知名高校基础工程沉井基础施工讲解

基础工程

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沉井：带刃脚的井筒状构造物，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的摩阻力，逐节下沉至基底设计标高的基础。

图5.1沉井基础示意特点：下基深，hmax=220m，适用于深水，整体性强，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下孤石、沉船、树干等障碍物，易发生流砂现象

适用条件：上部荷载较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5.1.1沉井的作用及适用条件下沉方式：就地制造下沉沉井(一般沉井)、浮运沉井制作材料：砼沉井，钢筋砼沉井，竹筋沉井（南昌赣江大桥、白沙沱长江大桥），钢沉井,砖石沉井,木沉井

外观形状：

平面:

力求简单对称，利于受力，便于施工，有圆形、矩形和圆端形等

剖面:柱形(下沉过程不易倾斜、井壁接长简单，模板反复利用)、阶梯形(下沉阻力小)、锥形(下沉阻力小)5.1.2沉井的分类图5.2沉井的平面形式沉井基础的构造沉井组成：刃脚井壁内隔墙井孔凹槽封底盖板图5.3沉井的一般构造井壁:

沉井的主要部分，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。

5.1.3沉井基础的构造a)柱形;b)阶梯形;c)阶梯形;d)锥形

一般：厚0.8～1.5m，每节高≤5m，砼强度等级≥C15。例：湘江大桥（一桥）8#墩，上节厚2.6m，下节3.0m，22×12×5m，下沉12.6m图5.4沉井立面形状刃脚：

井壁下端楔状部分，利于切入土中加速下沉

5.1.3沉井基础的构造

一般底面(踏面)厚100～200mm，以型钢加强，高1m以上，砼强度等级≥C20图5.5刃脚构造示意隔墙：加强沉井整体刚度

5.1.3沉井基础的构造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

图5.6隔墙构造示意井孔：挖土排土的工作场所和通道

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，一般宽度≥3m，对称布置处理：以素混凝土、片石混凝土或砌片填充。图5.7井孔构造示意5.1.3沉井基础的构造凹槽：使封底砼和井壁结合良好

深约，高约1.0m，距刃脚底面一般在1.5m以上5.1.3沉井基础的构造图5.8凹槽构造示意封底和盖板：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C20，岩石地基C15。盖板厚一般1.5～2.0m，井孔充填砼时砼应≥C10。

5.1.3沉井基础的构造图5.9封底和盖板示意5.2沉井的施工旱地沉井施工：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、地基检验和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。水上筑岛：水流速不大，水深≤3～4m时采用，砂岛应高出施工最高水位0.5m以上，在岛上浇筑沉井。浮运沉井：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，就位后灌注砼下沉至河床。5.2.1旱地沉井施工

铺垫木立模板绑钢筋注混凝土、养生拆模及抽垫土内模制造沉井刃脚1清理场地

2制造第一节沉井图5.10制造第一节沉井实例3拆模及抽垫

拆模顺序：井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、刃脚面支撑及模板

抽垫顺序：内壁下、短边下、长边下对称同步。长边下是隔1根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除5.2.1旱地沉井施工

图5.11沉井垫木（a）圆形沉井垫木；（b）矩形沉井垫木4除土下沉5.2.1旱地沉井施工图5.12除土下沉示意5.接高沉井6.设置井顶防水围堰7.基底检验和处理8.封底9.井孔填充和顶板浇筑

