地基与基础工程课件

地基与基础工程课件第一页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第2页§4.11沉井基础4.11.1沉井基础的特点、应用与类型4.11.2沉井的构造4.11.3沉井的施工工艺4.11.4沉井设计4.11.5.1沉井基础的承载力计算第二页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第3页4.11.1沉井基础的特点、应用与类型4.11.1.1沉井基础的特点底部带刃脚的筒状结构，地面预制，挖土下沉;自身可抵挡侧向水、土压力；断面尺寸大，承载力高。§4.11沉井基础第三页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第4页4.11.1.2沉井基础的应用适用于：高、大、重型结构物基础；广泛应用于桥梁、水闸、港口工程。不适用于：土层含大型孤石、树干、沉船等障碍时；易出现流砂现象的土层；设计深度岩性不均，沉井易倾斜时。§4.11沉井基础第四页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第5页泰州大桥中塔沉井－泰州大桥：主桥桥跨为390＋1080＋1080＋390m，三塔悬索桥。第五页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第6页泰州大桥中塔沉井中塔沉井概况：58.4×44.4米，高76米，12个井孔；下层38米为钢箱结构，上层38米为钢筋混凝土结构。沉井施工简介：首节钢沉井8米工厂预制；浮运至现场预制场地后接高至38米；然后浮运到墩位处定位(2007-11-11)，再接高12米，而后下沉。沉井按“接高、下沉”工序交替进行。井壁混凝土采用刚性导管法灌注完成。下沉到位后，开始采用水下导管法灌注沉井封底砼(2008-9-10)。第六页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第7页泰州大桥中塔沉井沉井启航，离开临时码头第七页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第8页泰州大桥中塔沉井2007-11-11沉井浮运到位，12月1日江底着床第八页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第9页泰州大桥中塔沉井沉井接高施工第九页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第10页泰州大桥中塔沉井沉井顶面俯视第十页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第11页泰州大桥中塔沉井沉井接高至76m第十一页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第12页泰州大桥中塔沉井2008-9-1沉井下沉到位，9月10日开始封底第十二页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第13页4.11.1.3沉井的类型1.按沉井形状分类1）横截面形状：圆形、方形、矩形…2）竖剖面形状：柱形、锥形、阶梯型2.按井孔数量及布置方式单孔沉井单排孔沉井多排孔沉井3.按井壁下沉动力自重沉井加载沉井：压入式、震动、压水沉井§4.11沉井基础第十三页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第14页§4.11沉井基础第十四页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第15页§4.11沉井基础第十五页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第16页4.按沉井场地及施工方法分类旱地沉井水中筑岛沉井：砂、砾石水中筑岛，周围用草袋或围堰(水深较大)维护，岛上预制、下沉。适用：水深小于3m，流速不大于1.5m/s。水中浮运沉井：岸边预制，浮运到设计位置下沉。适用：水深较大，采用筑岛法困难。§4.11沉井基础第十六页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第17页§4.11沉井基础第十七页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第18页5.按沉井过程中井内是否排水排水沉井井内排水，地面浇筑井壁，人工掘土下沉。特点：内外压力不平衡，下沉深度受限制。适用条件：除涌水大、易发生流砂的地层外。淹水沉井井内淹水，水下机械掘进、排渣；特点：内外压力平衡，可防止涌砂冒泥。适用条件：除砾卵石层外，一般均可采用。尤其适用于涌水大、易发生流砂的地层。§4.11沉井基础第十八页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第19页§4.11沉井基础第十九页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第20页§4.11沉井基础第二十页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第21页4.11.2沉井的构造1.井筒：承载，下沉；2.刃脚：切土下沉；3.内隔墙：增大刚度，方便分区挖土、调整倾斜；4.凹槽：提高井壁与封底混凝土的联接强度；5.顶盖：承托上部建构筑物.§4.11沉井基础第二十一页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第22页4.11.3沉井的施工工艺——以旱地沉井为例平整场地；首节预制；拆模抽垫；挖土下沉；接高沉井；设置井顶防水围堰；基底检验和处理；封底；井孔填充和顶板浇筑§4.11沉井基础第二十二页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第23页§4.11沉井基础第二十三页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第24页§4.11沉井基础第二十四页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第25页4.11.3.2施工中常见问题及处理难沉：自重不足：施加压重；侧阻过大：减小摩擦系数（如泥浆套法）；端阻过大：高压水射流破土、障碍排除。沉偏：通过控制挖土等方法纠偏。突沉：控制挖土，设计时增大刃脚阻力.§4.11沉井基础第二十五页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第26页§4.11沉井基础第二十六页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第27页§4.11沉井基础沉井井壁开裂井壁开裂局部第二十七页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第28页沉井结构设计的内容与步骤1.根据地质资料、工艺及使用要求、施工条件，确定沉井的平面形状、尺寸、埋深；布置结构体系；选定施工方案。2.确定截面尺寸计算外荷载，绘水、土压力分布图；根据结构布置，估算封底混凝土厚度；初步确定沉井井壁厚度，及其他部位构件的截面尺寸；4.11.4沉井的设计计算第二十八页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第29页沉井设计的步骤1.根据地质资料、工艺及使用要求、施工条件，确定沉井的平面形状、尺寸、埋深；布置结构体系；选定施工方案。2.确定截面尺寸计算外荷载，绘水、土压力分布图；根据结构布置，估算封底混凝土厚度；初步确定沉井井壁厚度，及其他部位构件的截面尺寸；4.11.4沉井的设计计算第二十九页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第30页3.施工阶段沉井结构的设计计算(见葛春辉教材）下沉验算井壁结构及构件的内力计算——截面强度设计；井壁结构及局部构件的配筋——刃脚计算。4.11.4沉井的设计计算抗拉验算抗扭验算刃脚抗弯验算第三十页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第31页4.使用阶段沉井结构的计算井壁结构及构件的内力计算；地基承载力验算；地基沉降变形验算；抗浮、抗滑移、抗倾覆稳定性验算。4.11.4沉井的设计计算第三十一页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第32页4.使用阶段沉井结构的计算1）井壁结构及构件的内力计算整体强度验算图局部验算第三十二页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第33页2）沉井基础的承载力计算承载力要求：

F+G≤Rb+Rs承载力验算的情形：作为基础使用的沉井需验算；无上部建筑的吸水沉井，不需验算；针对使用阶段验算；施工阶段一般不需要。4.使用阶段沉井结构的计算F－沉井顶面竖向荷载；G—沉井自重；Rb—沉井底面地基土的承载能力；Rs—沉井侧面的总摩阻力.Rb、Rs据地基承载力特征值、井壁摩阻力特征值计算.第三十三页，共三十五页，2022年，8月28日2023/1/26地基与基础工程》第34页4.使用阶段沉井结构的计算3）沉井地基变形验算地基附加应力大于0时，应验算沉井地基变形；地基变形按分层总和法计算，应小于规定值；地基变形计算