沉井结构、计算、施工

【第16次课】

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第四章沉井基础及地下连续墙

第一节沉井的基本概念、作用及适用条件

概念：沉井是井筒状的结构物(图4-1)。它是以井内挖土，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井孔，使其成为桥梁敦台或

其它结构物的基础（图4-2）。

优点：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

工艺并不复杂(图4-3)。同时，沉井施工时对邻近

建筑物影响较小且内部空间可资利用，因而常用作

为工业建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也

常用作为矿用竖井、地下油库等。

缺点：施工期较长，对粉细砂类土在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的大孤石、树

干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工请来一定

困难。

适用：1．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做

扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定

深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础

相比较，经济上较为合理时;

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2．在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有

较大卵石不便桩基础施工时;

3．岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深;采用扩大基

础施工围堰有困难时。

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第二节沉井的类型和构造

一、沉井的分类

(一)按沉井施工方法的分类

1．一般沉井指就地制造下沉的沉井，这种沉井是在基础

设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基础

位置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉。

2．浮运沉井在深水地区筑岛有困难或不经济，或有碍通

航，当河流流速不大时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉

的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。

(二)按沉井的形状的分类

1．按沉井的平面形状

圆形沉井

矩形沉井

圆端形沉井

2．按沉井的立面形状

竖直式

倾斜式

台阶式等(图4-5)。

(三)按沉井的建筑材科的分类

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1．混凝土沉井

2．钢筋混凝士沉井

3．竹简混凝土沉井赣江大桥

4．钢沉井

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二、沉井基础的构造

(一)沉井的轮廓尺寸

平面形状←墩(台)底部的形状。

矩形沉井←矩形或圆端形墩（沉井的长边与短边之比不宜大于3）

方形或圆形沉井←墩的长宽比较为接近

沉井顶面尺寸为墩(台)身底部尺寸加襟边宽度。襟边宽度不

宜小于0.2m，也不宜小于沉井全高的1/50，浮运沉井

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不小于0.4m。

沉井的高度须根据上部结构，水文地质条件及各土层的承载

力等定出墩底标高相沉井基础底面的埋置深度后确定。

高的沉井应分节制造和下沉，每节高度不宜大于5m，对底

节沉井若是在松软土层中下沉时，还不应大于沉井宽度

的0.8倍。若底节沉井高度过高，沉井过重，会给制模、板书…………………………讲解…………………………………

筑岛时岛面处理、抽除垫木下沉等带来困难。

(二)沉井的一般构造

1．井壁

井壁是沉井的主体部分。它在沉井下沉过程中起挡土、挡水

及利用本身重量克服土与井壁之间的摩阻力的作用。

当沉井施工完毕后，它就成为基础或基础的一部分而

将上部荷载传到地基。因此，井壁必须具有足够的强

度和一定的厚度。根据井壁在施工中的受力情况，可

以在井壁内配置竖向及水平向钢筋，以增加井壁强

度。井壁厚度按下沉需要的自重，本身强度以及便于

取土和清基等因素而定，一般为0.80一1.20m。钢筋

混凝土薄壁沉井可不受此限制。井壁的混凝土标号不

低于15号。

2．刃脚

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井壁下端形如楔状的部分称为刃脚。其作用是在沉井白重作

用下易于切土下沉。刃脚底面(踏面)宽度一般为0.1

一0.2m，对软土可适当放宽。下沉深度大，且土质

较硬，刃脚底面应以型钢(角钢或槽钢)加强(图4-7)，

以防刃脚损坏。刃脚内侧斜面与水平面的夹角应大于

45°。刃脚高度视井壁厚度、便于抽除垫木而定，一

般在1.Om以上。由于刃脚在沉井下沉过程中受力较板书…………………………讲解…………………………………

集中，故刃脚宜采用20号以上的钢筋混凝土制成。

3．隔墙

沉井长宽尺寸较大，应在沉井内设置隔墙，以加强沉井的刚

度，使井壁的挠曲应力减小，其厚度一般小于井壁。隔

墙底面应高出刃脚底面0.5m以上，避免隔墙下的土顶

住沉井而妨碍下沉。也可在刃脚与隔墙联结处设置埂肋

加强刃脚与隔墙的连结。如为人工挖土，在隔墙下端应

设置过人孔，便于工作人员井孔间往来。

4．井孔

井孔是挖土排士的工作场所和通道。井孔尺寸应满足施工要

求，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。

5．凹槽

凹槽设在井孔下端近刃脚处，其作用是便封底混凝土与井壁

有较好的接合，封底混凝土底面的反力更好的传给井壁

(如井孔全部填妥的实心沉井也可不设凹槽)。凹槽深度

约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。射水管应均匀布置，

以利于控制水压和水量来调整下沉方向。一般水压不小

于600kPa。如使用泥浆润滑套施工方法时，应有预理

的压射泥浆管路。

7．封底和盖板

沉井沉至设计标高进行清基后，便浇筑封底混凝土。混凝土

达到设计强度后，可从井孔中抽干水并填满混凝土或其

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