土木工程本科生专业课程--第五章 沉井基础PPT参考课件
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3 沉井高度 ★ 顶面标高H1：低于最低水位或低于地面 ★ 底面标高H2：由最小埋深和地基承载力确定 ★ 沉井高度H: H=H1-H2
● 高沉井可分节制造：每节高不大于5~6m， 首节不大于4~6m
● 第二节沉井过高，会导致沉井下沉发生倾斜 以及使下沉不深的首节沉井发生问题
5.2 沉井的类型及构造
沉井基础 沉箱基础
5.1 天然地基上深基础的修筑方法
施工方法
制作 井筒
挖土 下沉
到达设 封底填 修筑上 计标高 充制盖 部结构
5.1 天然地基上深基础的修筑方法
施工过程：沉井挡土、挡水，起临时围堰作用
特点
优点
运营阶段：深埋的实体基础 刚度大、横向抗力大、抗震性能较好
机具简单、施工方便
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
5.2 沉井的类型及构造
7 射水管组 ★ 作用：①利用高压水流冲松井壁四周的土，降 低侧阻力端阻力 ②控制水量、水压大小，调整下沉方向
8 探测管组
★ 作用：①探测刃脚和隔墙底面下的泥面标高 ②清基射水或破坏沉井正面土层以利下沉 ③沉井水下封底后，可作为刃脚或隔墙下 封底混凝土的质量检查孔
★ 使用条件：平面尺寸大，不排水下沉较深的沉井
5.2 沉井的类型及构造
5.2.1 沉井类型
按下沉方法
一般沉井 浮运沉井
按沉井材料
混凝土沉井 钢筋混凝土沉井 钢沉井 其他沉井
5.2 沉井的类型及构造
5.2.2 沉井构造
1——井壁 2——刃脚 3——隔墙 4——井孔 5——凹槽 6——射水管 7——封底 8——顶盖
5.2 沉井的类型及构造
1 平面形状 圆形沉井
5.3 沉井的施工
垫木布置示意图
5.3 沉井的施工
挖土内模 • 浇筑混凝土
对称均匀地进行，防止不均匀沉降引起沉 井开裂，且尽量一次性浇筑
5.3 沉井的施工
• 拆除模板和垫木 ★模板拆除时间：侧面直立模板≥设计强度25% 刃脚斜面、隔墙底面≥设计强度75% 垫木=设计强度 ★垫木拆除顺序：先内壁，后外壁；先短边，后长边
土木工程本科生专业课程——基础工程
第五章 沉井基础
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
5.1 天然地基上深基础的修筑方法
概述
基础埋深
施工难度
施工安全系数
水中施工
wk.baidu.com
需采用特殊 的处理方式
施工困难 新方法
造价上升
需更多更强 的支撑结构
50：1
5.2 沉井的类型及构造
6 隔墙 ★ 作用：① 减小受弯跨度，提高沉井刚度，降低
沉井应力 ② 均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜
★ 特点：① 厚0.8~1.2m，底面高出刃脚踏面不小于0.5m ② h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过人通道 ④ 设置透水孔，一般20-20cm2，设置在隔墙 上部离顶部2~3m
江阴长江公路大桥
世界第一大沉井
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)。
北岸
南岸
南岸重力嵌岩锚
5.3 沉井的施工
5.3.1 陆地沉井的施工
• 场地准备 • 立模、绑扎钢筋
垫木法
方法
无垫木法
土模法
填土内模 挖土内模
5.2 沉井的类型及构造
9 凹槽 ★ 作用：①使封底混凝土更好的与井壁联结 ②如将沉井改为沉箱，凹槽处可制作箱顶
10 井顶围堰 ★ 作用：防止井顶以上的土，水落入井内
11 封底混凝土 厚度由计算确定 12 顶盖
受力和稳定条件确定是否填充
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
③ 难沉问题 井底有障碍物
井壁阻力过大
5.3 沉井的施工
★清除障碍物 ★加重法 ★减小井壁摩阻力
高压射水法
泥浆套法
空气幕法 ④ 突沉问题
炮震法
主要发生在软土地区，可加宽刃脚踏面解决
