第6章沉井基础.pptx

1 内容提要内容提要 沉井基础的分类、构造及施工沉井基础的分类、构造及施工 沉井作为整体深基础的计算沉井作为整体深基础的计算 沉井施工过程的结构强度计算沉井施工过程的结构强度计算 2 6.1 6.1 概述概述 n 沉井：沉井：带刃脚的井筒状构造物，带刃脚的井筒状构造物，用人工或机械方法清除井内土石，用人工或机械方法清除井内土石，主要借自重克服井壁与土层摩阻，主要借自重克服井壁与土层摩阻，逐节下沉至基底设计标高的基础。逐节下沉至基底设计标高的基础。沉井基础示意沉井基础示意沉井基础示意沉井基础示意3 n 特点特点 下基深，下基深，hmax=220m，适用于深水，整体性强，适用于深水，整体性强，稳定性好，承载力大稳定性好，承载力大 造价高，施工期长，不排水施工时难于克服刃脚造价高，施工期长，不排水施工时难于克服刃脚下孤石、沉船、树干等障碍物，易发生流砂现象下孤石、沉船、树干等障碍物，易发生流砂现象 n 适用条件适用条件 上部荷载较大上部荷载较大 在山区河流中冲刷大在山区河流中冲刷大 河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难6.1.1 6.1.1 沉井的作用及适用条件沉井的作用及适用条件4 n下沉方式：下沉方式：就地制造下沉沉井就地制造下沉沉井(一般沉井一般沉井)、浮运沉井、浮运沉井 n制作材料：制作材料：砼沉井，钢筋砼沉井，砼沉井，钢筋砼沉井，(南昌赣江大桥、南昌赣江大桥、白沙沱长江大桥白沙沱长江大桥)，钢，钢,砖石砖石,木木 n 外观形状：外观形状：平面平面:力求简单对称，力求简单对称，利于受力，便于施工，有圆利于受力，便于施工，有圆形、矩形和椭圆形等形、矩形和椭圆形等 剖面剖面:柱形柱形(下沉过程下沉过程不易倾斜、井壁接长简单，不易倾斜、井壁接长简单，模板反复利用模板反复利用)、阶梯形、阶梯形(下下沉阻力小沉阻力小)、锥形、锥形(下沉阻力下沉阻力小小)6.2.1 6.2.1 沉井的分类沉井的分类沉井的平面形式沉井的平面形式5 6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造n 沉井组成沉井组成 刃脚刃脚 井壁井壁 内隔墙内隔墙 井孔井孔 凹槽凹槽 封底封底 盖板盖板 沉沉 井井 的的 一一 般般 构构 造造6 n 井壁井壁:沉井主要部分，下沉过程起挡土、挡水及压重沉井主要部分，下沉过程起挡土、挡水及压重作用，为深基础的护壁和建筑物的基础。作用，为深基础的护壁和建筑物的基础。a)a)柱形柱形;b);b)阶梯形阶梯形;c);c)阶梯形阶梯形;d);d)锥形锥形 一般：厚一般：厚0.81.5m，每节高，每节高5m，砼强度等级，砼强度等级C15。例：湘江大桥例：湘江大桥(一桥一桥)8#墩，上节厚墩，上节厚2.6m，下节，下节3.0m，下沉，下沉12.6m沉井立面形状沉井立面形状6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造7 n 刃脚：刃脚：井壁下端井壁下端楔状部分，利于切楔状部分，利于切入土中加速下沉入土中加速下沉 一般底面一般底面(踏面踏面)厚厚100200 mm，以型钢加强，以型钢加强，高高1m以上，砼强度等级以上，砼强度等级C20图图5.5 5.5 刃脚构造示意刃脚构造示意6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造8 n内内隔墙隔墙：加强沉井整体刚度加强沉井整体刚度 内隔墙的间距一般内隔墙的间距一般不大于不大于56m，厚，厚度一般为度一般为0.51.0m 一般要求隔墙底高一般要求隔墙底高出刃脚底面出刃脚底面0.51.0m 隔墙构造示意隔墙构造示意6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造9 n 井孔：井孔：挖土排土的工作场所和通道挖土排土的工作场所和通道 位置：位置：取土井的平面布取土井的平面布置应与中轴线对称，以利置应与中轴线对称，以利于沉井均匀下沉于沉井均匀下沉 大小：大小：由取土方法而定，由取土方法而定，采用挖土斗取土时，应能采用挖土斗取土时，应能使挖土斗自由升降，一般使挖土斗自由升降，一般宽度宽度3m，对称布置，对称布置 处理：处理：以素混凝土、片以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。石混凝土或砌片填充。井孔构造示意井孔构造示意6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造10 n 凹槽：凹槽：使封底砼和井壁结合良好使封底砼和井壁结合良好 深约深约0.15-0.25m，高约，高约1.0m，距刃脚底面一般在，距刃脚底面一般在1.5m以上以上凹槽构造示意凹槽构造示意6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造11 n封底和盖板：封底和盖板：封底厚由计算确定，顶面突出刃脚根部不小于封底厚由计算确定，顶面突出刃脚根部不小于0.5m，并达凹槽上端，砼强度一般地基并达凹槽上端，砼强度一般地基C20，岩石地基，岩石地基C15。