土木(建筑)基础工程课件--第七章_沉井基础

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。
沉井的缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内
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
3.岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采
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
圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使用 抓泥斗挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其刃 脚均匀地支承在土层上；在侧压力作用下，井壁只 受轴向力(侧压力均布时)，或稍受挠曲(侧压力非均 布时)；对水泥方向正交或斜交均有利，也即承受水 平土压力和水压力性能良好。
圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷均 较矩形者有利，但沉井制造较复杂。对平面尺寸较 大的沉井，可在沉井中设置隔墙，使沉井由单孔变 成双孔或多孔。
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。
沉井的底面标高：须ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
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、筑岛时岛面处理、抽除垫木下沉等带 来困难。
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井。在沉 井分节接头处及刃脚仍用钢筋。
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，做成装配式。
矩形沉井：具有制造简单，基础受力有利的优点， 常能配合墩台(或其他结构物)底部平面形状。四角 一般做成圆角，可有效改善转角处的受力条件，减 缓应力集中现象，以降低井壁摩阻力和避免取土清 孔的困难。矩形沉井在侧压力作用下，井壁受较大 的挠曲力矩；在流水中阻水系数较大，冲刷较严重。
2.按沉井的立面形状
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。
沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井
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。故在土质较密实，沉井下沉深度大， 要求在不太增加沉井本身重量的情况下沉至设计标高， 可采用这类沉井。锥形式的沉井井壁坡度一般为 1/20～1/40，外壁倾斜式沉井同样可以减少下沉时井 壁外侧土的阻力，但这类沉井具有下沉不稳定，制造 困难等缺点，故较少使用。
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。
沉井
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
第七章 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
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。
(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。