沉井基础及地下连续墙

• 三、适用条件
–上部荷载较大、而表层地基土的容许承载力不足， 作扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定 深度下有较好的持力层。采用沉井基础与其他基础相 比，经济上较为合理时；
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–在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大。或河中 有较大卵石不便采用桩基础施工时； –岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩 大基础围堰有困难时 。
三、沉井下沉过程中常遇到问题及处理方法 • 1. 突然下沉 • 突沉的原因是井壁外的摩阻力很小，当刃脚附 近土体挖除后,沉井失去支承而剧烈下沉。这样，
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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等措 施可以解决沉井突然下沉。
• 二、特点
–埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大 的承载面积，能承受较大的垂直荷载和水平荷载； –沉井在下沉过程中，作为坑壁围护结构，起挡土挡 水作用；施工中不需要很复杂的机械设备，施工技术 也较简单。
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–沉井施工工期较长；在饱和细砂、粉砂和亚砂土中 施工沉井，井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜； 沉井下沉过程中遇到大孤石、树干或井底沿岩层表面 倾斜过大，均会给施工带来一定的困难。
第二节 沉井的类型和构造
• 一、沉井的分类 1.按沉井的平面形状分 2.按使用的材料分
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3.按沉井的立面形状分 4.按施工方法
1.按沉井的平面形状分
• （1）圆形沉井 –当墩身是圆形或河流流向不定以及桥位与河流主流 方向斜交较为厉害时，采用圆形沉井可减少阻水、 冲刷现象。沉井在下沉过程中井内挖土没有影响机 械抓土的死角部位，
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• 4. 接高沉井 – 当沉井顶面离地面1～2m时，如还要下沉，应 当沉井顶面离地面 ～ 时 如还要下沉， 停止挖土，接筑上一节沉井。 停止挖土，接筑上一节沉井。每节沉井高度以 4～6m为宜。接高的沉井中轴应与底节沉井中 ～ 为宜 为宜。
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– 刃脚内侧斜面与水平面的夹角应大于 。刃 刃脚内侧斜面与水平面的夹角应大于45º。 脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定， 脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定，一般 在1.0m以上 。 以上
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• （3）隔墙 –减小井壁的跨度，从而减小井壁承 受的弯矩和剪力，增加沉井的刚度。 –把整个沉井分成若干个井孔，各井 孔分别挖土，便于控制下沉和纠倾处 理。 –隔墙底面应高出刃脚底面0.5m以上； 如为人工挖土，应在隔墙下端设置过 人孔，便于工作人员往来。
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无漏浆和支撑是否良好。 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。
• 2.拆模和抽除垫木 2.拆模和抽除垫木 –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 。
§10.4 §10.5
第一节 概述 • 一、概念
–沉井是一个井筒状的结构物，常用混凝土或钢 筋混凝土在施工地点预制好，然后在井内不断 除土，井体借自重克服外壁与土的摩阻力而不
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断下沉至设计标高，并经过封底、填心以后， 使其成为桥梁墩台或其它结构的基础。
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•对平面尺寸较大的沉井，可在沉井中间设 隔墙，使沉井由单孔变双孔或多孔，以增 加井壁刚度。
2.按使用材料分
–混凝土沉井 –钢筋混凝土沉井 –竹筋沉井
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–钢沉井 –砖石沉井
3.按立面形状
• 1.竖直式
2.台阶式
3.倾斜式
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水上筑岛下沉沉井
– 2.浮运法 2.浮运法
• 水深如超过10m时当用筑岛法有困难或不经济时。 水深如超过10 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。
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–易使沉井均匀的下沉，易控制方向，下沉摩阻力较 小。 –但墩台底面形状多为圆端形或矩形，故圆形沉井的 适用性较差。
• （2）矩形沉井 –具有制造简单，基础受力有利的特点,能配合墩台 （或其他结构物）底部平面形状。 –在侧压力作用下，井壁受较大的挠曲力矩； –阻水系数较大，冲刷现象严重 ；
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• 3.挖土下沉沉井 3.挖土下沉沉井
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。 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1～2m以免 发生流砂或涌土现象。
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• （4）井孔 –井孔是挖土排土的工作场所和通道。 –井孔尺寸应满足施工要求，宽度（直径）
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不宜小于3m，井孔布置应对称于沉井中 心轴，便于对称挖土使沉井均匀下沉。
• （5）凹槽 –增加封底混凝土与井壁的粘结能力，封 底混凝土底面的反力更好的传给井壁。
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–下沉中井壁的摩阻力也较大 。 为减小井壁摩阻力和取土清孔的困难，四角一般 做成圆角。为保证下沉的稳定性，沉井的长边与 短边之比不宜大于3。