盖板厚一般盖板厚一般1.52.0m，井孔充填砼时砼应，井孔充填砼时砼应C10。封底和盖板示意封底和盖板示意6.2.2 6.2.2 沉井的构造沉井的构造12 6.5 6.5 沉井施工沉井施工n旱地沉井施工：旱地沉井施工：平整场地，制造第一节沉井、拆平整场地，制造第一节沉井、拆模及抽垫、挖土下沉、接高沉井、井顶围堰、地模及抽垫、挖土下沉、接高沉井、井顶围堰、地基检验和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。基检验和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。n水上筑岛：水上筑岛：水流速不大，水深水流速不大，水深34m时采用，砂时采用，砂岛应高出施工最高水位岛应高出施工最高水位0.5m以上，在岛上浇筑沉以上，在岛上浇筑沉井。井。n浮运沉井：浮运沉井：水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井壁为空体可浮于水面，就位后灌注砼入水中，井壁为空体可浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。下沉至河床。13 铺垫木铺垫木 立模板绑钢筋立模板绑钢筋 注混凝土、养护注混凝土、养护 拆模及抽垫拆模及抽垫 土内模制造沉井刃土内模制造沉井刃脚脚n 清理场地清理场地制造第一节沉井实例制造第一节沉井实例n 制造第一节沉井制造第一节沉井6.5 6.5 沉井施工沉井施工14 n 拆模及抽垫拆模及抽垫 拆模顺序：拆模顺序：井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板刃脚面支撑及模板 抽垫顺序：抽垫顺序：内壁、短边及长边下对称同步。长边下隔内壁、短边及长边下对称同步。长边下隔1根撤根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除沉井垫木沉井垫木 （a a）圆形沉井垫木；（）圆形沉井垫木；（b b）矩形沉井垫木）矩形沉井垫木6.5 6.5 沉井施工沉井施工15 n 除土下沉除土下沉除除 土土 下下 沉沉 示示 意意6.5 6.5 沉井施工沉井施工16 n 接高沉井接高沉井 n 设置井顶防水围堰设置井顶防水围堰 n 基底检验和处理基底检验和处理 n 封底封底 n 井孔填充和顶板浇筑井孔填充和顶板浇筑 6.5 6.5 沉井施工沉井施工17 n 水中筑捣水中筑捣无围堰防护土岛无围堰防护土岛无围堰防护土岛无围堰防护土岛有围堰防护土岛有围堰防护土岛有围堰防护土岛有围堰防护土岛围堰筑岛围堰筑岛围堰筑岛围堰筑岛水流速不大，水深水流速不大，水深水流速不大，水深水流速不大，水深 3 34m4m时采用时采用时采用时采用水中筑岛下沉沉井水中筑岛下沉沉井6.5 6.5 沉井施工沉井施工n 浮运沉井浮运沉井水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井壁为空体浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。壁为空体浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。浮运沉井施工示意图浮运沉井施工示意图6.5 6.5 沉井施工沉井施工n 浮式沉井：浮式沉井：双壁钢壳双壁钢壳直径直径21.421.4米米 净高净高13.613.6米米 6.5 6.5 沉井施工沉井施工20 n偏斜偏斜：沉井偏斜大多发生在下沉不深时，导致偏斜原因沉井偏斜大多发生在下沉不深时，导致偏斜原因有多种；有多种；纠偏方法纠偏方法有：除土、压重、顶部施加水平力有：除土、压重、顶部施加水平力 n难沉难沉：即沉井下沉过慢或停沉；原因（侧阻过大、踏面即沉井下沉过慢或停沉；原因（侧阻过大、踏面过大、孤石树根等）；过大、孤石树根等）；解决方法解决方法（射水、加重井壁、减（射水、加重井壁、减小踏面、小型爆破）小踏面、小型爆破）n突沉突沉：沉井产生较大的倾斜或超沉，突沉常发生于软土沉井产生较大的倾斜或超沉，突沉常发生于软土地区；地区；主要原因主要原因是井壁侧阻较小是井壁侧阻较小 n流砂流砂：在粉、细砂层中下沉沉井，易出现流砂现象；主在粉、细砂层中下沉沉井，易出现流砂现象；主要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值；要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值；防治措防治措施施有：采用井点降水及不排水除土，或向井内回灌水有：采用井点降水及不排水除土，或向井内回灌水6.5 6.5 沉井施工沉井施工 1为了沉井顺利下沉，下列哪种方法是错误的()。(A)触变泥浆润滑套法 (B)将沉井设计为锥形形状 (c)井壁外喷射高压空气 (D)沉井内作横隔墙，加强沉井的刚度2关于沉井基础施工，下列哪种说法是错误的()。(A)采用不排水下沉，适用于流砂严重的地层中和渗水量大的砂砾地层中 (B)沉井接长，每次接高不易超过5m (c)为保证沉井下沉顺利，挖土方便，制作沉井时最好不铺设垫木 (D)沉井开始下沉时，要求第一节砼强度达到设计强度的100