基础工程(第二版)沉井研究报告
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弯曲应力，以及要有足够的自重，克服井壁摩阻力而顺 利下沉到达设计标高。
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。
井壁可有等厚度的直壁式和阶梯式（图5-5）两种。 2. 刃脚
井壁刃脚底部应做成水平踏面和刀刃（图5-6）。 刃脚作用是冲切硬土，以减小下沉时的端部阻力。
踏面宽度一般为10～20cm，内侧倾角一般为45～60， 刃脚高度当沉井湿封底取1.5m左右，干封底取0.6m左右。
为了使封底混凝土和底板与井壁间更好联结和传递地基 反力，于刃脚上方的井壁设置凹槽。
6. 底梁和框架 在较大型的沉井中，由于使用要求而不能设置内隔
墙时，则可在沉井底部增设底梁，构成框架以增加沉井 的整体刚度。沉井高度过大，常在井壁不同高度处设置 若干道由纵横大梁组成的水平框架，以减少井壁的跨度 ，使沉井结构受力合理。
沉井倾斜； 沉井下沉过程中遇到的大块石、树干或井底岩层表面
倾斜过大，均会给施工带来一定困难。
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第二节 沉井的构造及施工工艺
一、沉井的组成构造 沉井按平面形状可分圆形、矩形、圆端形等，根据井孔
的布置方式又有单孔、双孔、多孔的。
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1. 井壁 在下沉过程中，沉井井壁必须承受水土压力所引起的
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3. 内隔墙
内隔墙的主要功能是增加下沉时的沉井刚度、减小井 壁跨径以改善井壁受力条件、使沉井分隔成多个取土井后 挖土和下沉可较为均衡，以便于纠偏。
内隔墙的底面一般比井壁刃脚踏面高出0.5～1m，以免土 顶住内墙妨碍下沉。隔墙的厚度一般为0.5m左右，隔墙下部应 设0.8×1.2m的过人孔，以便于人与施工机具的转移。
第五章 沉井基础
第一节 概 述 第二节 沉井的构造及施工工艺 第三节 沉井的设计与计算
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第五章 沉井基础
第一节、概 述
1. 工作原理 沉井基础是井筒状的结构物，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，然后经过 混凝土封底并填塞孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物 的基础。 2. 应用范围
挖土，接筑第二节沉井。待第二节混凝土强度达设计要求 后再拆模继续挖土下沉。 6. 地基检验和处理
沉井沉至设计标高后，应进行基底检验。检验内容是 地基土质、平整情况，以决定是否对地基进行处理。
如果是排水下沉的沉井，可以直接进行检查，不排水 下沉的沉井由潜水工进行检查或钻取土样鉴定。 7. 封底、充填井孔及浇筑井盖
桥墩、锚碇、矿用竖井、地下泵房、水池、油库、地下 设备基础、盾构隧道、顶管的工作井和接收井等。
如：南京长江大桥9个桥墩中的6个，江阴长江大桥 悬索桥主缆的北锚碇均采用了沉井基础方案。
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江阴长江大桥(1999年)北锚沉井工程在大桥建设中 属A标段工程，是整个大桥工程中的重中之重。沉井 平面长69米，宽51米，下沉深度为58米，相当于九个 半篮球场那么大的20层高楼埋进地底下，比美国纽约 费雷泽诺桥(Verrazano,1964年)的锚碇沉井还要大。费雷 泽诺桥的沉井体积为15万立方米，而江阴长江公路大 桥北锚沉井体积为20.4万立方米，堪称世界最大沉井。 按设计要求，这样的沉井要穿过粉细沙土层、粉质粘 土层（硬土层）、粗沙砾石层，其难度可想而知。此 锚碇要承担大桥主缆6.4万吨的拉力。如果锚碇向前位 移一厘米，高达192米的塔墩就要偏移6厘米，重达1.8 万吨的桥面就要下降12厘 米。如果发生左右位移，整 个设计方案就会前功尽弃。
地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。如 封底是在不排水情况下进行，则可用导管法浇注水下混凝 土，待混凝土达设计强度后，再抽干井孔中的水。
4. 挖土下沉 分为排水下沉和不排水下沉。土层较稳定，不会因排
水而产生大量流砂时，可采用排水下沉(常用人工挖土)。 不排水下沉 (维持井内水位高出井外水位1~2m) 一般采用 机械除土，如土质较硬，还需配以水枪将土冲松。
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5. 接高沉井 第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1~2m时，应停止