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
4 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，对称布置 ★ 设置方式: 单孔、双孔及多孔
5.2 沉井的类型及构造
5 井壁
应有足够的强度和重量
竖
台
斜
直
阶
坡
形
形
形
易于控制 方向，但 阻力大， 不易下沉
台阶宽度 10~20mm 多设在沉 井分节处
有利下沉 但易偏斜 100：1至
长边下的垫木是隔一根撤一根，以定 位垫木为中心，由远而近地对称拆除
5.3 沉井的施工
• 挖土下沉 ★排水挖土下沉：无地下水或土层渗水量较小且稳定 ★不排水挖土下沉：与上述情况相反
为避免沉井发生倾斜，挖土应分层均匀进行 先挖井孔中心，再挖隔墙下，后挖刃脚下土 • 接筑沉井 • 地基检验和处理 • 井底填充 • 制作顶盖
★偏挖土：在下沉少的一侧多挖土，下沉多的一侧 少挖土或不挖土
★偏压重：在井顶不对称加重，不对称射水，或在 井顶施加水平力将沉井扶正
★在沉的少的一侧挖土，底面灌注膨润土泥浆，以 减小井壁与土之间的摩擦力
5.3 沉井的施工
② 沉井偏移 ★先偏挖土使之倾斜，再均匀挖土至井底中心 接近设计标高时，再纠倾斜
5.4 沉井的设计计算
5.4.1 集资料
设计资料：①上部结构、墩台类型及尺寸、沉井基 础的设计荷载
②水文、地质资料等 设计内容：①作为基础本身的检算，深埋刚性基础
5.3 沉井的施工
5.3.2 水中沉井的施工
• 筑岛法
在河流浅滩或水位不深 水流速度不大时采用
5.3 沉井的施工
• 浮运法
在深水河道中，水流速度 较大，人工筑岛有困难时
双壁浮运沉井
浮运沉井下水
带气筒浮运沉 井
带临时性井底 浮运沉井
5.3 沉井的施工
5.3.3 沉井下沉问题及处理方法
① 沉井倾斜
平面 形状
矩形沉井
圆端形沉井
① 受力性能好，充分发挥混凝土 抗压强度
② 挖土方便，下沉均匀，易于控 制方向
③ 基底σmax>同面积的矩形
① 制造方便，下沉方向不易控制 ② 能充分利用地基承载力
① 介于前两者之间
5.2 沉井的类型及构造
2 平面尺寸 ★ 顶面尺寸：大于墩底尺寸 ★ 底面尺寸：由地基承载力确定
● 高沉井可分节制造：每节高不大于5~6m， 首节不大于4~6m
● 第二节沉井过高，会导致沉井下沉发生倾斜 以及使下沉不深的首节沉井发生问题
5.2 沉井的类型及构造
沉井基础 沉箱基础
5.1 天然地基上深基础的修筑方法
施工方法
制作 井筒
挖土 下沉
到达设 封底填 修筑上 计标高 充制盖 部结构
5.1 天然地基上深基础的修筑方法
施工过程：沉井挡土、挡水，起临时围堰作用
特点
优点
运营阶段：深埋的实体基础 刚度大、横向抗力大、抗震性能较好
机具简单、施工方便
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
5.2 沉井的类型及构造
7 射水管组 ★ 作用：①利用高压水流冲松井壁四周的土，降 低侧阻力端阻力 ②控制水量、水压大小，调整下沉方向
8 探测管组
★ 作用：①探测刃脚和隔墙底面下的泥面标高 ②清基射水或破坏沉井正面土层以利下沉 ③沉井水下封底后，可作为刃脚或隔墙下 封底混凝土的质量检查孔
★ 使用条件：平面尺寸大，不排水下沉较深的沉井
5.2 沉井的类型及构造
5.2.1 沉井类型
按下沉方法
一般沉井 浮运沉井
按沉井材料
混凝土沉井 钢筋混凝土沉井 钢沉井 其他沉井
5.2 沉井的类型及构造
5.2.2 沉井构造
1——井壁 2——刃脚 3——隔墙 4——井孔 5——凹槽 6——射水管 7——封底 8——顶盖
5.2 沉井的类型及构造
1 平面形状 圆形沉井
5.3 沉井的施工
垫木布置示意图
5.3 沉井的施工
挖土内模 • 浇筑混凝土
对称均匀地进行，防止不均匀沉降引起沉 井开裂，且尽量一次性浇筑
5.3 沉井的施工
• 拆除模板和垫木 ★模板拆除时间：侧面直立模板≥设计强度25% 刃脚斜面、隔墙底面≥设计强度75% 垫木=设计强度 ★垫木拆除顺序：先内壁，后外壁；先短边，后长边
土木工程本科生专业课程——基础工程
第五章 沉井基础