5.2.1旱地沉井施工5.2.2水中沉井施工1.水中筑岛无围堰防护土岛有围堰防护土岛围堰筑岛

水流速不大，水深≤3～4m时采用图5.13水中筑岛下沉沉井2.浮运沉井

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。5.2.2水中沉井施工图5.14浮运沉井施工示意图浮式沉丛井：双无壁钢壳直径21驾.4米福净沟高13贿.6米5.赢2.鼻4沉井善下沉局过程皆中遇鹅到的捏问题耕及处柔理偏斜→沉井挖偏斜泡大多伯发生放在下大沉不倚深时范，导至致偏喊斜原塘因有绿多种梨；纠牲偏的痰方法猛有：者除土原、压端重、犹顶部弊施加向水平精力难沉→即沉井功下沉过浑慢或停旬沉；原葬因（侧抛阻过大融、踏面蚕过大、贪孤石树揉根等）坏；解决粮方法（移射水、色加重井饲壁、减谣小踏面礼、小型闷爆破）突沉→沉井倦产生条较大信的倾先斜或剂超沉顽，突抵沉常兵发生忽于软臂土地膊区；汉主要秧原因逝是井掩壁侧肤阻较膊小流砂→在粉、谊细砂层垒中下沉层沉井，己易出现永流砂现仰象；主轻要原因厚是土中略动水压掩力的水蛇头梯度圆大于临露界值；液防治措党施有：懂采用井钩点降水由及不排锐水除土木，或向佣井内回从灌水主要棵内容职：①拟定洪外形虾尺寸秋、高怪度、瓶壁厚②视为痛天然玩地基愧上深骑基础闹的地念基强有度及章变形径验算③施工阶疗段刃脚串、井壁野的强度避计算④使用阶忘段井壁董及顶板纪、底板鸟强度计歪算5.3沉井候的设张计与晃计算沉井约高度沉井底露面标高勺，主要方根据上剪部荷载适、水文壶地质条枣件及各轰土层的穗承载力雄等确定冻。沉井弃作为闭基础杜，其泉顶面瓶应埋歪入地躺面0.穴2m或地下巧水位以横下0.5伞m。沉井平皆面形状姓和尺寸沉井愤平面搏形状猜应根虾据上判部建漫筑物赵的平暴面形罩状决还定。为防崇止下烫沉过寒程中弃少许陕偏斜窃对建伪筑物取的影救响，踢要求蹲留有冬襟边岗，其纤宽度些不得朗少于舞下沉巷总深两度的2%，且熟不得消小于20c当m。5.重3.垦1沉井忆作为秃整体配深基斑础的疮计算1沉井跃尺寸坡设计下沉系赏数:在确定僵沉井的则外形尺府寸和壁颜厚时，替应保证狠沉井在疾各种施劳工阶段距能克服贝四壁摩渐阻力R1而顺利辫下沉，击即下沉仆系数K1应满足馒：G—各种盘施工议阶段笼沉井锯的自虎重；Rt—沉井井惭壁土的迅摩阻力站。下沉塌系数K1、抗浮哭稳定系阻数K2抗浮橡稳定馅系数:当沉井逃下沉到袍设计标部高，砼丈封底并竟做好钢殃筋砼顶济板、抽扎除井内谷积水后初，而内划部结构努及设备逼尚未安汤装，井悦外地下求水位达踩最高时料，应考搞虑沉井疲的抗浮洲稳定验分算，要秘求抗浮枝稳定系表数K2满足：∑G—沉井寇结构鹿的自骆重；P—水对鄙沉井溉的浮顷力。昏等于疮地下萄水位答以下沙沉井膝排开口同体父积的狡水的畜重量夏。地基强腔度：沉井作于为深基露础时，浅一般要将求下沉判到坚实握的土层莫或岩层丢上。地始基强度插须满足雅：F—作用范于沉屯井顶熄面处躺荷载G—沉井唇自重Rf—井侧总窃摩阻力Rj—沉井底柿部地基啊土的总盟反力Rj=faA(fa为基底武土承载尺力特征抚值)F+G≤Rj+Rf2沉井俩作为午天然掘地基轰基础贞计算式中：井侧总壁摩阻力Rf：可假定洗井侧总而摩阻力Rf沿深环度成潜梯形殖分布形，距辰地面5m范围内倦按三角游形分布船，5m以下煤为常购数，暴故总同摩阻驴力为Rf＝U(h－2.5泊)qU—沉井市周长q—单位僻面积饮摩阻腊力加恼权平晃均值歌，可粘按表讲书5-1取值。图5.昏15井壁怜摩组喂力分火布假异设式中：基本书假定浸：①地基输土为悠弹性遣变形句介质加，水辱平向净地基血系数主随深富度成协正比山例增沃加(即m法)②不考繁虑基视础与止土之准间的侧粘着疤力和铲摩阻腥力③沉井刚逼度与土蓝刚度之忌比为无适限大，钻横向力给作用下剂只产生愉转动而硬无挠曲明变形根据撞基底拿地质好情况衰，可剖分为僵非岩餐石地负基和想基底塑嵌入银基岩顺内两连种情宝况分劣析3考虑蜻土体欲弹性送抗力数的沉返井设横计与坦计算非岩敞石地柿基在FH作用下兼，沉井篮将围绕榆位于地旋面下深先度z0处点A转动ω角则深度z处沉匹井水渴平位戏移Δx为：Δx确=(z0z)·t圈anω将水端平力FH和偏心四竖向力FV(=亏F＋G)等效为汪距基底逮作用高矮度为λ的水哨平力FH，即镇：图5.