沉井与沉箱结构
沉井与沉箱
沉井与沉箱.1 沉井是下沉结构，必须掌握确凿的地质资料，钻孔可按下述要求进行：1、面积在200m2以下（包括200m2）的沉井（箱），应有一个钻孔（可布置在中心位置）。
2、面积在200m2以上的沉井（箱），在四角（圆形为相互垂直的两直径端点）应各布置一个钻孔。
3、特大沉井（箱）可根据具体情况增加钻孔。
4、钻孔底标高应深入沉井的终沉标高。
5、每座沉井（箱）应有一个钻孔提供土的各项物理力学指标、地下水位和地下水含量资料。
.2 沉井（箱）的施工应由具有专业施工经验的单位承担。
.3 沉井制作时，承垫木或砂垫层的采用，与沉井的结构情况、地质条件、制作高度等有关。
无论采用何种型式，均应有沉井制作时的稳定计算及措施。
.4 多次制作和下沉的沉井（箱），在每次制作接高时，应对下卧层作稳定复核计算，并确定确保沉井接高的稳定措施。
.5 沉井采用排水封底，应确保终沉时，井内不发生管涌、涌土及沉井止沉稳定。
如不能保证时，应采用水下封底。
.6 沉井施工除应符合本规范规定外，尚应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204及《地下防水工程质量验收规范》GB 50208的规定。
.7 沉井（箱）在施工前应对钢筋、电焊条及焊接成形的钢筋半成品进行检验。
如不用商品混凝土，则应对现场的水泥、骨料做检验。
.8 混凝土浇注前，应对模板尺寸、预埋件位置、模板的密封性进行检验。
拆模后应检查浇注质量（外观及强度），符合要求后方可下沉。
浮运沉井尚需做起浮可能性检查。
下沉过程中应对下沉偏差做过程控制检查。
下沉后的接高应对地基强度、沉井的稳定做检查。
封底结束后，应对底板的结构（有无裂缝）及渗漏做检查。
有关渗漏验收标准应符合现行国家标准《地下防水工程质量验收规范》GB 50208的规定。
.9 沉井（箱）竣工后的验收应包括沉井（箱）的平面位置、终端标高、结构完整性、渗水等进行综合检查。
.10 沉井（箱）的质量检验标准应符合表.10的要求。
沉井和沉箱基础
天然地基上深基础的修筑方法基础d↑→施工难度（特别当d>30m时）↑→施工安全系数↓水中施工→采用特殊处理方式（如围堰）→需更多更强的支撑结构来挡土、挡水→施工困难、造价上升→新施工方式→沉井基础、沉箱基础制作井筒→挖土下沉→达到设计标高→封底填充井孔→修建桥墩沉井的类型和构造概念：沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。
沉井的工作原理江阴长江公路大桥北锚碇采用大型深沉井基础，平面尺寸为69米×51米，下沉58米，为世界第一大沉井(面积近９个半篮球场，高度相当于２２层楼)南岸重力嵌岩锚北岸锚锭沉井（1）施工过程：沉井挡土、挡水、起临时围堰作用，按维护结构进行受力分析（2）运营阶段：深埋的实体基础，计入周围土体对它的弹性固着作用，受力不同，应分别进行验算。
可见，沉井既是深基础的一种施工方法，又是基础的组成部分。
（1）刚度大、横向抗力较大、抗震性能可靠（2）机具简单、施工方便，可全面开工（1）一般沉井（就地灌注下沉）（2）浮运沉井水深流急（10~15m）筑岛对通航有障碍时，浮运到位混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井及其他沉井的结构通常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、探测管组、封底混凝土、顶盖等部分组成。
1. 平面形状圆形①受力性能好充分发挥砼抗压强度②挖土方便、下沉均匀、易于控制方向③基底>同面积矩形max矩形①制造方便，下沉方向不易控制②能充分利用地基承载力②长宽比较大时，容易受到较大的弯曲应力（可设置隔墙调节）园端形优缺点介于上述两者之间，井壁产生弯曲应力2. 平面尺寸顶面尺寸：>墩底尺寸底面尺寸：由地基容许承载力[]σ确定3. 沉井高度顶面标高：H顶低于最低水位或低于地面底面标高：H底由最小埋深（冲刷深度）及[]σ确定沉井高度：H=H顶-H底高沉井可分节制造每节高不超过5~6m，底节一般为4~6m4. 井孔设置及大小设置目的：排土平面尺寸：挖土机具能顺利通过位置：对称布置设置方式：隔墙单孔沉井、双孔沉井、多孔沉井5. 井壁应具有足够的强度、重量外形：①竖直形：优点：与土接触紧密，易于控制方向；缺点：摩擦力大，不易下沉②台阶形台阶宽10~20cm，多设在沉井分节处③斜坡形井壁做成100：1~50：1，有利下沉，易偏移6. 内壁（隔墙）作用：①使得井壁受弯宽度↓、沉井刚度↑、应力↓②均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜特点：①厚：~，底面高出刃脚踏面一般不小于；防止土搁住隔墙，影响下沉；②h较大时，设梗肋于隔墙底部与刃脚连接处③排水下沉：隔墙底留×的过人通道④透气孔：隔墙上部、离顶面2~3m处宜设的连通管或20×20cm的透水孔若干7. 射水管组作用：①利于高压水流冲松井壁周围的土，降低侧阻力、端阻力②调整水量、水压大小，调整下沉方向布置特点：①管口设在刃脚下端及井壁外侧②均匀分布于横向四周8. 探测管组作用①探测刃脚及隔墙底面泥面标高②清基、射水或帮助破坏沉井正面土层，以利于下沉③沉井水下封底后，作为刃脚和隔墙下封底砼的质量检测孔适用条件：平面尺寸大、不排水下沉，较深预留方法：用 200~500mm的钢管在井壁上预制管道9. 凹槽作用①使封底砼更好地与井壁联接（嵌入井壁，形成整体）②如将沉井改为沉箱，凹槽处可预制箱顶（浇注钢筋砼顶盖）井孔如用砼或圬工填实时，可不设凹槽10. 井壁围堰作用防止井顶以上的土（水）落入井内形式土、砖、木板桩、钢板桩11. 封底砼作用：井中水无法抽干→封底→抽水厚度计算：抗浮起12. 顶盖受力和稳定条件决定是否充填？低于冻结线以下部分，必须充填。
沉井和沉箱工程监理细则
沉井和沉箱工程一、专业工程特点沉井和沉箱都是在地面（地坑）上按设计要求进行预制，待达到一定强度后下沉至土中或水中就位的地下或水下工程。
