隧道工程地下建筑结构-第08章-沉井

地面
b)
上框架
伪装土
吊车顶
钢筋混凝土车道
板 路面
钢筋混凝土起爆层 砂土垫层
钢筋混凝土矩形隧道沉井 通风道
检查用的通道 100-150号混凝土垫层15cm 垫沙层（细纱）20-30cm 煤渣回填土
c)
沥青纤维板（厚5cm）
端衡撑
橡胶止水带 侧井 墙壁
（
（
横撑
井壁
双脚 下框架 取土坑 纵撑
后浇混凝土
力强，耐久性能好，内部空间可有效利用；
（2）施工场地占地面积较小，可靠性良好； （3）适用土质范围广（淤泥土，砂土，粘土，砂砾
等土层均可施工）；
（4）施工深度大； （5）施工时周围土体变形较小，因此对邻近建筑
（构筑）物的影响小，适合近接施工。尤其是压气 沉箱工法对周围地层沉降造成的影响极小
（6）具有良好的抗震性能。
工程应用
作为永久性地下构造物使用的地下储油罐，地 下气罐，地下泵房，地下沉淀池。地下水池， 地下防空洞，地下车库，地下变电站，地下料 坑等多种地下设施。
在盾构隧道施工中作为临时性的工作井
永久性工作井有隧道通风井，排水井，地下铁 道施工盾构设备的接收井，采矿用竖井等
高层建筑基础，各种桥梁基础，城市高架路基 础，轻轨线路基础，水闸基础，港口基础，护 堤基础，冶金高炉基础以及各种重型设备基础
a)
b)
c)
d)
e)
50 80 6080 150
70 125
4020
35 45
8070
80100
内隔墙
内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度并 减小井壁跨径。同时又把整个沉井分隔成多个施工井 孔(取土井)，使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便 于沉井偏斜时的纠偏。
内隔墙的底面一般应比井壁刃脚踏面高出0.5~1.0m， 以免土壤顶住内墙妨碍沉井下沉。但当穿越软土层时， 为了防止沉井“突沉”，也可与井壁刃脚踏面齐平。
刃脚还应具有一定的强度，以免下沉过程中损坏。 刃脚底的水平面称为踏面(见图8－6)。踏面宽度一 般为10～30cm，视所通过土质的软硬及井壁厚度 而定。刃脚内侧的倾角一般为40°～60°。刃脚 的高度当沉井湿封底时，取1.5m左右，干封底时， 取0.6m左右。沉井重，土质软时，踏面要宽些。 相反，沉井轻，又要穿过硬土层时。踏面要窄些， 有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。
沉井的类型
其构造形式可分为连续沉井(多用于隧道工程 井)和单独沉井(多用于工业、民防地下建筑)； 按平面形状可分为圆形沉井、矩形沉井、方形 沉井或多边形沉井等
图8－2为某水底隧道所用的连续沉井中的一 节，长25~35m。在两个沉井之间采用有橡 胶止水带的柔性接头。沉井长度主要考虑各段 沉井的不均匀沉降、变温影响和混凝土凝固收 缩应力等因素加以确定
当土质松软，下沉深度较深时，考虑到水土压力随着深度的 不断增大，使井壁在不同高程受力的差异较大，故往往将井 壁外侧仍做成直线形，内侧做成阶梯形(如图8—5c)，以减 小沉井的截面尺寸，节省材料。
a)
b)
c)
b1
L
h2
H
h1
b2
刃脚
井壁最下端一般都做成刀刃状的“刃脚”。刃脚的 主要功用是减少下沉阻力。
预埋钢筋
预埋钢板 平橡胶止水带 钢板
横梁
0.9cm
26cm
沉井的构造
井壁(侧壁)；刃脚； 内隔墙；封底和顶盖 板，底梁和框架
顶板 取土孔
入 孔
凹槽 刃脚
内墙
井壁
封底
工程实例
泰州大桥中塔基础为沉井基础，中塔沉井平面尺寸为 58.4×44.4米，高为76米，其中下层38米为钢结构， 上层38米为钢筋混凝土结构。
沉井在晨曦中离开临时码头
沉井沐浴在朝阳中前进
沉井到达指定位置
沉井与锚墩
工人作业
中塔沉井最高状态 - 水上26.4米
沉井接高至76米
沉井下沉至-70米
沉井封底完成
俯瞰沉井
沉井
沉井在晨曦中离开临时码头
井壁
1．井壁 井壁是沉井的主要部分，应有足够 的厚度与强度，为了承受在下沉过程中各种 最不利荷载组合(水土压力)所产生的内力在 钢筋混凝土井壁中一般应配置两层竖向钢筋 及水平钢筋，以承受弯曲应力。同时要有足 够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉 到设计标高。因此，井壁厚度主要决定于沉 井大小、下沉深度以及土壤的力学性质。
隔墙的厚度一般为0.5m左右。隔墙下部应设过人孔， 供施工人员于各取土井间往来之用。人孔的尺寸一般 为0.8×1.2m~1.1~1.2m左右。
设计时通常先假定井壁厚度，再进行强度验 算。井壁厚度一般为0．4～1．2m。有战时 防护要求的，井壁厚度可达1．5～1．8m。
井壁的纵断面形状有上下等厚的直墙形井壁(如图8—5a所 示)、阶梯形井壁两种。当土质松软、摩擦力不大，下沉深 度不深时可采用直墙形。其优点是周围土层能约束井壁，易 于控制垂直下沉。接长井壁亦简单，模板能多次使用。此外， 沉井下沉时，周围土的扰动影响范围小，可以减少对四周建 筑物的影响，故特别适用于市区较密集的建筑群中间。
首节钢沉井8米浮运到现场后，进行接高施工至38米， 然后浮运到墩位处进行定位，再接高12米。沉井共 20个隔舱，井壁混凝土采用刚性导管法灌注完成。 混凝土沉井分接高、下沉工序交替进行。沉井下沉到 位后，采用水下导管法灌注沉井封底砼。
泰州大桥中塔纵向为人字型钢结构塔，塔高192.0米， 交点以上塔柱高122.0米，交点以下塔柱高70.0米。 中塔横向为门式框架结构。钢塔分节段在工厂制造， 经检验合格后，用船运至现场安装
深圳大学
地下建筑结构
第08章
付艳斌
8.1概 述
沉井或沉箱即不同断面形状（如圆形，矩形，多边 形等）的井筒或箱体，按边排土边下沉的方式使其 沉入地下
在市政工程中，沉井（沉箱）常用于桥梁墩台基础、 取水构筑物、排水泵站、大型排水窨井、盾构或顶 管的工作井等工程。
8.1概 述
沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶ （1）躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能
当土层密实，且下沉深度很大时，为了减少井壁问的摩擦力 而不使沉井过分加大自重，常在外壁做成一个(或几个)台阶 的阶梯形井壁。台阶设在每节沉井接缝处，宽度一般为 10～20cm。最下面一级阶梯宜设于h1＝(1/4~1/3)H高 度处(见图8—5b)，或h1＝1．2～2．2 m处。h1过小不 能起导向作用，容易使沉井发生倾斜。施工时一般在阶梯面 所形成的槽孔中灌填黄沙或护壁泥浆以减少摩擦力并防止土 体破坏过大。