涉16非岩石挽地基计追算示意沉井叠底面滋受到欺的抗简力：其中标：Cz=沾mzC0=mh即土的贸横向抗穴力沿深研度呈二恩次抛物肯线变化纲，若基吵底竖向纱地基系增数C0不变，σzx=ΔxCz=Cz(z0怨z)·t揭anω沉井受风到的横向旋抗力σzx式中C0按桩基箱计算方宋法确定非，但不宣得小于10m0。图5.1日7非岩赠石地宣基计同算示航意上述市各式z0和ω为未惯知数玩，可额由静名力平壮衡导糕得：式中b1为基础斯计算宽领度，W为基捎底截忽面模墨量。联立耳求解诉可得昂：其中杂：将此代宜入上述国各式得土体狼横向肺抗力碧：基底边寻缘处压哑应力：式中A0为基筋底面蚀积。离地面节下深度z处截努面弯雪矩为手：基底嵌盾入基岩拐，在水连平力和欧竖直偏腹心荷载数作用下日，可假出定基底尚不产生躬水平位触移，故棍旋转中杰心A与基捎底中轻心重央合，象即z0=h。基底嵌皂入处将长存在一隔水平阻逝力FR，其对A点的铸力矩单可忽菊略不万计。取弯袖矩平阔衡可垒导得宵：基底片嵌入悉基岩贩内图5.1猾8基底师嵌入勤基岩拼内计乡丰算由∑X=凳0可得彻：地面关下深毒度z处截面武上的弯征矩为：尚需孙注意,当基碎础仅挠受偏撒心竖壳向力FV作用棕时,λ→∞，上透述各拍式不汤能应悟用。进此时智应以M=FV·e代替功上述汪各式其中FHh1，同理命可导得吸上述两肺种情况呀下相应少的计算战公式。土体横是向抗力描：基底狭边缘草处压域应力基底嵌番入处水凑平阻力FRδ=劈燕(z0h2)t励anω+δ0δ0为h2范围蚀内台杏身弹茧性挠苦曲变盼形引抓起的向墩顶丽水平喝位移其中：FH、M为墩妇顶作腔用的作水平到力及耀弯矩4墩台浇顶水雁平位画移计入基爬础实际沈刚度对绍地面处棚水平位场移及转埋角的影谅响后(ta惊nω≈喉ω)，可践写为期：δ=(z0K1+h2K2)ω+δ0K1、K2—水平位本移影响秩系数，阅根据αh及λ/h查书表5-庆2。墩台顶悦水平位台移：横向抗乐力经验表疑明最大厕横向抗慌力大致衰在z=h/3和z=h处，主故式中η1—取决助于上笔部结液构形待式的做系数惠，一勺般取η1＝1，对陡于拱刊桥η1＝0.7；η2—考虑恒义载弯矩Mg对总孕弯矩M的影响顶系数，丛即5验算要求σzx应小为于井贫周土绪的极滋限抗锤力值序，而惰极限佣抗力浙以土泄压力柴表示祥，即铲：σzx≤PpPa由朗缩慧金土暮压力真理论画可得成：墩台代顶水陪平位依移其中：L为相邻缠跨中最翠小跨的翅跨度（m），止当L<2幻玉5m，取L＝25富m。此外合，对崖高而员窄的圈沉井趁还应谦验算稿产生劲施工贱容许刷偏差投时的扬影响川。（cm）要求：基底应力σma层x≤fah要求：在抽出饶垫木以谷及挖土野可能有渴不均匀喜等不利身条件下煎，第一暂节井壁改在自重浙作用下留应按单暴支点、摘简支梁御等验算漆井壁强夹度。1.第一节梁井壁的剖应力验萌算5.壁3.懂2沉井施邻工过程室的结构送强度计动算排水矮除土贺下沉不排水蛙除土下看沉图5.1若9底节沉梨井支点惜布置示轮意考虑下号两种最专不利情领况：刃脚外圾挠：沉井文下沉蝴至一纺半深访度，门上部糟井壁拐已全你部加脂高，井刃脚李入土1m。此方时刃腾脚斜卧面上传土的污横向猛推力泥向外什作用世，产柄生向监外挠法曲。刃脚惑内挠押：沉井下或沉至接骗近设计躬标高，叫刃脚下狡土已掏声空，沉掘井自重颂全部由须外侧摩修阻力承敞担。此膀时在外绍侧水、竞土压力肆作用下狂，使刃聋脚产生哥向内挠招曲。2.刃脚封计算图5.眯20刃脚泥向外投绕曲捐受力村示意狗图图5.撇21刃脚卵向内缎绕曲袭受力蝇示意庙图井壁的畏水平配岁筋下沉虏到设创计标睬高，峡刃脚肯下土堪已掏秧空，席水、滚土压鸭力最摆大，螺按水餐平框妖架计镜算内狂力。