沉井法施工演示PPT(完整版)
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探测管：探测刃脚和隔墙底面下的泥面标高，清基
射水或破坏沉井正面土层以利下沉；
气管：空气幕下沉沉井 ； 压浆管：埋设压浆管
7）封底
渗水率小于6mm/min时，排干水后用C15或 C20普通混凝土浇筑；
当井中的渗水率大于6mm/min时，宜采用 导管法浇注C20级水下混凝土封底。
厚度按其承载力条件计算确定，一般其顶 面应高出凹槽0.5m。
，用下沉系数k表示 ：
土的种类 f(kPa)
k G / R 1.15 ~ 1.25
R hiui fi
表8-1 沉井井壁与土体之间的摩阻力f（kPa）
粘性土
砂性土
砂卵 石
砂砾石
软土
25~50 12~25 18~30 15~20 10~12
泥浆套 3~5
摩擦力分布
假定从地表到5m深度范 围内，单位摩阻力按直 线规律由零增加至最大 值；
4）取土井
位置：取土井的平面布置应与中轴线对称，以 利于沉井均匀下沉；
大小：由取土方法而定，采用挖土斗取土时， 应能使挖土斗自由升降，最小边长不宜小于 2.5m。
处理：以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。
5）凹槽
为了封底混凝土嵌入井壁，形成整体，使 传至沉井壁上的力能更好地传递给封底混 凝土底面。
广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；
水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和 盾构或顶管的工作井 。
技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑 物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性 好，能支承较大的荷载。
8.1.2 沉井的分类
（1）按下沉环境可分为陆地沉井（包括在浅水中先 筑岛制作的沉井）和浮运沉井；
表8-2 沉井竖向拉力计算及其最小配筋率
验算建议值
沉井施工 状态
排水下沉
不排水下 沉 泥浆套中 下沉
沉井结构或受其影响建筑物的安全 纵向钢筋最小
等级与拉力计算取值
构造配筋率
一级 0.50G 0.40G 0.30G
二级 0.30G 0.25G 0.25G
三级 0.25G 0.20G 0.20G
钢筋混凝土最 小配筋率不宜 于少0.1%；少 筋混凝土不宜 少于0.05%
8.3.3 沉井井壁计算
沉井井壁应进行竖直和水平两个方向的 内力计算。
1）竖直方向 在沉井的下沉过程中，当沉井被四周土
体箝固着而刃脚下的土已被掏空时，应 验算井壁接缝处的竖向拉应力。
接缝处：混凝土不承受拉应力而由接缝处 的钢筋承受，此时钢筋的抗拉安全系数可 采用1.25；同时并须验算钢筋的锚固长度。
遇到意外困难，还可在凹槽处浇筑钢筋混 凝土盖板，将沉井改为沉箱。
尺寸：凹槽深约0.15~0.25m，高约1.0m左 右，其距刃脚底面一般在1.5m以上。
6）射水管组、探测管、气管和压浆管
射水管组：压入高压水把井壁四周的土冲松， 以减少摩擦力和端部阻力。
高压水水压一般不小于0.6MPa，每一水管的 排水量不小于200L/min；
井壁摩阻力可假定沿沉井全高按倒三角形 分布，即在刃脚底面处为零，在地面处为 最大，此时最危险的截面在沉井入土深度 的1/2处
沉井外侧直立时的井壁 受拉计算图
按《公路桥涵地基与基础设计规范》，最大竖 向拉力Plmax为此时沉井全部重力G的1/4，即
实 被际拉工裂程的中沉，井沉。P井l m被a卡x 住G较/为4常见，也出现过
2）水平方向
根据排水或不排水的情况，沉井井壁在水 压力和土压力等水平荷载作用下，应作为 水平框架验算其水平方向的挠曲。
（2）按沉井构造形式可分为独立沉井和连续沉井 ； （3）按沉井平面形式可分为圆形、椭圆形、正方形
