沉井基础基础工程.pptx
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1、1Hunan University5.沉井基础5.沉井基础沉井基础 第1页/共50页2Hunan University5.沉井基础5.1 5.1 概述概述 沉井:沉井:带刃脚的井筒状构造物,用人带刃脚的井筒状构造物,用人工或机械方法清除井内土石,主要借工或机械方法清除井内土石,主要借自重克服井壁与土层的摩阻力,逐节自重克服井壁与土层的摩阻力,逐节下沉至基底设计标高的基础。下沉至基底设计标高的基础。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50页3Hunan University5.沉井基础特点:特点:n下基深,下基深,hmax=220m,
2、适用于深水,整体性强,稳,适用于深水,整体性强,稳定性好,承载力大定性好,承载力大n造价高,施工期长,不排水施工时难于克服刃脚造价高,施工期长,不排水施工时难于克服刃脚下孤石、沉船、树干等障碍物,易发生流砂现象下孤石、沉船、树干等障碍物,易发生流砂现象 适用条件:适用条件:n上部荷载较大上部荷载较大n在山区河流中冲刷大在山区河流中冲刷大n河水较深,采用扩大基础施工围堰有困难河水较深,采用扩大基础施工围堰有困难沉井的作用及适用条件沉井的作用及适用条件第3页/共50页4Hunan University5.沉井基础n下沉方式:下沉方式:就地制造下沉沉井就地制造下沉沉井(一般沉井一般沉井)、浮运沉井、
3、浮运沉井 n制作材料:制作材料:砼沉井,钢筋砼沉井,竹筋沉井砼沉井,钢筋砼沉井,竹筋沉井(南昌赣江大桥、白沙沱长江大桥),钢沉井,钢沉井,砖石沉井砖石沉井,木沉井木沉井 n 外观形状:外观形状:平面平面:力求简单对称,利力求简单对称,利于受力,便于施工,有圆形、于受力,便于施工,有圆形、矩形和圆端形等矩形和圆端形等 剖面剖面:柱形柱形(下沉过程不易下沉过程不易倾斜、井壁接长简单,模板反倾斜、井壁接长简单,模板反复利用复利用)、阶梯形、阶梯形(下沉阻力小下沉阻力小)、锥形、锥形(下沉阻力小下沉阻力小)沉井的分类沉井的分类图图5.2 5.2 沉井的平面形式沉井的平面形式第4页/共50页5Hunan
4、 University5.沉井基础沉井基础的构造沉井基础的构造沉井组成:沉井组成:刃脚刃脚井壁井壁内隔墙内隔墙井孔井孔凹槽凹槽封底封底盖板盖板图图5.3 5.3 沉沉 井井 的的 一一 般般 构构 造造第5页/共50页6Hunan University5.沉井基础井壁井壁:沉井的主要部分,下沉过程起挡土、挡水及压重沉井的主要部分,下沉过程起挡土、挡水及压重作用,为深基础的护壁和建筑物的基础。作用,为深基础的护壁和建筑物的基础。沉井基础的构造沉井基础的构造a)a)柱形柱形;b);b)阶梯形阶梯形;c);c)阶梯形阶梯形;d);d)锥形锥形 一般:厚一般:厚0.81.5m,每节高,每节高5m,砼强
5、度等级,砼强度等级C15。n例:湘江大桥(一桥)例:湘江大桥(一桥)8#墩,上节厚墩,上节厚2.6m,下节,下节3.0m,22125m,下沉,下沉12.6m图图5.4 5.4 沉井立面形状沉井立面形状第6页/共50页7Hunan University5.沉井基础刃脚:刃脚:井壁下端楔井壁下端楔状部分,利于切状部分,利于切入土中加速下沉入土中加速下沉 沉井基础的构造沉井基础的构造n 一般底面一般底面(踏面踏面)厚厚100200 mm,以型钢加强,以型钢加强,高高1m以上,砼强度等级以上,砼强度等级C20图图5.5 5.5 刃脚构造示意刃脚构造示意第7页/共50页8Hunan University
6、5.沉井基础隔墙:隔墙:加强沉井整体刚度加强沉井整体刚度 沉井基础的构造沉井基础的构造n内隔墙的间距一般内隔墙的间距一般不大于不大于56m,厚,厚度一般为度一般为0.51.0m n一般要求隔墙底高一般要求隔墙底高出刃脚底面出刃脚底面0.51.0m 图图5.6 5.6 隔墙构造示意隔墙构造示意第8页/共50页9Hunan University5.沉井基础井孔:井孔:挖土排土的工作场所和通道挖土排土的工作场所和通道 位置:位置:取土井的平面布取土井的平面布置应与中轴线对称,以利置应与中轴线对称,以利于沉井均匀下沉于沉井均匀下沉 大小:大小:由取土方法而定,由取土方法而定,采用挖土斗取土时,应能采用
7、挖土斗取土时,应能使挖土斗自由升降,一般使挖土斗自由升降,一般宽度宽度3m,对称布置,对称布置处理:处理:以素混凝土、片以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。石混凝土或砌片填充。图图5.7 5.7 井孔构造示意井孔构造示意沉井基础的构造沉井基础的构造第9页/共50页10Hunan University5.沉井基础凹槽:凹槽:使封底砼和井壁结合良好使封底砼和井壁结合良好 深约深约0.15-0.25m,高约,高约1.0m,距刃脚底面一般在,距刃脚底面一般在1.5m以上以上沉井基础的构造沉井基础的构造图图5.8 5.8 凹槽构造示意凹槽构造示意第10页/共50页11Hunan University5.沉
8、井基础封底和盖板:封底和盖板:封底厚由计算确定,顶面突出刃脚根部不小于封底厚由计算确定,顶面突出刃脚根部不小于0.5m,并达凹槽上端,砼强度一般地基,并达凹槽上端,砼强度一般地基C20,岩石,岩石地基地基C15。盖板厚一般。盖板厚一般1.52.0m,井孔充填砼时,井孔充填砼时砼应砼应C10。沉井基础的构造沉井基础的构造图图5.9 5.9 封底和盖板示意封底和盖板示意第11页/共50页12Hunan University5.沉井基础5.2 5.2 沉井的施工沉井的施工n旱地沉井施工:旱地沉井施工:平整场地,制造第一节沉井、拆模平整场地,制造第一节沉井、拆模及抽垫、挖土下沉、接高沉井、井顶围堰、地