1．沉井工程具有以下特点：沉井结构截面尺寸和刚度大、承载力高、抗渗、耐久性好，内部空间可资利用，可用于很大深度的地下工程施工中，深度可达50m；施工不需复杂的机械设备，在排水和不排水的情况均能施工；可用于各种复杂地形、地质条件；当沉井尺寸大时，制作和下沉均能使用机械化施工；可在地下水很大、土的渗透系数大，难以将地下水排干，地下有流砂或其它有害土质情况下施工。
沉井比大开挖施工，可大大减少挖运、回填的土方量，因此可以加快施工进度，降低施工费用。
缺点是：施工工序较多、施工工艺较复杂、技术要求高、质量要求严格。
2．沉箱工程的特点：沉箱工程是将水下工程的结构物改为在地面上进行预制，其质量易控制；沉箱在预制达到一定强度后可具有自浮能力，方便进行水上搬运，其结构裁面尺寸可以做得很大，适应于水下大型结构工程；由于可避免进行水下施工，可以大大降低施工费用。
缺点是：施工工序多，施工工艺复杂，技术要求高，质量控制（特别是水下就位准确性控制）要求严格。
二、沉井和沉箱的监理工作流程图纸会审→施工组织设计审批→材料报验→工序报验（沉井、沉箱预制、下沉、就位）→现场检查、检验、旁站、巡视、平行检验→阶段性验收、质量评定。
三、监理工作的方法和措施1．质量事前控制：在工程开工前，对设计图纸、施工方案、技术措施、质量体系和管理制度等进行审核，审核通过后才准开工；同时要对用于工程的原材料、半成品或成品、施工设备的质量进行签证认可，才准在工程中使用；上道工序未经监理工程师签证验收，不得进行下道工序施工2．质量事中控制：在沉井、沉箱在地面进行预制的过程中，监理人员要深入现场，按照钢筋混凝土质量控制要求和设计要求进行检查和旁站；对沉井、沉箱的下沉过程中，监理人员应对下沉过程进行检查，及时发现问题，提出改进意见，尽要能使质量问题消灭在萌芽状态。
沉井与沉箱的定义、特点、用途及应用范围
沉井与沉箱的定义、特点、用途及应用范围1. 定义沉井是修筑地下结构和深基础的一种结构形式。
是先在地表制作成一个井筒状的结构物，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重及上部荷载作用下逐渐下沉，达到设计标高后，再进行封底。
沉箱基础又称之气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑结（构）筑物的一种基础形式。
建造地下结（构）筑物时，在沉箱下部预先构筑底板，在沉箱下部形成一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使其在无水的环境下进行取土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度，然后进行封底施工。
2. 特点（1）沉井与沉箱整体刚度大，抗震性好；（2）与地下施工相比更优越，地质适用范围更广；（3）沉井与沉箱结构本身兼作围护结构，且施工阶段不需要对地基作特殊处理，既安全又经济；（4）施工对周围环境影响小，尤其是气压沉箱工法，更适用于对土体变形敏感的地区；3. 用途及适用范围沉井与沉箱在工种中的应用已有百余年的历史，早在1841年法国工程师特利其尔(Triger)就提出用气压沉箱方法施工桥墩，1849 年首次应用成功，1900 年俄国工程师提出用钢筋混凝土的沉箱。
2 0 世纪30 年代，莫斯科及西欧的地下隧道、美国的桥梁基础均相应采用了沉井或沉箱结构。
自20 世纪50 年代起，我国已将该技术应用于各项工程中，其体积从直径仅2m 的集水井到巨大的泰州长江大桥中塔沉井（58.4m×44.4m×76m），为使沉井下沉记录能够不断被刷新，各种新型施工技术被开发研制并应用于实际工程中，从最早1946~1963 年间利用喷射压缩空气和触变泥浆下沉130m，到江阴长江大桥北锚沉井喷射高压空气减阻法下沉，以及振动法下沉技术，上述技术措施的不断革新都带来了良好的效果。
气压沉箱诞生的初期包括我国过去的沉箱施工也主要是以人工为主，沉箱下部工作空间小、气压高、温度大、噪音大，条件比较艰苦，又比较危险，工作效率低下，由于减压顺序的控制不当容易患较严重的职业病(称为沉箱病)。
沉井结构计算施工
沉井结构计算施工一、沉井结构概述沉井结构是一种在水下或湿地地段，用于管道敷设、水下修筑等工程施工的人工建筑物。
它通常包括沉箱、管道、沉井浮吊等组成部分。
沉井结构的特点是在施工过程中只有垂直向下的固定力，施工结束后具有较好的抗水、抗波浪和抗土压性能。
二、沉井结构的计算1.沉井结构的设计目标沉井结构的设计目标主要包括保证沉箱安全下沉、达到合适的沉井竖向位置、提供足够的强度和刚度、满足相应的使用要求等。
2.沉井结构的正常工作状态下的计算（1）沉箱的沉井深度计算利用等效荷载法，按照施工荷载对沉箱造成的沉井深度进行计算。
根据施工过程中所受力效应，采用多种理论计算沉井深度，如平衡法、基于小孔面积的法、稳定法等。
（2）沉箱结构的强度计算通常采用有限元分析等方法，计算沉箱结构在施工和正常使用情况下的各个截面的受力情况，并对其进行验算。
（3）沉井浮吊的计算沉井浮吊计算主要包括沉箱所受总浮力的计算、沉井浮吊设计高度的选择、吊装索的计算等。
三、沉井结构的施工沉井结构施工的一般步骤如下：1.制作沉箱：根据设计要求，制作沉箱，并检查其强度、刚度等机械性能。
2.安装管道：将管道预先安装在沉箱上，固定好位置。
3.沉井准备：选择一个合适的施工场地，清理并平整施工区域。
4.沉箱下沉：使用吊装设备将沉箱从船上或岸上运到施工水域，根据设计要求完成下沉操作。
5.沉井位置调整：根据设计要求，对沉井位置进行调整，保证其竖直性和平面位置的准确。
6.沉箱固定：对沉箱进行固定，通常采用水泥封固、石料护岸等方式，保证沉井的稳定性和密封性。
7.沉井浮吊施工：安装沉井浮吊设备，提升管道至需求位置，并进行径向固定、竖向调整等工作。
8.沉井浮吊回收：工程完成后，通过吊装设备回收沉井浮吊。
9.沉箱拆除：根据设计要求，拆除沉箱，使工程达到最终状态。
四、沉井结构的应用领域沉井结构广泛应用于水下或湿地地段的管道敷设、桩基施工、海岸工程、修堤工程等。
它可以减少施工对水体的影响，提高工程施工的安全性和效率。
沉井与沉箱