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
5.1 天然地基上深基础的修筑方法
概述
基础埋深
施工难度
施工安全系数
水中施工
wk.baidu.com
需采用特殊 的处理方式
施工困难 新方法
造价上升
需更多更强 的支撑结构
50：1
5.2 沉井的类型及构造
6 隔墙 ★ 作用：① 减小受弯跨度，提高沉井刚度，降低
沉井应力 ② 均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜
★ 特点：① 厚0.8~1.2m，底面高出刃脚踏面不小于0.5m ② h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过人通道 ④ 设置透水孔，一般20-20cm2，设置在隔墙 上部离顶部2~3m
江阴长江公路大桥
世界第一大沉井
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)。
北岸
南岸
南岸重力嵌岩锚
5.3 沉井的施工
5.3.1 陆地沉井的施工
• 场地准备 • 立模、绑扎钢筋
垫木法
方法
无垫木法
土模法
填土内模 挖土内模
5.2 沉井的类型及构造
9 凹槽 ★ 作用：①使封底混凝土更好的与井壁联结 ②如将沉井改为沉箱，凹槽处可制作箱顶
10 井顶围堰 ★ 作用：防止井顶以上的土，水落入井内
11 封底混凝土 厚度由计算确定 12 顶盖
受力和稳定条件确定是否填充
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
③ 难沉问题 井底有障碍物
井壁阻力过大
5.3 沉井的施工
★清除障碍物 ★加重法 ★减小井壁摩阻力
高压射水法
泥浆套法
空气幕法 ④ 突沉问题
炮震法
主要发生在软土地区，可加宽刃脚踏面解决
主要内容
5.1 天然地基上深基础的修筑方法 5.2 沉井的类型和构造 5.3 沉井的施工方法 5.4 沉井的设计计算
4 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，对称布置 ★ 设置方式: 单孔、双孔及多孔
5.2 沉井的类型及构造
5 井壁
应有足够的强度和重量
竖
台
斜
直
阶
坡
形
形
形
易于控制 方向，但 阻力大， 不易下沉
台阶宽度 10~20mm 多设在沉 井分节处
有利下沉 但易偏斜 100：1至
长边下的垫木是隔一根撤一根，以定 位垫木为中心，由远而近地对称拆除
5.3 沉井的施工
• 挖土下沉 ★排水挖土下沉：无地下水或土层渗水量较小且稳定 ★不排水挖土下沉：与上述情况相反
为避免沉井发生倾斜，挖土应分层均匀进行 先挖井孔中心，再挖隔墙下，后挖刃脚下土 • 接筑沉井 • 地基检验和处理 • 井底填充 • 制作顶盖
★偏挖土：在下沉少的一侧多挖土，下沉多的一侧 少挖土或不挖土
★偏压重：在井顶不对称加重，不对称射水，或在 井顶施加水平力将沉井扶正
★在沉的少的一侧挖土，底面灌注膨润土泥浆，以 减小井壁与土之间的摩擦力
5.3 沉井的施工
② 沉井偏移 ★先偏挖土使之倾斜，再均匀挖土至井底中心 接近设计标高时，再纠倾斜
5.4 沉井的设计计算
5.4.1 集资料
设计资料：①上部结构、墩台类型及尺寸、沉井基 础的设计荷载
②水文、地质资料等 设计内容：①作为基础本身的检算，深埋刚性基础
5.3 沉井的施工
5.3.2 水中沉井的施工
• 筑岛法
在河流浅滩或水位不深 水流速度不大时采用
5.3 沉井的施工
• 浮运法
在深水河道中，水流速度 较大，人工筑岛有困难时
双壁浮运沉井
浮运沉井下水
带气筒浮运沉 井
带临时性井底 浮运沉井
5.3 沉井的施工
5.3.3 沉井下沉问题及处理方法
① 沉井倾斜
平面 形状
矩形沉井
圆端形沉井
① 受力性能好，充分发挥混凝土 抗压强度
② 挖土方便，下沉均匀，易于控 制方向
③ 基底σmax>同面积的矩形
① 制造方便，下沉方向不易控制 ② 能充分利用地基承载力
① 介于前两者之间
5.2 沉井的类型及构造
2 平面尺寸 ★ 顶面尺寸：大于墩底尺寸 ★ 底面尺寸：由地基承载力确定