、矩形和多边形等；也可分为单孔和多孔沉井（见 图8-1）； （4）按沉井制作材料可分为混凝土、钢筋混凝土、 钢、砖、石以及组合式沉井等。
沉井按平面形式分类
a—圆形单孔沉井；b—正方形单孔沉井；c—矩形单孔沉井； d—矩形双孔沉井；e—椭圆形双孔沉井；f—矩形多孔沉井
东南大学远程教育
地下结构工程
第0ຫໍສະໝຸດ Baidu章 主讲教师 ： 穆保岗
第8章 沉井基础
8.1 概述 8.1.1 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。
8.2 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；
a）、（b）竖直的；（c）、（d）台阶形的； （e）锥形的；（f）倒锥形的 图8-5 沉井外壁的形式
3）内隔墙
加强沉井刚度、缩小外壁计算跨度，同时又 将沉井分成多个取土井，便于掌握挖土位置 以控制下沉的方向 ；
内隔墙的间距一般不大于5~6m，厚度一般为 0.5~1.0m。
一般要求隔墙底高出刃脚底面0.5~1.0m。
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
时，应设挡土防水墙连接在井壁的顶部。
8.3 沉井结构设计计算
8.3.1 下沉系数计算 验算沉井自重是否能克服下沉时土的摩阻力
超过深度5m以后取常数 值
8.3.2 沉井底节验算
刃脚下的支承位置 不 断在变，三种情况：
1）在排水或无水情 况下下沉沉井
2）对于不排水下沉的沉井
（1）假定底 节沉井仅支承 于长边的中点 （2）假定底 节沉井支承于 短边的两端点
本讲要点
了解沉井构造； 掌握下沉系数计算。 沉井底节验算
8.1.3 沉井的设计原则
结构简单对称，受力合理，施工方便。 沉井的长短边之比越小越好，以保证下沉
时的稳定性。 一般沉井应分节制作，每节高度不宜大于
5m。 沉井底节高度应满足拆除支承时沉井纵向
抗弯要求之外，在松软土层中下沉的沉井 ，底节高度不宜大于0.8b 。
8.1.4 沉井的施工步骤
沉井施工步骤示意图
射水或破坏沉井正面土层以利下沉；
气管：空气幕下沉沉井 ； 压浆管：埋设压浆管
7）封底
渗水率小于6mm/min时，排干水后用C15或 C20普通混凝土浇筑；
当井中的渗水率大于6mm/min时，宜采用 导管法浇注C20级水下混凝土封底。
厚度按其承载力条件计算确定，一般其顶 面应高出凹槽0.5m。
，用下沉系数k表示 ：
土的种类 f(kPa)
k G / R 1.15 ~ 1.25
R hiui fi
表8-1 沉井井壁与土体之间的摩阻力f（kPa）
粘性土
砂性土
砂卵 石
砂砾石
软土
25~50 12~25 18~30 15~20 10~12
泥浆套 3~5
摩擦力分布
假定从地表到5m深度范 围内，单位摩阻力按直 线规律由零增加至最大 值；
4）取土井
位置：取土井的平面布置应与中轴线对称，以 利于沉井均匀下沉；
大小：由取土方法而定，采用挖土斗取土时， 应能使挖土斗自由升降，最小边长不宜小于 2.5m。
处理：以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。
5）凹槽
为了封底混凝土嵌入井壁，形成整体，使 传至沉井壁上的力能更好地传递给封底混 凝土底面。
广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础；
水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和 盾构或顶管的工作井 。
技术上比较稳妥可靠，挖土量少，对邻近建筑 物的影响比较小，沉井基础埋置较深，稳定性 好，能支承较大的荷载。
8.1.2 沉井的分类
（1）按下沉环境可分为陆地沉井（包括在浅水中先 筑岛制作的沉井）和浮运沉井；
