防护土岛无围堰防护土岛(b)(b)有围堰防护土岛有围堰防护土岛有围堰防护土岛有围堰防护土岛(c)(c)围堰筑岛围堰筑岛围堰筑岛围堰筑岛第19页/
11、共47页5-2 沉井的施工沉井的施工2.2.浮运沉井浮运沉井图图5-155-15第20页/共47页5-2-4 5-2-4 沉井下沉过程中遇到的问题及处理沉井下沉过程中遇到的问题及处理 1.偏斜偏斜沉井偏斜大多发生在下沉不深时,导致偏斜原因沉井偏斜大多发生在下沉不深时,导致偏斜原因有多种;纠偏的方法有:除土、压重、顶部施加水平力有多种;纠偏的方法有:除土、压重、顶部施加水平力2.难沉难沉即沉井下沉过慢或停沉;原因;解决方法即沉井下沉过慢或停沉;原因;解决方法3.突沉突沉沉井产生较大的倾斜或超沉,突沉常发生于软土沉井产生较大的倾斜或超沉,突沉常发生于软土地区;主要原因是井壁侧阻较小地区;主要原因是
12、井壁侧阻较小4.流砂流砂在粉、细砂层中下沉沉井,易出现流砂现象;主在粉、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值;防治措施有: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,或向井内内回灌水采用井点降水及不排水除土,或向井内内回灌水5-2 沉井的施工沉井的施工第21页/共47页纠偏纠偏5-2 沉井的施工沉井的施工图图图图5-16 5-16 5-16 5-16 纠纠纠纠 编编编编 实实实实 例例例例第22页/共47页5-3 沉井的设计与计算沉井的设计与计算使用阶段(使用阶段(基础):基础):1.1.承载力验算承载力验算竖向承载力
13、验算竖向承载力验算水平向承载力验算水平向承载力验算2.2.基础结构计算基础结构计算井壁竖向受压井壁竖向受压井壁横向受压井壁横向受压封底受压弯剪封底受压弯剪顶板受压弯剪顶板受压弯剪施工阶段施工阶段(支挡结构支挡结构):):自重下沉验算自重下沉验算底节沉井挠曲验算底节沉井挠曲验算刃脚受力计算刃脚受力计算井壁受力计算井壁受力计算第23页/共47页5-3-1 5-3-1 沉井作为整体深基础的计算沉井作为整体深基础的计算 F+G Rj+Rf Rj faA Rf U(h2.5)q 1.竖向承载力验算竖向承载力验算5-3 沉井的设计与计算沉井的设计与计算图图图图5-17 5-17 5-17 5-17 井壁摩
14、组力分布假设井壁摩组力分布假设井壁摩组力分布假设井壁摩组力分布假设第24页/共47页破坏模式破坏模式:基础侧面的土体屈服基础侧面的土体屈服步骤:步骤:首先要计算侧面的土体首先要计算侧面的土体所受的压力所受的压力验算土压力是否小于容验算土压力是否小于容许值许值2.2.水平向承载力验算水平向承载力验算5-3 沉井的设计与计算图图图图5-18 5-18 5-18 5-18 荷载作用情况荷载作用情况荷载作用情况荷载作用情况第25页/共47页(1)(1)土体横向受力计算土体横向受力计算 非岩石地基非岩石地基 在水平力作用下,沉井将围绕位于在水平力作用下,沉井将围绕位于地面下深度地面下深度z0处点处点A转
15、动转动角角 深度z处沉井水平位移x x=(z0z)tan侧面:侧面:zx=xCz=Cz(z0z)tan 沉井受到的横向抗力zx5-3 沉井的设计与计算图图图图5-19 5-19 5-19 5-19 非岩石地基计算示意非岩石地基计算示意非岩石地基计算示意非岩石地基计算示意基底变形基底变形绕中心转动绕中心转动角角沉井底面受到的抗力:沉井底面受到的抗力:其中:Cz=mz C0=mh第26页/共47页沉井的沉井的受力平衡受力平衡求解得到:求解得到:z0和和代入水平抗力和底面抗力的计算式代入水平抗力和底面抗力的计算式 zx=xCz=Cz(z0z)tan 得到土体的受力得到土体的受力5-3 沉井的设计与计
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