第四章沉井和沉箱4.1.沉井的定义沉井是一种利用人工或机械方法清除井内土石，并借助自重或填加压重等措施克服井壁摩阻力逐节下沉至设计标高，再浇筑混凝土封底(大多还填塞井孔或加做井盖)，并成为建筑物的基础的井筒状构造物。
工程实例如图1，图2所示。
图1沉井工程实例一图2沉井工程实例一4.2.沉井的优点(1)埋深较大，整体性强，稳定性好；(2)具有较大的承载面积，故而能承受较大的垂直和水平荷载；(3)施工工艺简便，技术稳妥可靠，无需特殊专业设备；(4)应用范围较广。
4.3.沉井的缺点(1)施工工期较长：(2)对细砂和粉砂类土在井内抽水时易发生流砂现象而使沉井具有较大的倾斜；(3)下沉过程遇到蛮石、树干或其它难于清除的障碍物时，将增大施工难度：(4)井底座在表面倾斜较大的岩层上时，施工难度也将加大。
4.4.沉井的分类1.按沉井个数分类(1)单个沉井：仅有一个独立的沉井，或虽沉井个数不止一个但沉井之间的间距较大而使得彼此没有联系的沉井。
(2)群井：沉井个数不止一个且沉井之间的间距较小，彼此之间互有联系的沉井。
2.按施工方法分类(1)一般沉井：直接在基础、发计的位置制造，然后挖土下沉的沉井。
有时基础位于水中，则先筑岛，再在岛上制造下沉。
(2)浮运沉井：先在岸边预制，再浮运就位下沉的沉井。
一般皆采用-股沉井，当水深较大(如水深大于10m)或水流流速较大，有通航要求，人工筑岛困难或采用一般沉井不经济时采用浮运沉井。
3.按井壁材料分类(1)混凝土沉井：因其抗压强度高而抗拉强度低，故而多做成圆形，且仅适用于下沉深度不大(4～7m)的松软土层。
(2)钢筋混凝土沉井：应用最广，其抗拉抗压强度高，下沉深度大，既可做成重型或簿壁的一般沉井，也可做成簿壁浮运沉井及钢丝网水泥簿壁浮运沉井。
(3)钢沉井：优点是强度高、质量轻、易于拼装，一般用于制造空心浮运沉井；缺点是用钢量大，下沉时须外加压力，目前国内用的极少。
(4)其它材料的沉井：如木沉井、砌石圬工沉井等，一般用于盛产木材或石材而工程条件允可的情况下。
沉井与沉箱
沉井与沉箱沉井(箱)广泛应用于桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站、地下工业厂房、大型设备基础、地下仓(油)库、人防掩蔽所、船坞首矿用竖井、地下车道与车站、地下构筑物的围壁和大型深埋基础等。
同时由于其施工方便，对邻近建筑物影响较小且内部空间可利用，越来越成为软土中地下建筑物的主要基础类型之一。
二、施工准备2．1技术准备1．施工区域的岩土勘察报告。
2．沉井(箱)的技术文件。
3．施工区域内地下管线、设施、障碍资料。
4．相邻建筑基础资料。
5.施工区域的测量资料。
6．施工组织设计。
2．2材料要求1．水泥：宜用p．o32．5级以上普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。
使用前必须查明其品种、标号及出厂日期。
凡过期水泥、受潮或结块的水泥均不准使用。
2．砂：选用质地坚硬的中、粗砂，含泥量不大于3％，不得含有垃圾、泥块、草根等。
3．石子：应采用质地坚硬的碎石或卵石。
石子级配粒径以5mm～40mm组合为宜，最大粒径不宜大于50mm，含泥量不大于2％。
4．水：一般饮用水或洁净的天然水。
5．钢材：钢筋及钢材按设计选用，钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》等的规定抽取试件，做力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。
6．外加剂：质量应符合国家现行技术标准要求，品种及掺量应根据施工需要通过试验确定。
7．粉煤灰：级别不应低于二级，掺量不宜大于20％；硅粉掺量不应大于3％，其他掺合料的掺量应通过试验确定。
2．3主要机具1．沉井制作机具设备包括模板、钢筋加工常规机具设备、混凝土搅拌机、自卸汽车、机动翻斗车、手推车、插入式振动器等。
2．沉井下沉机具设备包括15t履带式起重机、qt-15型塔式起重机，出土吊斗等。
3．排水机具设备包括离心式水泵或潜水电泵。
2．4作业条件1．在沉井施工地点已进行钻探，了解该处地质(包括土的力学指标、休止角、摩擦系数、地质构造、分层情况等)和地下水文情况以及地下埋设物、障碍物情况，绘制成地质削面图。
第七讲 沉井与沉箱结构
第七讲沉井与沉箱结构一、概述1. 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，即沉井或沉箱。
沉井也称为开口沉箱，沉箱也称为闭口沉箱。
由于闭口沉箱下沉施工时采用压气排水的施工方法，故通常称其为压气沉箱。
沉井（沉箱）施工法是深基础施工中采用的主要施工方法之一，它与基坑放坡施工相比，具有占地面积小、挖土量少，对邻近建筑物影响比较小等优点。
在工程用地与环境条件受到限制或埋深较大的地下构筑物工程中被广泛应用。
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。
2. 沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶•躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性能好，内部空间可有效利用；•施工场地占地面积较小，可靠性良好；•适用土质范围广（淤泥土，砂土，粘土，砂砾等土层均可施工）；•施工深度大；•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，•具有良好的抗震性能。
二、沉井结构1. 概念○1什么是沉井，沉井通常为一个上无盖下无底的井筒状结构物，常用钢筋混凝土制成。
施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉。
当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒，待到达规定强度后再挖土下沉。
这样交替操作一直下沉到设计标高，然后封底，浇筑钢筋混凝土底、顶板等工作，做成地下建筑物。
○2与其他地下建筑的区别。