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二、旱地沉井的施工
旱地沉井：就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及 浇注顶板。主要施工工序如下 ：
1. 整平场地 天然土质较好，整平地面就可在其上制造沉井。 为减小沉井下沉深度，也可在基础位置处挖一浅坑，
在坑底制造沉井下沉，坑底应高出地下水面0.5~1.0m。 2. 制造第一节沉井 先在刃脚踏面位置处对称地铺满一层垫木(可用
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3. 沉井基础的特点
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；
沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物， 施工时对邻近建筑物影响较小且内部空间可资利用。
4. 沉井的缺点 施工期较长； 对粉细砂类土在沉井内抽水时易发生流砂现象，造成
4. 井孔 井孔是挖土排土的工作场所和通道。
井孔尺寸应满足挖土机具能自由升降，宽度（直径）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。
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5. 封底及浇筑底板 当沉井下沉到设计标高，经检验和坑底清理后即可
进行封底。
封底可分干封和湿封（水下浇灌混凝土），有时需在井 底设有集水井后才进行封底。待封底素混凝土达到设计强度 后，抽干积水，再在其上浇筑钢筋混凝土底板。
200200mm的方木，使压应力不大于100kPa)。然后在 刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模 ，最后浇灌第一节沉井混凝土。
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3. 拆模及抽垫
沉井混凝土达到设计强度70%时可拆除模板，强度达设 计强度后才能抽撤垫木。
抽撤垫木应按一定顺序进行，以免引起沉井开裂、移动 或倾斜。其顺序是：撤除内隔墙下的垫木，再撤沉井短边 下的垫木，最后撤长边下的垫木。拆长边下的垫木时，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 应立即用砂回填进去并捣实。
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。
井壁可有等厚度的直壁式和阶梯式（图5-5）两种。 2. 刃脚
井壁刃脚底部应做成水平踏面和刀刃（图5-6）。 刃脚作用是冲切硬土，以减小下沉时的端部阻力。
踏面宽度一般为10～20cm，内侧倾角一般为45～60， 刃脚高度当沉井湿封底取1.5m左右，干封底取0.6m左右。
为了使封底混凝土和底板与井壁间更好联结和传递地基 反力，于刃脚上方的井壁设置凹槽。
6. 底梁和框架 在较大型的沉井中，由于使用要求而不能设置内隔
墙时，则可在沉井底部增设底梁，构成框架以增加沉井 的整体刚度。沉井高度过大，常在井壁不同高度处设置 若干道由纵横大梁组成的水平框架，以减少井壁的跨度 ，使沉井结构受力合理。
沉井倾斜； 沉井下沉过程中遇到的大块石、树干或井底岩层表面
倾斜过大，均会给施工带来一定困难。
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第二节 沉井的构造及施工工艺
一、沉井的组成构造 沉井按平面形状可分圆形、矩形、圆端形等，根据井孔
的布置方式又有单孔、双孔、多孔的。
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1. 井壁 在下沉过程中，沉井井壁必须承受水土压力所引起的
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3. 内隔墙
内隔墙的主要功能是增加下沉时的沉井刚度、减小井 壁跨径以改善井壁受力条件、使沉井分隔成多个取土井后 挖土和下沉可较为均衡，以便于纠偏。
内隔墙的底面一般比井壁刃脚踏面高出0.5～1m，以免土 顶住内墙妨碍下沉。隔墙的厚度一般为0.5m左右，隔墙下部应 设0.8×1.2m的过人孔，以便于人与施工机具的转移。
第五章 沉井基础
第一节 概 述 第二节 沉井的构造及施工工艺 第三节 沉井的设计与计算
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第五章 沉井基础
第一节、概 述
1. 工作原理 沉井基础是井筒状的结构物，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，然后经过 混凝土封底并填塞孔，使其成为桥梁墩台或其它结构物 的基础。 2. 应用范围