井壁的禁竖直配佣筋：下沉到苹设计标舞高，刃取脚下土秒已掏空龟，且上删部井壁修被土夹钢住，下尽部似悬胁挂在土览中的最淋不利位沈置计算味井壁拉旨力。等截面备沉井产累生的最丘大拉力τma蜓x等于沉签井自重该的1/某4，即tmax＝G/4，其位辽置在沉伯井的h/2处。3.井壁茅计算此外，层还应验纲算井壁疲在使用研阶段中异各种受湖力时的富强度。图5.2币2单孔暴矩形把框架巴受力干封喂底：可按庆构造弟要求赞确定饥厚度琴，一并般为0.费6～1.惯2m水下封吨底:砼厚税度由菊抗浮絮要求缠和强走度条皆件确并定按抗浮计算时离，封底晴砼厚度铃作为沉醋井重量宴的一部幸分，应回满足抗饮浮要求情；按强度条件计小算时，对当封底闪砼达设学计强度赚，井中性水被抽疮除，且菊未浇筑零钢筋砼勺底板时视，将封惧底受到菠的最大餐水压力握减去砼阶自重作伞为荷载对、素砼怎板承受疫水压力蓝来计算贼弯矩，都验算强部度。计算村模式底板可视为拥四边嵌街固于井夕壁(或隔墙波、格梁)上的单负向或双能向板。纳荷载取拉最大水尺浮力或纳沉井最砌大自重访时引起盈的反力窄。顶板按动歌、静尖荷载阳作用称下的闻单向宗或双絮向板宋计算刚。4.封底踩砼及例底板贿、顶槐板厚粘度计狸算地下连梳续墙：成槽机咽沿着樱深基广础或掀地下梅构筑命物周旺边，睁开挖称出具娇有一赌定宽慌度(或直径)与深度乐的沟槽(或孔)，在槽卧内设置护钢筋笼贺，浇注拆砼，筑记成一个浊单元的华墙段。牺再继续未开挖、花浇筑砼畜，并以宋某特定肢接头方棋式连接开墙段，汁形成一熄道连续念的现浇插壁式地危下钢筋顿砼连续货墙。1概述作用:基坑脚开挖柱时防雀渗、猪挡土剑，邻耽近建合筑物求的支策护，体以及触作为哭基础言的一仍部分剪。5.5牌.2地下连良续墙优点①无噪兴音、擦无振啊动，纯适用骂于城步市与蚕密集道建筑挽群中滴施工(法国最会小距离0.昆5m，日本0.2荷m)；②土方量存小,无需井驴点降水凶，造价惊低，施冰工速度虎快，适浓用于各索种地质忙条件(如钢板瓣桩难以盖进入砂区卵石层赢和风化曲岩)；③能防渗旗、截水古、承重桂、挡土劳、抗滑加、防爆款等。缺点止：施工尼技术利要求据高，愤槽段演接头角质量幸控制乌比较秧复杂轮，小助型工是程造肌价较械高，传不适奸用于郊岩溶释地区扒、粉栏、细杨砂地低层。5.灯5.唐2地下连明续墙发展:①逐渐广课泛地应址用预制内桩式及幼板式地怖下连续体墙，其并墙面光廉滑、墙乱体质量逃好，强左度高；②向大深案度、高忠精度方通向发展哈，日本无液化天辫然气地事下储库鄙工程施握工深度具达100南m，施工权垂直精土度可达1/2司000；③高分退子聚核合物雷泥浆葬的应碰用、戚废泥避浆处州理技厦术的伴实用乔化。5.5局.2地下连畅续墙地下眨连续苹墙的珠施工券分为申：修将筑导圈墙、渔泥浆册护壁甩、成领槽、酱槽段议连接乡丰、浇饼筑砼妖。1.修筑父导墙成槽施点工前，努应开挖具导沟，倍修筑钢啊筋砼(钢、木)导墙萝，并摔设置酱临时刻支撑蚀。作用：溜导向、钻容蓄泥腔浆，支久撑成槽伟设备的蓝荷载，签维护表哀土稳定计，防止在槽口塌战方。2.泥浆护霜壁作用药：平假衡侧呢向水阁、土朗压力仓，护泽壁、庭防渗已、携白渣、提冷却跟润滑探钻头慌。2地下眯连续钩墙的舍施工⒊成槽无粘性苦土、硬如土和夹幸有孤石侍等较为老复杂的秆地层可万用冲击式钻机成孝槽粘性境土和N值小于30的砂她性土衔，采斜用抓斗式,但深度丸宜≤15m回转式悟，尤其朱是多头伯钻，地来质条件孤适应性晨好，而裳且功效贯高，壁袖面平整席，一般邮当h>2挂0m时宜他优先炸考虑采用多杨头钻机帐开槽，阿每段槽亏孔长度关可取6～8m，采假用抓缓斗式淹或冲蛛击式凑钻机膛成槽醉，每罗段长羽度可辩更大也。墙爽体深炊度可谎达几榴十米们。⒋槽段演的连芹接接头应灶满足受微力和防泄渗要求盘。国内馋多用接攻头管连单接非刚览性接头播。当单败元槽段病土体被筋挖除后锅，在一火端先吊所放接头夫管，再败吊入钢忽筋笼，聪浇筑混攻凝土，棉然后逐裤渐拔出志接头管妇，形成搁半圆形揉接头。图5.陕24槽段壮