这种利用结构自重作用而下沉如土的井筒状结构物就称“沉井”。
实质上是将一个在地面筑成的“半成品”沉入土中，然后在地下完成整个结构物的施工。
它与基坑法区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的支撑和板桩工作，减少了土方开挖量。
第四章沉井与沉箱结构
不排水下沉沉井 ;
（4）及时进行回填
（5）沉井等地下工程施工前应作好充分 准备，施工速度要快 ；
4.2 沉井构造
沉井组成： 刃脚、 井壁、 内隔墙、 取土井、 凹槽、 封底、 顶板
1）沉井刃脚：作用在于减少沉井下沉阻力
a—混凝土刃脚；b—设角钢的刃脚；c—尖刃脚
2）井壁主要承担井外水土压力和自重的部分
设计时通常 先假定井壁 厚度再进行 承载力验算 ；
井壁厚度
一般为 0.8~1.5m；
②周边简支支承的双向板在承受均布荷
载时，计算跨中弯矩Mx和My：
M x ax qL2
M y ay qL2
简支支承双向板计算简图
③求出弯矩值后，封底混凝土的厚度
ht
3.5F M m bft
hu
hu ——考虑封底混凝土因与井底泥土掺混需要增加
的厚度，宜取0.3~0.5m；若基底采取铺块石或碎石灌 浆抹平处理后再封底，可不考虑此增加值。
安徽建筑工业学院
地下结构工程
主讲教师 ：席培胜
第4章 沉井基础
4.1 概述 4.1.1 沉井基础的特点及其应用范围 是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种
型式。 先在地表制作成一个井筒状的结构物（沉井），
然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使 沉井在自重作用下逐渐下沉，达到预定设计标 高后，再进行封底，构筑内部结构。
8）顶板
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1.0~2.0m ； 排水下沉的沉井，其顶面在地面或水位以下
沉井与沉箱的分类、构造、施工流程及优缺点比较
沉井与沉箱的分类、构造、施工流程及优缺点比较1. 沉井（1）沉井分类a. 按平面形状分：沉井的平面形状有圆形、方形、矩形、椭圆形、端圆形、多边形及多孔井字形等，如图25-1 所示。
b. 按竖向剖面形状分：沉井按竖向剖面形式分有圆柱形、阶梯形及锥形等，如图25-2所示。
c. 按构成材料：可分为混凝土沉井、钢筋混凝土沉井及钢沉箱（包括钢板沉井及钢壳沉井）。
（2）构造箱体结构基本包括：井壁、刃脚、内隔墙、井孔凹槽、底板、顶盖等。
a. 井壁井壁是箱体的主要受力部位，必须具备一定的强度以承受井壁周围的水、土压力。
此外，为克服下沉时的摩阻力，井壁须有一定的重量，其厚度一般为0.3～2 m。
b. 刃脚刃脚的作用为切土下沉，故必须有足够的强度，以免破损。
通常称刃脚的底面为踏面，踏面的宽度依土层的软硬及井壁重量、厚度而定，一般为15～30 cm，刃脚侧面的倾角通常为45°～60°。
刃脚高度一般应综合考虑沉井封底方式、便于抽取刃脚下的垫木及土方开挖等方面。
湿封底时高度大些，干封底时高度小些。
其构造如图25 -3 所示c. 内墙、井孔内墙为即为箱内纵横设置的内隔墙，可提高箱体整体刚度。
井壁与内墙，或者内墙和内墙间所夹的空间即为井孔。
内墙间距一般不超5～6 m，其厚度一般为0.5～l m。
d. 凹槽凹槽位于刃脚内侧上方，目的在于更好的将井壁与底板混凝土连接。
通常凹槽高度在1m 左右，凹深15～30 cm。
e. 底板底板作用为防止地下水涌入抵抗基底地层反力，通常底板为两层浇注的混凝土，下层为素混凝土，上层为钢筋混凝土。
f. 底梁和框架当不允许在大型沉井沉箱内设置内隔墙时，为保证箱体具有一定的刚度，可在底部增设底粱，或者在井壁不同深度处设置若干道由纵横大梁构成的水平框架，以提高整体的刚度。
g. 顶盖顶盖即为沉井封底后根据实际需要，井体顶端设置的板，通常为钢筋混凝土或钢结构。
（3）施工流程1. 沉井施工的基本程序如下：⑴下沉前的准备：包括平整场地、定位、基坑开挖、搭设施工平台等等。
沉井与沉箱施工作业规程
沉井与沉箱施工作业规程第一章：总则1.适用范围：本规程适用于砼、钢筋砼和毛石砼及钢筋砼沉井与沉箱的制作，下沉和封底工程。
用来指导沉井与沉箱施工，特制定本规程。
2.编制依据建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202—2002地下防水工程质量验收规范 GB50208—2002普通混凝土配合比设计规程 JGJ55－2000混凝土结构工程施工质量验收规范 GB50204－2002第二章：材料要求1.水泥宜用强度等级不低于32.5的普通硅酸盐水泥，不受侵蚀介质和冻融作用时可用火山灰质硅酸盐水泥。
采用矿渣硅酸盐水泥必须掺外加剂，如有侵蚀性介质作用应按设计要求选用。
2.石子宜用连续级配，最大粒径不宜大于40mm，含泥量不大于1％，吸水率不大于1.5%。
3.砂宜用中砂，含泥量不得大于3％。
4.外加剂：减水剂可用MF，木钙粉等，早强剂常用三乙醇胺、氯化钙、亚硝酸钠等，外加剂应根据具体情况选用。
第三章：人员要求：1.水泥工、木工、钢筋工、测量工、电工、电气焊工、运转工、司机等所有技术工人都必须持证上岗作业。
2.技术人员编写切实可行的施工方案和技术交底。
3.操作人员都必须按照技术交底内容进行施工。
4.相关技术工种必须按照技术交底操作和按照有关的规范和施工手册作业。
第四章：设备要求：搅拌机、泵车、罐车、挖土机、自卸汽车、汽车吊、卷扬机、振捣器、振捣棒、翻斗车等状态良好，监视和测量装臵等必须在检定周期内。
第五章：工艺技术要求第一节：施工准备1.场地平整：整平场地至要求标高，按施工要求拆迁沉井周围地上和地下障碍物。
2.技术准备根据工程结构特点、地勘报告及地质断面资料、施工设备条件、技术的可能性，编制切实可行的施工方案或施工技术措施。
对于大型沉井的施工方案要通过论证、批准，遇到特殊地质条件时应采取相应的技术措施，使施工人员了解并熟悉工程结构，地质水文及地下水分布情况，沉井制作和下沉施工技术要点、安全措施、质量要求，以及可能遇到的各种问题和处理方法。