挖土，接筑第二节沉井。待第二节混凝土强度达设计要求 后再拆模继续挖土下沉。 6. 地基检验和处理
沉井沉至设计标高后，应进行基底检验。检验内容是 地基土质、平整情况，以决定是否对地基进行处理。
如果是排水下沉的沉井，可以直接进行检查，不排水 下沉的沉井由潜水工进行检查或钻取土样鉴定。 7. 封底、充填井孔及浇筑井盖
桥墩、锚碇、矿用竖井、地下泵房、水池、油库、地下 设备基础、盾构隧道、顶管的工作井和接收井等。
如：南京长江大桥9个桥墩中的6个，江阴长江大桥 悬索桥主缆的北锚碇均采用了沉井基础方案。
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江阴长江大桥(1999年)北锚沉井工程在大桥建设中 属A标段工程，是整个大桥工程中的重中之重。沉井 平面长69米，宽51米，下沉深度为58米，相当于九个 半篮球场那么大的20层高楼埋进地底下，比美国纽约 费雷泽诺桥(Verrazano,1964年)的锚碇沉井还要大。费雷 泽诺桥的沉井体积为15万立方米，而江阴长江公路大 桥北锚沉井体积为20.4万立方米，堪称世界最大沉井。 按设计要求，这样的沉井要穿过粉细沙土层、粉质粘 土层（硬土层）、粗沙砾石层，其难度可想而知。此 锚碇要承担大桥主缆6.4万吨的拉力。如果锚碇向前位 移一厘米，高达192米的塔墩就要偏移6厘米，重达1.8 万吨的桥面就要下降12厘 米。如果发生左右位移，整 个设计方案就会前功尽弃。
地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。如 封底是在不排水情况下进行，则可用导管法浇注水下混凝 土，待混凝土达设计强度后，再抽干井孔中的水。
4. 挖土下沉 分为排水下沉和不排水下沉。土层较稳定，不会因排
水而产生大量流砂时，可采用排水下沉(常用人工挖土)。 不排水下沉 (维持井内水位高出井外水位1~2m) 一般采用 机械除土，如土质较硬，还需配以水枪将土冲松。
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5. 接高沉井 第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1~2m时，应停止
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二、旱地沉井的施工
旱地沉井：就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及 浇注顶板。主要施工工序如下 ：
1. 整平场地 天然土质较好，整平地面就可在其上制造沉井。 为减小沉井下沉深度，也可在基础位置处挖一浅坑，
在坑底制造沉井下沉，坑底应高出地下水面0.5~1.0m。 2. 制造第一节沉井 先在刃脚踏面位置处对称地铺满一层垫木(可用
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3. 沉井基础的特点
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；
沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡水围堰结构物， 施工时对邻近建筑物影响较小且内部空间可资利用。
4. 沉井的缺点 施工期较长； 对粉细砂类土在沉井内抽水时易发生流砂现象，造成
4. 井孔 井孔是挖土排土的工作场所和通道。
井孔尺寸应满足挖土机具能自由升降，宽度（直径）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。
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5. 封底及浇筑底板 当沉井下沉到设计标高，经检验和坑底清理后即可
进行封底。
封底可分干封和湿封（水下浇灌混凝土），有时需在井 底设有集水井后才进行封底。待封底素混凝土达到设计强度 后，抽干积水，再在其上浇筑钢筋混凝土底板。
200200mm的方木，使压应力不大于100kPa)。然后在 刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模 ，最后浇灌第一节沉井混凝土。
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3. 拆模及抽垫
沉井混凝土达到设计强度70%时可拆除模板，强度达设 计强度后才能抽撤垫木。
抽撤垫木应按一定顺序进行，以免引起沉井开裂、移动 或倾斜。其顺序是：撤除内隔墙下的垫木，再撤沉井短边 下的垫木，最后撤长边下的垫木。拆长边下的垫木时，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 应立即用砂回填进去并捣实。