–（3）圆端形沉井 •能够更好的与桥墩平面形状相适用，且控 制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形者 有利。故用得较多，但沉井制造复杂。
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• 二、水中下沉沉井的措施 – 1. 筑岛法
• 在河流的浅滩或施工最高水位在不超过4m时，可 用筑岛法，即先修筑人工岛，再在岛上进行沉井 的制作和挖土下沉。
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• 砂岛分无围堰和有围堰两种。 • 砂岛面的宽度应比沉井周围宽出2.0m以上，岛面 高度应高出施工最高水位0.5m以上。
轴重合。 轴重合。 – 混凝土施工接缝应按设计要求 布置好接缝钢 混凝土施工接缝应按设计要求,布置好接缝钢 筋，清除浮浆并凿毛，然后立模浇筑混凝土 清除浮浆并凿毛，
• 5. 地基检验及处理 –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， 沉井下沉至设计标高后 质情况是否与设计资料相符， 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， 能抽干水的可直接检验
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地基土质和施工条件而定，应能保证制作时沉 井本身的稳定性，并有足够的重量使沉井顺利 下沉。每节高度不宜小于3m，也不宜高于5m。
二、沉井基础的构造
• （1）井壁 –沉井下沉过程中，井壁是挡土、挡水的 围堰，应有足够的强度承受四周的土压 力和水压力。 –井壁需要有足够的重量以克服井壁外侧 教 土的摩阻力和刃脚踏面底部土的阻力徐 育 部 十 徐下沉。 一 五 规 –井壁应有足够的厚度，一般为0.8～2.0m， 划 教 以便绑扎钢筋和浇筑混凝土。 材
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如井孔全部填实的实心沉井可不设凹槽， 凹槽的深度约为0.15～0.25m，高约1.0m。
• （6）射水管 – 当沉井下沉深度大,穿过的土质又较好， 估计下沉会产生困难时，可在井壁中预埋 射水管组。 • （7）封底
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– 当沉井下沉到设计标高后封底，以防地基 土和地下水进入井内。 • （8）盖板 – 一般采用钢筋混凝土，强度不低于C15， 厚度一般为1.5~2.0m。
• 3. 克服沉井下沉困难的措施 –增加沉井自重 –减小沉井外壁的摩阻力
• 减小沉井外壁摩阻力的方法有：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。
第三节
沉井的施工
• 一、旱地上沉井的施工 –1.定位放样、平整场地、浇筑底节沉井 1.定位放样 1.定位放样、平整场地、
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• 在定位放样以后，应将基础所在地的地面进 在定位放样以后， 行整平和夯实，在地面上铺设厚度不小于 行整平和夯实， 的砂或砂砾垫层。然后铺垫木、 0.5m的砂或砂砾垫层。然后铺垫木、立底节 沉井模板和绑扎钢筋。 沉井模板和绑扎钢筋。 • 然后在垫木上面放出刃脚踏面大样，铺上踏 然后在垫木上面放出刃脚踏面大样，
《土力学与基础工程》电子教案 土力学与基础工程》
第十章 沉井基础及地下连续墙
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制作： 制作：务新超
第十章 沉井基础及地下连续墙 §10.1 §10.2 §10.3
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概述 沉井的类型及构造 沉井的施工 沉井的设计与计算 地下连续墙简介
• 2. 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。
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–如沉井中心位置发生偏移，可先使沉井倾斜。 均匀挖土让沉井斜着下沉，直到井底中心位 于设计中心线上，再将沉井扶正。
4.按施工方法分
–一般沉井 •指就地制造下沉的沉井。 – 浮运沉井
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•岸边浇筑或制作，浮运就位下沉。
二、沉井基础的构造
–沉井一般主要由井壁、刃脚、隔墙、井孔、 凹槽、射水管、封底和盖板等组成。当沉井顶 面低于施工水位时，还应加设临时的井顶围堰。 –沉井通常分节制作，每节高度视沉井全高、
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• （2）刃脚 ） – 起切土下沉的作用； 切土下沉的作用 的作用； – 刃脚底面（踏面）的宽度一般为 ～0.2m， 刃脚底面（踏面）的宽度一般为0.1～ ， 对软土可适当放宽。当土质坚硬时， 对软土可适当放宽。当土质坚硬时，刃脚踏面 用钢板或角钢加以保护。 用钢板或角钢加以保护。
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水检验，必要时用钻机取样鉴定 水检验， –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， 基底应尽量整平 软弱夹层
• 6.封底、填充井孔及浇筑盖板 6.封底、 封底 –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， 地基经检验 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， 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， 待封底混凝土达到设计强度后方可抽水 后填井孔 – 对填砂砾或空孔的沉井，必须在井顶浇筑钢 对填砂砾或空孔的沉井， 筋混凝土盖板。 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， 盖板达到设计强度后
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面底模，安放刃脚的型钢，立刃脚斜面底模、 面底模，安放刃脚的型钢，立刃脚斜面底模、 隔墙底模和沉井内模，绑扎钢筋， 隔墙底模和沉井内模，绑扎钢筋，最后立外 模和模板拉杆。 模和模板拉杆。
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• 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， 检查核对模板各部尺寸和钢筋布置是否 符合设计要求， 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。