第8章 沉井与沉箱结构
M ql 2
2. 沉井结构
实际上沉井的沉降系数K1在整个下沉过程中， 不会是常数，有时可能大于1.0，有时接近于1.0 有时会等于1.0。如开始下沉时K1必大于1.0， 在沉到设计标高时K1应近于1.0，一般保持在 1.0--1.25左右。
M ql 2
2. 沉井结构
二、沉井抗浮稳定验算 沉井沉到设计标高后，即着手进行封底工作， 铺设垫层并浇筑钢筋混凝土底板，由于内部结 构和顶盖等还未施工，此时整个沉井向下荷载 为最小。待到内部结构，设备安装及顶盖施工 完毕，所需时间可能很长，而底板下的水压力 能逐渐增长到静力水头，会对沉井发生最大的 浮力作用。因此，验算沉井的抗浮稳定性，一 G R j表示： 般可用抗浮系数 K2
六、求下封底混凝土厚度计算 应根据抗浮和强度两个条件确定。
2. 沉井结构
沉井结构设计的主要环节可大致归纳如下： （一）沉井建筑平面布置的确定； （二）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。 1、参考已建类似的流井结构，初定沉井的几个主 要尺寸，如沉井平面尺寸、沉井高度、井孔尺 寸及井壁厚度等，并估算下沉系数，以控制沉 速； 2、估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等．
2. 沉井结构
4．封底及顶盖 当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对坑 底清理后，即可封底，以防止地下水渗入井内。 封底可分湿封底（即水下浇筑混凝土）和干封 底两种。内隔墙的间距一般不大于5~6m，厚 度一般为0.5~1.0m。 如在特殊情况下，预计有可能需改用气压沉箱 时，亦可预设四槽，以便必要时在该处浇筑钢 筋混凝土盖板，此时将沉井改成了沉箱。
第 8章
沉井与沉箱结构
本 章 内 容
1 概述 2 沉井结构 3 沉箱结构
1. 概述
定义：这种利用结构自重作用而下沉入士 的井筒状结构物就称“沉井”。 所谓沉井，实质上就是将一个在地面筑成的 “半成品”沉入土中，然后在地下完成整个 结构物的施工。
沉井与沉箱定义，施工工艺，优缺点对比及分析大全！
沉井与沉箱定义，施工工艺，优缺点对比及分析大全！1. 定义沉井是修筑地下结构和深基础的一种结构形式。
是先在地表制作成一个井筒状的结构物，然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土，使沉井在自重及上部荷载作用下逐渐下沉，达到设计标高后，再进行封底。
沉箱基础又称之气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑结（构）筑物的一种基础形式。
建造地下结（构）筑物时，在沉箱下部预先构筑底板，在沉箱下部形成一个气密性高的钢筋混凝土结构工作室，向工作室内注入压力与刃口处地下水压力相等的压缩空气，使其在无水的环境下进行取土排土，箱体在本身自重以及上部荷载的作用下下沉到指定深度，然后进行封底施工。
2. 特点（1）沉井与沉箱整体刚度大，抗震性好；（2）与地下施工相比更优越，地质适用范围更广；（3）沉井与沉箱结构本身兼作围护结构，且施工阶段不需要对地基作特殊处理，既安全又经济；（4）施工对周围环境影响小，尤其是气压沉箱工法，更适用于对土体变形敏感的地区；3. 用途及适用范围沉井与沉箱在工种中的应用已有百余年的历史，早在1841年法国工程师特利其尔(Triger)就提出用气压沉箱方法施工桥墩，1849 年首次应用成功，1900 年俄国工程师提出用钢筋混凝土的沉箱。
20 世纪30 年代，莫斯科及西欧的地下隧道、美国的桥梁基础均相应采用了沉井或沉箱结构。
自 20 世纪 50 年代起，我国已将该技术应用于各项工程中，其体积从直径仅2m 的集水井到巨大的泰州长江大桥中塔沉井（58.4m×44.4m×76m），为使沉井下沉记录能够不断被刷新，各种新型施工技术被开发研制并应用于实际工程中，从最早1946~1963 年间利用喷射压缩空气和触变泥浆下沉130m，到江阴长江大桥北锚沉井喷射高压空气减阻法下沉，以及振动法下沉技术，上述技术措施的不断革新都带来了良好的效果。
气压沉箱诞生的初期包括我国过去的沉箱施工也主要是以人工为主，沉箱下部工作空间小、气压高、温度大、噪音大，条件比较艰苦，又比较危险，工作效率低下，由于减压顺序的控制不当容易患较严重的职业病(称为沉箱病)。
水域沉井与沉箱计算
水域沉井与沉箱计算水域沉井是一种在水下进行挖掘开挖的大型井洞，一般用于建设桥梁、隧道或者进行水利工程等。
水域沉井的尺寸和稳定性计算是确保工程施工顺利进行的重要环节。
以下是水域沉井计算的主要步骤：1.确定沉井的尺寸：根据工程的需求和设计要求，确定沉井的主要尺寸，包括沉井的宽度、长度和深度。
2.计算地基承载力：通过现场勘测和试验，确定沉井底部的地基承载力。
地基承载力包括土壤的强度和稳定性，对于水域沉井来说，还需考虑水流对土壤的冲刷和侵蚀作用。
3.计算沉井的稳定性：根据沉井的尺寸和地基承载力，采用相应的计算方法来确定沉井的稳定性。
常用的计算方法包括平衡法和有限元分析法。
4.设计加固措施：如果计算结果显示沉井的稳定性不足，需要设计加固措施来提高沉井的稳定性。
常用的加固措施包括土方加固、加固墙体和地基加固等。
水域沉箱是一种在水下进行施工的框架结构，主要用于建设桥梁、隧道和水利工程等。
水域沉箱的计算方法与水域沉井类似，以下是水域沉箱计算的主要步骤：1.确定沉箱的尺寸：根据工程的需求和设计要求，确定沉箱的主要尺寸，包括沉箱的宽度、长度和高度。
2.计算地基承载力：通过现场勘测和试验，确定沉箱底部的地基承载力。
与水域沉井类似，地基承载力的计算也需要考虑水流对土壤的作用。
3.计算沉箱的稳定性：根据沉箱的尺寸和地基承载力，采用相应的计算方法来确定沉箱的稳定性。
常用的计算方法包括平衡法和有限元分析法。
4.设计加固措施：如果计算结果显示沉箱的稳定性不足，需要设计加固措施来提高沉箱的稳定性。
常用的加固措施包括加厚沉箱底板、加固侧壁和加固顶板等。