表8-2 沉井竖向拉力计算及其最小配筋率
验算建议值
沉井施工 状态
排水下沉
不排水下 沉 泥浆套中 下沉
沉井结构或受其影响建筑物的安全 纵向钢筋最小
等级与拉力计算取值
构造配筋率
一级 0.50G 0.40G 0.30G
二级 0.30G 0.25G 0.25G
三级 0.25G 0.20G 0.20G
钢筋混凝土最 小配筋率不宜 于少0.1%；少 筋混凝土不宜 少于0.05%
8.3.3 沉井井壁计算
沉井井壁应进行竖直和水平两个方向的 内力计算。
1）竖直方向 在沉井的下沉过程中，当沉井被四周土
体箝固着而刃脚下的土已被掏空时，应 验算井壁接缝处的竖向拉应力。
接缝处：混凝土不承受拉应力而由接缝处 的钢筋承受，此时钢筋的抗拉安全系数可 采用1.25；同时并须验算钢筋的锚固长度。
遇到意外困难，还可在凹槽处浇筑钢筋混 凝土盖板，将沉井改为沉箱。
尺寸：凹槽深约0.15~0.25m，高约1.0m左 右，其距刃脚底面一般在1.5m以上。
6）射水管组、探测管、气管和压浆管
射水管组：压入高压水把井壁四周的土冲松， 以减少摩擦力和端部阻力。
高压水水压一般不小于0.6MPa，每一水管的 排水量不小于200L/min；
井壁摩阻力可假定沿沉井全高按倒三角形 分布，即在刃脚底面处为零，在地面处为 最大，此时最危险的截面在沉井入土深度 的1/2处
沉井外侧直立时的井壁 受拉计算图
按《公路桥涵地基与基础设计规范》，最大竖 向拉力Plmax为此时沉井全部重力G的1/4，即
实 被际拉工裂程的中沉，井沉。P井l m被a卡x 住G较/为4常见，也出现过
2）水平方向
根据排水或不排水的情况，沉井井壁在水 压力和土压力等水平荷载作用下，应作为 水平框架验算其水平方向的挠曲。
（2）按沉井构造形式可分为独立沉井和连续沉井 ； （3）按沉井平面形式可分为圆形、椭圆形、正方形
、矩形和多边形等；也可分为单孔和多孔沉井（见 图8-1）； （4）按沉井制作材料可分为混凝土、钢筋混凝土、 钢、砖、石以及组合式沉井等。
沉井按平面形式分类
a—圆形单孔沉井；b—正方形单孔沉井；c—矩形单孔沉井； d—矩形双孔沉井；e—椭圆形双孔沉井；f—矩形多孔沉井
东南大学远程教育
地下结构工程
第0ຫໍສະໝຸດ Baidu章 主讲教师 ： 穆保岗
第8章 沉井基础
8.1 概述 8.1.1 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。
8.2 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；
a）、（b）竖直的；（c）、（d）台阶形的； （e）锥形的；（f）倒锥形的 图8-5 沉井外壁的形式
3）内隔墙
加强沉井刚度、缩小外壁计算跨度，同时又 将沉井分成多个取土井，便于掌握挖土位置 以控制下沉的方向 ；
内隔墙的间距一般不大于5~6m，厚度一般为 0.5~1.0m。
一般要求隔墙底高出刃脚底面0.5~1.0m。
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
时，应设挡土防水墙连接在井壁的顶部。
8.3 沉井结构设计计算
8.3.1 下沉系数计算 验算沉井自重是否能克服下沉时土的摩阻力
超过深度5m以后取常数 值
8.3.2 沉井底节验算
刃脚下的支承位置 不 断在变，三种情况：
1）在排水或无水情 况下下沉沉井
2）对于不排水下沉的沉井
（1）假定底 节沉井仅支承 于长边的中点 （2）假定底 节沉井支承于 短边的两端点
本讲要点
了解沉井构造； 掌握下沉系数计算。 沉井底节验算
8.1.3 沉井的设计原则
结构简单对称，受力合理，施工方便。 沉井的长短边之比越小越好，以保证下沉
时的稳定性。 一般沉井应分节制作，每节高度不宜大于
5m。 沉井底节高度应满足拆除支承时沉井纵向
抗弯要求之外，在松软土层中下沉的沉井 ，底节高度不宜大于0.8b 。
8.1.4 沉井的施工步骤
沉井施工步骤示意图