9、基检验及抽垫、挖土下沉、接高沉井、井顶围堰、地基检验和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。n水上筑岛:水上筑岛:水流速不大,水深水流速不大,水深34m时采用,砂岛时采用,砂岛应高出施工最高水位应高出施工最高水位0.5m以上,在岛上浇筑沉井。以上,在岛上浇筑沉井。n浮运沉井:浮运沉井:水深筑岛困难时采用,岸边制作,滑入水深筑岛困难时采用,岸边制作,滑入水中,井壁为空体可浮于水面,就位后灌注砼下沉至水中,井壁为空体可浮于水面,就位后灌注砼下沉至河床。河床。第12页/共50页13Hunan University5.沉井基础旱地沉井施工旱地沉井施工n 铺垫木铺垫木n 立模
10、板绑钢筋立模板绑钢筋n 注混凝土、养生注混凝土、养生n 拆模及抽垫拆模及抽垫n 土内模制造沉井刃脚土内模制造沉井刃脚1 1 清理场地清理场地2 2 制造第一节沉井制造第一节沉井图图5.10 5.10 制造第一节沉井实例制造第一节沉井实例第13页/共50页14Hunan University5.沉井基础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、刃井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板脚面支撑及模板 抽垫顺序:抽垫顺序:内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔是隔1根撤根撤1根,最后以定位桩为中心由远
11、而近对称撤除根,最后以定位桩为中心由远而近对称撤除旱地沉井施工旱地沉井施工 图图5.11 5.11 沉井垫木沉井垫木(a a)圆形沉井垫木;()圆形沉井垫木;(b b)矩形沉井垫木)矩形沉井垫木第14页/共50页15Hunan University5.沉井基础4 4 除土下沉除土下沉旱地沉井施工旱地沉井施工图图5.12 5.12 除除 土土 下下 沉沉 示示 意意第15页/共50页16Hunan University5.沉井基础5.5.接高沉井接高沉井6.6.设置井顶防水围堰设置井顶防水围堰 7.7.基底检验和处理基底检验和处理 8.8.封底封底9.9.井孔填充和顶板浇筑井孔填充和顶板浇筑 旱
12、地沉井施工旱地沉井施工第16页/共50页17Hunan University5.沉井基础水中沉井施工水中沉井施工1.1.水中筑岛水中筑岛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围堰筑岛围堰筑岛围堰筑岛围堰筑岛 水流速不大,水深水流速不大,水深水流速不大,水深水流速不大,水深 3 34m4m时采用时采用时采用时采用图图5.13 5.13 水中筑岛下沉沉井水中筑岛下沉沉井第17页/共50页18Hunan University5.沉井基础2.2.浮运沉井浮运沉井 水深筑岛困难时采用,岸边制作,滑入水中,水深筑岛困难时采用,岸边制
13、作,滑入水中,井壁为空体浮于水面,就位后灌注砼下沉至河床。井壁为空体浮于水面,就位后灌注砼下沉至河床。水中沉井施工水中沉井施工图图5.14 5.14 浮运沉井施工示意图浮运沉井施工示意图第18页/共50页19Hunan University5.沉井基础浮式沉井:双壁钢壳浮式沉井:双壁钢壳直径直径21.421.4米米 净高净高13.613.6米米 第19页/共50页20Hunan University5.沉井基础沉井下沉过程中遇到的问题沉井下沉过程中遇到的问题及处理及处理 n偏斜偏斜沉井偏斜大多发生在下沉不深时,导致偏斜原因有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、
14、压重、顶部施加水平力多种;纠偏的方法有:除土、压重、顶部施加水平力n难沉难沉即沉井下沉过慢或停沉;原因(侧阻过大、踏面过即沉井下沉过慢或停沉;原因(侧阻过大、踏面过大、孤石树根等);解决方法(射水、加重井壁、减小踏面、大、孤石树根等);解决方法(射水、加重井壁、减小踏面、小型爆破)小型爆破)n突沉突沉沉井产生较大的倾斜或超沉,突沉常发生于软土地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区;主要原因是井壁侧阻较小n流砂流砂在粉、细砂层中下沉沉井,易出现流砂现象;主要在粉、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:原因是土
15、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,或向井内回灌水采用井点降水及不排水除土,或向井内回灌水第20页/共50页21Hunan University5.沉井基础主要内容:主要内容:拟定外形尺寸、高度、壁厚拟定外形尺寸、高度、壁厚 视为天然地基上深基础的地基强度及变形验算视为天然地基上深基础的地基强度及变形验算 施工阶段刃脚、井壁的强度计算施工阶段刃脚、井壁的强度计算 使用阶段井壁及顶板、底板强度计算使用阶段井壁及顶板、底板强度计算 5.3 5.3 沉井的设计与计算沉井的设计与计算第21页/共50页22Hunan University5.沉井基础n沉井高度沉井高度
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