在水域沉井和沉箱的计算过程中，还需要考虑施工过程中可能遇到的问题，如水流冲刷、泥沙堆积和土壤液化等。
因此，计算过程需要密切结合实际情况进行，确保设计的准确性和可行性。
综上所述，水域沉井和沉箱的计算是确保水下建筑工程安全和稳定的重要环节。
通过计算地基承载力、沉井或沉箱的稳定性，以及设计相应的加固措施，可以确保工程施工的顺利进行。
沉井和沉箱工程施工工艺
沉井和沉箱工程施工工艺随着城市人口的不断增长和城市建设的不断推进，地下空间的利用也越来越广泛。
沉井和沉箱作为其中的一种工程施工方式，具有安全、经济、美观等优点，被广泛应用于城市轨道交通、排水、通信、电力等方面。
本文将介绍沉井和沉箱工程的施工工艺。
沉井工程沉井是一种将井筒在地面上预制好，然后运到井所在地沉入地下的施工方式。
沉井可分为矩形沉井和圆形沉井。
矩形沉井施工工艺1.选址首先要确定沉井的位置，应根据设计要求选择合适的位置。
井口应距道路中心线至少2米以上，并符合施工规范和安全要求。
2.地面开挖在沉井区域内开挖井孔的掘进壕，掘进壕应按施工标准规范要求进行施工。
3.基础施工在井孔底面及井周围开挖基础。
基础大小、深度、钢筋大小应符合设计要求。
4.预制井筒用模板和钢筋预制井筒，应注重模板的制作和加固，防止渗水和变形，井筒顶部应设置安全护栏。
5.运输与沉井将预制好的井筒运到现场，并使用钢丝绳通过吊装措施沉入井孔位置。
在沉井过程中，需要监测井筒的下降过程、倾斜角度等情况，及时进行调整。
6.两端套接沉井后，井筒与上部结构（如路面、广场等）进行套接。
7.浇筑顶板与内部安装在沉井后，需要进行顶板浇筑和内部设备安装。
顶板的浇筑时要保证混凝土的质量，并注意施工期间的护栏设置和防止人员误入。
内部安装包括井盖、井筒支撑架、检查井等。
圆形沉井施工工艺1.选址首先要确定沉井的位置，应根据设计要求选择合适的位置。
井口应距道路中心线至少2米以上，并符合施工规范和安全要求。
2.地面开挖在沉井区域内开挖井孔的掘进壕，掘进壕应按施工标准规范要求进行施工。
3.基础施工在井孔底面及井周围开挖基础。
基础大小、深度、钢筋大小应符合设计要求。
4.预制井筒选择预制混凝土井筒，按照设计要求制作，并施工加固。
5.运输与沉井将预制好的井筒运到现场，并使用钢丝绳通过吊装措施沉入井孔位置。
在沉井过程中，需要监测井筒的下降过程、倾斜角度等情况，及时进行调整。
沉井与沉箱的区别
沉井与沉箱的区别沉井基础是以沉井作为基础结构，将上部荷载传至地基的一种深基础。
沉井是一种四周有壁、下部无底、上部无盖、侧壁下部有刃脚的筒形结构物。
沉井通常用钢筋混凝土制成。
它通过从井孔内挖土，借助自身的重量来克服井壁的摩阻力下沉至设计标高，再经过混凝土封底并填塞井孔，便可成为桥梁墩台的整体式深基础。
沉井基础的特点是埋深大、整体性强、稳定性好，能承受较大的竖向作用和水平作用。
沉井井壁既是基础的一部分，又是施工时的档土和挡水结构物，施工工艺也不复杂。
沉箱基础又称气压沉箱基础，它是以气压沉箱来修筑的桥梁墩台或其它构筑物的基础。
沉箱形似有顶盖的沉井。
在水下修筑大桥时，若用沉井基础施工有困难，则改用气压沉箱施工，并用沉箱作基础。
沉箱基础是一种较好的施工方法和基础型式。
当沉箱在水下就位后，将压缩空气压入沉箱室的内部，排出存在于工作室中的水，施工人员在箱内进行挖土施工，并且通过升降筒和气闸，把弃土外运，从而使沉箱在自重和顶面压重的作用下逐步下沉至设计标高，最后用混凝土填实工作室。
沉箱和沉井一样，可以就地建造下沉，也可以在岸边建造，然后浮运至桥基的位置穿过深水定位。
当下沉处是很深的软弱层或者是受冲刷的河底，应采用浮运式。
工成网第一节沉井的涵义及应用范围沉井是一种在地面上制作、通过取除井内土体的方法使之沉到地下某一深度的井体结构。
利用沉井作为挡土的支护结构，可以建造各种类型或各种用途的地下工程构筑物。
沉并施工方法是修筑地下构筑物或深基础工程特殊而重要的施工方法，而沉井结构则是与这种施工方法相适应的工程结构。
与沉井相类似，沉箱也是通过取除箱内土体使之沉到地下的一种工程结构，所不同的是沉箱在取除箱内土体的过程中，箱内必须保持一定的气压，使箱外的土和水不致渗入箱内，人员可在箱内进行取土作业。
沉井则因可在水下取土而无需在井内加压，这是两者主要的区别之处。
沉井的应用范围一般有以下几方面：一、当构筑物埋置较深，采用沉井方式较经济时；二、当构筑物埋置很深(如矿山的竖井)时，采用其他施工方式有困难，采用沉井最三、新建构筑物附近存在已有建筑物，开挖施工可能对已有建筑物产生不利影响，就应考虑使用沉井；四、江心和岸边的井式构筑物，排水施工有困难时，采用沉井是最佳选择；五、建筑物的地下室、拱管桥的支墩及大型桥梁的桥墩采用沉井结构都有成功实例。
第六讲-沉井和沉箱基础
第六讲沉井和沉箱基础和地下连续墙（深基础）6.1 天然地基上深基础的修筑方法概述基础d↑→施工难度（特别当d>30m时）↑→施工安全系数↓水中施工→采用特殊处理方式（如围堰）→需更多更强的支撑结构来挡土、挡水→施工困难、造价上升→新施工方式→沉井基础、沉箱基础施工步骤制作井筒→挖土下沉→达到设计标高→封底填充井孔→修建桥墩4.2沉井的类型和构造概念：沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。
沉井的工作原理江阴长江公路大桥北锚碇采用大型深沉井基础，平面尺寸为69米×51米，下沉58米，为世界第一大沉井(面积近９个半篮球场，高度相当于２２层楼)南岸重力嵌岩锚北岸锚锭沉井特点（1）施工过程：沉井挡土、挡水、起临时围堰作用，按维护结构进行受力分析（2）运营阶段：深埋的实体基础，计入周围土体对它的弹性固着作用，受力不同，应分别进行验算。
可见，沉井既是深基础的一种施工方法，又是基础的组成部分。
优点（1）刚度大、横向抗力较大、抗震性能可靠（2）机具简单、施工方便，可全面开工按下沉方法分（1）一般沉井（就地灌注下沉）（2）浮运沉井水深流急（10~15m）筑岛对通航有障碍时，浮运到位按材料分混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井及其他沉井构造沉井的结构通常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、探测管组、封底混凝土、顶盖等部分组成。
