沉井基础ppt课件

沉井基础
7.1 沉井的基本概念、作用及适用条件
沉井的概念:是井筒状的结构物(图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 墩台或其它结构物的基础(图2)。
图1 沉井下沉示意图
图2 沉井基础
沉井的优点：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土 围堰结构物，施工工艺并不复杂，因此在桥梁工程中得到较广泛的应用。同时， 沉井施工时对邻近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。
和下沉深度而定。
土软，浅
土软，深
土密，深
上述各类沉井的适用条件：
柱形沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较简单，模板可重复使用。故当 土质较松软，沉井下沉深度不大，可以采用这种形式。 锥形沉井，井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点是施工较复杂，消耗模板多 ，同时沉井下沉过程中容易发生倾斜。 阶梯式沉井的台阶宽度约为100～200mm。鉴于沉井所承受的土压力与水压力， 均随深度而增大。为了合理利用材料，可将沉井的井壁随深度分为几段，做成阶 梯形。下部井壁厚度大，上部井壁厚度小，因此，这种沉井外壁所受的摩擦阻力 可以减小，有利于下沉。
2. 浮式沉井：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) 按沉井形状分类 1.按沉井的平面形状：
常用的有圆形、圆端形和矩形等。根据井孔的布置方式，又有单孔、 双孔及多孔的分别。
2.按沉井的立面形状 主要有柱形、锥形及阶梯形等。采用形式应视沉井需要通过的土层性质
沉井的底面标高：须根据上部结构荷载，水文地质条件及各土层的承载力等确 定。
沉井基础的顶面(墩底)要求埋在地面下0.2m或在地下水位以上0.5m。当沉井顶 面标高和底面标高确定之后，由墩底面和沉井底面两个标高之差即可定出沉井高 度。
(二) 沉井的一般构造
一般沉井构造上主要由井壁、(三) 按沉井所用材料分类
1.素混凝土沉井：素混凝土沉井的特点是抗压强度高，抗拉能力低，因此 这种沉井宜做成圆形，并适用于下沉深度不大(4～7m)的软土层中。
2.钢筋混凝土沉井： 这种沉井的抗拉及抗压能力较好，下沉深度可以很大 (达数十米以上)，当下沉深度不很大时，井壁上部用混凝土，下部(刃脚)用钢筋 混凝土，在桥梁工程中得到较广泛的应用。当沉井平面尺寸较大时，可做成薄 壁结构，沉井外壁采用泥浆润滑套，壁后压气等施工辅助措施就地下沉或浮运 下沉。此外，钢筋混凝土沉井井壁隔离墙可分段(块)预制，工地拼接，做成装配
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。
沉井
7.2 沉井的类型和构造 一、沉井的分类
(一) 按沉井的施工方法分类
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
7.3 沉井的施工
一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种 一、旱地上沉井的施工
桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及 浇筑顶板，参见下图。在这种情况下，一般较容易施工。
沉井施工顺序图 a)制造第一节沉井；b)抽垫木、挖土下沉；c)沉井接高下沉；d)
1-井壁；2-凹槽；3-刃脚；4-承垫木；5-素混凝土封底
1.整平场地
如天然地面土质较好，只需将地面杂物清掉 整平地面，就可在其上制造沉井，如为了减小 沉井的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，坑底应高出地下水位 0.5～1.0m 。如土质松软，应整平夯实或换土 夯实。在一般情况下，应在整平场地上铺上不
小于0.5m厚的砂或砂砾层。
2.制造第一节沉井
由于沉井自重较大，刃脚踏面尺寸较小， 应力集中，场地土往往承受不了这样大的压 力。所以在整平的场地上应在刃脚踏面位置 处对称地铺满一层垫木(可用200×200mm的 方木)以加大支承面积，使沉井重量在垫木下 产生的压应力不大于100kPa。垫木的布置应 考虑抽除垫木方便(有时可用素混凝土垫层代
式。 3. 砖石沉井：这种沉井适用于深度浅的小型沉井，或临时性沉井。例如，房
屋纠倾工作井，即用砖砌沉井，深度约4～5m。 4.竹筋混凝土沉井：沉井在下沉过程中受力较大因而需配置钢筋，一旦完工后，
它就不再承受多大的拉力，因此，在南方产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力 好的竹替部分钢筋来承受下沉阶段过程中拉力。我国南昌赣江大桥等曾用这种沉
沉井的缺点：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 会给施工带来一定困难。
根据经济合理、施工上可能的原则，一般在下列情况，可以采用沉井基础：
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，经济上较为合理的；
井。在沉井分节接头处及刃脚仍用钢筋。 5. 钢沉井：钢沉井由钢材制作，强度高、质量轻、易于拼装、适于制造空心
浮运沉井，但用钢量大，国内应用较少。
二、沉井基础的构造
(一)沉井的轮廓尺寸
沉井的平面形状：决定于墩(台)底部的形状。对矩形或圆端形墩，可采用相应 形状的沉井，采用矩形沉井时，为保证下沉的稳定性，沉井的长边与短边之比不 宜大于3。当墩的长宽比较为接近时，可采用方形或圆形沉井。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，浮运沉井不小于0.4m。如沉井顶面需设置围堰，其襟边宽度根据围堰构造 还需加大。墩(台)身边缘应尽可能支承于井壁上或盖板支承面上，对井孔内不以混 凝土填实的空心沉井不允许墩(台)身边的缘全部置于井孔位置上。