1. 平面形状圆形①受力性能好充分发挥砼抗压强度②挖土方便、下沉均匀、易于控制方向③基底>同面积矩形max矩形①制造方便，下沉方向不易控制②能充分利用地基承载力②长宽比较大时，容易受到较大的弯曲应力（可设置隔墙调节）园端形优缺点介于上述两者之间，井壁产生弯曲应力2. 平面尺寸顶面尺寸：>墩底尺寸底面尺寸：由地基容许承载力[]σ确定3. 沉井高度顶面标高：H顶低于最低水位或低于地面底面标高：H底由最小埋深（冲刷深度）及[]σ确定沉井高度：H=H顶-H底高沉井可分节制造每节高不超过5~6m，底节一般为4~6m4. 井孔设置及大小设置目的：排土平面尺寸：挖土机具能顺利通过位置：对称布置设置方式：隔墙单孔沉井、双孔沉井、多孔沉井5. 井壁应具有足够的强度、重量外形：①竖直形：优点：与土接触紧密，易于控制方向；缺点：摩擦力大，不易下沉②台阶形台阶宽10~20cm，多设在沉井分节处③斜坡形井壁做成100：1~50：1，有利下沉，易偏移6. 内壁（隔墙）作用：①使得井壁受弯宽度↓、沉井刚度↑、应力↓②均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜特点：①厚：0.8~1.2m，底面高出刃脚踏面一般不小于0.5m；防止土搁住隔墙，影响下沉；②h较大时，设梗肋于隔墙底部与刃脚连接处③排水下沉：隔墙底留1.0×1.2m2的过人通道④透气孔：隔墙上部、离顶面2~3m处宜设0.2m的连通管或20×20cm的透水孔若干7. 射水管组作用：①利于高压水流冲松井壁周围的土，降低侧阻力、端阻力②调整水量、水压大小，调整下沉方向布置特点：①管口设在刃脚下端及井壁外侧②均匀分布于横向四周8. 探测管组作用①探测刃脚及隔墙底面泥面标高②清基、射水或帮助破坏沉井正面土层，以利于下沉③沉井水下封底后，作为刃脚和隔墙下封底砼的质量检测孔适用条件：平面尺寸大、不排水下沉，较深预留方法：用 200~500mm的钢管在井壁上预制管道9. 凹槽作用①使封底砼更好地与井壁联接（嵌入井壁，形成整体）②如将沉井改为沉箱，凹槽处可预制箱顶（浇注钢筋砼顶盖）井孔如用砼或圬工填实时，可不设凹槽10. 井壁围堰作用防止井顶以上的土（水）落入井内形式土、砖、木板桩、钢板桩11. 封底砼作用：井中水无法抽干→封底→抽水厚度计算：抗浮起12. 顶盖受力和稳定条件决定是否充填？低于冻结线以下0.25m部分，必须充填。
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3．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。同时又把整个沉井孔(取土井)，使挖土和下沉可以 较均衡地进行，分隔成多个施工井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。 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。 取土井井孔尺寸除应满足使用要求之外，还应保证挖土机具 可在井孔中自由升降，不受阻碍。如用挖泥斗取土时，井孔 的最小边长应大于挖泥斗张开尺寸再加0.50~1.0m，一般不 小于2.5m。井孔的布置应力求简单、对称。
2．平战结合用的人防工事沉井
图8－3所示的矩形沉井，是平战结合用地下仓库之一例。
平面尺寸为3l×19m2，壁。下层由于使用需要，分隔成许 多小间；上层两侧为“三防”设施房间，中间作为大厅， 平时可利用作为会场，战时可作为临时救护所。 为了加强沉井施工下沉过程中的整体刚度，井内设上、下 若干横撑，到使用阶段安上楼板，隔墙就可分隔成许多房 间。
h1
b2
H
2．刃脚
• 刃脚的主要功用是减少下沉阻力。 • 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。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。
沙性土
粘性土 泥浆套
12
12.5~25 3~5
25
50 100~200 350~500
根据上海地区经验，在缺乏可靠实测资料时，对于井深80m 以内的沉井，其侧面摩擦力值f0几乎都取15~20kN/m2。后 者适于沉入深度20m以内的粘土、亚钻土中的沉井。 在实际工作中，井壁摩擦力的分布形式，有许多不同的假定。 一种是假定在深度0~5m范围内单位面积摩擦力按三角形分 布，5m以下为常数，总摩阻力 RJ f0 F0 F0 U h0 2.5 一种是取入土全深范围内为常数的假定 F U
预埋钢板 平橡胶止水带 钢板
横梁
双脚 下框架
取土坑 纵撑
26cm
a)使用阶段隧道截面示意图 b)施工阶段连 续沉井示意图 c)防水接头构造图
0.9cm
沉井高度主要由车道的净空要求确定。同时还要考虑路面铺 装、车道板、吊顶结构以及相邻沉井间沉降差等所需高度。 为保证沉井施工阶段结构刚度，在沉井顶部和底部均设置投 横向支撑数道，与井壁部分 构成刚劲的上、下框架。井宽较大时，下框架中尚可加设纵 向支撑一道。由纵、横支撑(梁) 分隔成的取土井，其尺寸应保证抓斗挖土。上下端横梁还可 起支承临时钢封门的作用，使沉 井下沉时，纵向两端的土体不挤入井内(下沉完毕，钢封门即 可拆除)。 沉井下沉到设计标高后，就可封底，并浇筑底板、内隔墙和 顶板。顶板上方可设置钢筋混凝土成层式防爆层。
顶板 取土孔
入 孔 内墙 井壁 凹槽 刃脚 封底
8.2.2沉井的构造
a)
b)
b1
L h2
c)
井壁的纵断面形状有上下等厚的直墙形、阶梯形
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 周围土层能较好地约束井壁，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。 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，将井壁外侧仍做成直线形，内侧 做成阶梯形，以减小沉井的截面尺寸，节省材料。 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。
4.68m
2800
a)
800800800 2400 200 2800 350
填土
1.82 t
m3
2.60m 3.18m
1600
1.7 t
m3
7910
淤泥质亚粘土
1.93 t
m3
6.91m
3545
b)
9750 9750
4500
5500
5500
5500
5500
4500
a)人防工事结构剖面图
施工深度大；
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， 具有良好的抗震性能。
8.2沉井结构
沉井通常为一个上无盖下无底的井筒状结构物，现常用钢 筋混凝土制成。 施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在 井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井 因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉。 当第一节井筒露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒， 待到达规定强度后再挖土下沉。这样交替操作一直下沉到 设计标高，然后封底，浇筑钢筋混凝土底、顶板等工作， 做成地下建筑物。
8 沉井与沉箱结构
丁文其 教授 同济大学地下建筑与工程系
现代压气沉箱技术
电力设施
桥梁基础
隧道竖井
连续隧道
泵站设施
压气沉箱工法
地铁车站
防波提
地下停车库
垃圾处理
8.1 概述
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，即沉井或沉箱。
沉井也称为开口沉箱，沉箱也称为闭口沉箱。由于闭口沉箱下 沉施工时采用压气排水的施工方法，故通常称其为压气沉箱。 沉井（沉箱）施工法是深基础施工中采用的主要施工方法之一， 它与基坑放坡施工相比，具有占地面积小、挖土量少，对邻近 建筑物影响比较小等优点。在工程用地与环境条件受到限制或 埋深较大的地下构筑物工程中被广泛应用。
(一) 沉井建筑平面布置的确定； (二) 沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。 1．参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，如沉井平面尺 寸、沉井高度、井孔尺寸及井壁厚度等，并估算下沉系数，以控制沉 速； 2．估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。 (三) 施工阶段强度计算 1．井壁板的内力计算； 2．刃脚的挠曲计算； 3．底横梁、顶横梁的内力计算， 4．其它。 (四) 使用阶段的强度计算(包括承受动裁) 1．按封闭框架(水平方向的或垂直方向的)或圆池结构来计算井壁并配筋； 2．顶板及底板的内力计算及配筋。
R f f0 F0
f1h1＋f 2 h2 ...... f n hn f0 h1 h2 ...... hn
土对单位井壁的面积摩擦力 （kN/m2） 土壤类型 土壤密度小 含水量多 土壤密度大 含水量小
刃脚下土壤单位面积阻力 （kN/m2） 土壤软弱 含水量多 土壤紧实 含水量少
一、沉井下沉系数的确定
• 下沉系数
G K1 1.10 1.25 R j Rr
式中G——沉井在施工阶段的自重(kN)应包括井壁和上、下横 粱和隔墙的重量以及施工时临时钢封门等的重量。当采用 不排水下沉时，尚应考虑水的浮力使井重减轻的影响。 ——Rr刃脚踏面下正面阻力的总和(kN)，如沉井有隔墙、底横 梁，其正面阻力均应计入，刃脚踏面上每单位面积所受的 阻力，视土质情况而异，详见表8—1。一般在踏面处作均 匀分布，在斜面处，可按三角形分布计算。 ——Rj沉井井壁与土壤间的总摩擦力(kN)，
a) b)
挖土
c)
顶板
井孔(填塞) (或不填塞) 封底混凝土 设计标高
8.2沉井结构
这种利用结构自重作用而下沉如土的井筒状结构物就称 “沉井”。实质上是将一个在地面筑成的“半成品”沉入 土中，然后在地下完成整个结构物的施工。
它与基坑法区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡
水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的 支撑和板桩工作，减少了土方开挖量。 沉井结构的单体造价较低，主体的混凝土都在地面上浇筑， 质量较易保证，不存在接头的强度和漏水问题，可采用横 向主筋构成较经济的结构体系。在一定的场合下，是一种 不可取代的较佳方案。
b)顶层结构剖面图 c)底层结构剖面图
c)
4500
5500
5500
5500
5500
4500
8.2.2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。 1．井壁 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。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。 先假定井壁厚度，再进行强度验算。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。
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。
沉井（沉箱）结构通常具有以下几个特点∶
躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性 能好，内部空间可有效利用；
施工场地占地面积较小，可靠性良好； 适用土质范围广（淤泥土，砂土，粘土，砂砾等土层均可施 工）；