1设计资料
某公路桥为预应力钢筋混凝土剪支梁桥，其2号墩为圆形实体墩，墩底设计高程为13.29m ，基础拟采用钢筋混凝土沉井基础。
墩址处河床高程为15.30m ，河流最低水位16.10m ，施工时的水位17.00m 。河床一般冲刷线高程为13.80m ，局部冲刷线高程10.60m 。
作用在墩底形心处的荷载为：上部结构恒载及墩身重18500kN ，水平活荷载420kN ，弯矩7300kN 。墩底尺寸为4m ×5m 。
墩址处各土层资料见表1.
表1 各土层主要参数表
沉井材料为钢筋混凝土，除底节与顶盖混凝土等级为C20外，其余均为C15.沉井沉至设计高程后，以水下混凝土封底，井孔填以砂石，顶盖为厚1.5m 的钢筋混凝土板。
按《公路桥涵设计通用规范》（JTG D63—2007）、《《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）等设计计算。
2初步设计
2.1沉井高度
根据墩底高程要求，沉井顶部高程为13.29m 。
①按水文条件：局部冲刷深度15.3010.60 4.70h m '=-=，而根据规定大、中桥基础埋深应≥2.0m ，故沉井所需高度为：
m ..H 76274=+=
然而，若按此深度，沉井底部将位于砂土层内，而该层从其力学性能指标来看，并非理想地基持力层。
②按地质条件：因风化页岩及其底下的页岩力学性能好，故井底最好嵌入岩层中，这里
将井底嵌入风化页岩0.5m ，则
m ...-.H 510502932913=+=
③按地基承载力，沉井底面位于风化页岩层为宜。
根据以上分析，拟采用沉井高度H=10.5m ，沉井顶面标高13.29m ，沉井底面高程为2.79m 。按施工与构造要求，将沉井分为二节施工，第一节沉井高度为5.5m ，第二节沉井高度为5.0m 。
2.2沉井平面尺寸
考虑到桥墩形式，采用圆形沉井。底节直径5.0m ，壁厚1.15m ，第二节沉井直径4.9m ，壁厚为1.10m 。具体尺寸如图所示。
沉井平面布置
图
图1 沉井平面布置图
图2 刃脚尺寸图
刃脚踏面宽度0.15m ，刃脚高1.40m ，则内侧倾角为：
1.40
arctan
54.5451.00
θ==> 3荷载计算
3.1沉井自重
沉井自重力为各组成部分自重力之和，按上述初步拟定的沉井几何尺寸对其各部分的体积和自重力计算如下。
（1）刃脚
3125m /N k =γ
刃脚截面积：2m .....F 51441151150501=?+?=）（ 刃脚形心至井壁外侧的距离为：
m .0.)..(.....x 49959501950311509501501505011501=???
?????+???+???=
[]314411522910m .0.4995-..V =???=）
（π N k ..Q 962852544111=?=
（2）第一节沉井井壁：
3223m /N k =γ
()2m ....F 5141141552=?-=
3243545142215152m ...-.V =??????????? ??=π N k ..Q 8912512343542=?=
（3）第二节沉井井壁：
3323m /KN =γ
25.5m .F =?=1153
336665552211294m ...-.V =????
??????? ??=π
N k ..Q 1615102366653=?=
（4）钢筋混凝土顶盖重 盖板厚度为：2m 重度3523m /N k =γ
32
401175121194m ...-.V =???? ??=π
N k ..Q 294252301174=?=
（5）井孔填砂卵石重 填料高度为：5.3m 砂石重度3
620m /N k =γ
32
6353035211-11-94m .....V =???? ??=π
N k .Q 6072035305=?=
（6）封底混凝土重
设计封底混凝土厚度为：3.7m 重度3623m /KN =γ
3
222226413041335
23523513511273-1332473m ..........V =???
? ???+?++?+?=π
N k ..Q 46992341306=?=
使用阶段沉井总重为：
N k .Q Q Q Q Q Q G 74779654321=+++++=
使用阶段沉井的浮力
()
N k ....10gv G 7920225452555222=?+???=='ππρ
故考虑浮力时沉井的自重力G ''为
N k ...G G G 827968202264819=-='-=''
3.2上部结构传递的荷载
上部结构恒载、活载及墩身自重等产生的墩底竖向力N k N 18500=，水平力N k 420=H ，两者在墩底产生的总弯矩为m N k M ?=7300。其余荷载组合从略。
4沉井基底应力验算
使用阶段沉井已封底，加顶盖板。 沉井自局部冲刷线至井底的埋深
10.60 2.797.815h m m =-=>
需考虑土的水平抗力作用，又因基底土层为风化页岩层，所以按非岩石类地基土的刚性深基础验算地基强度。
平行于水平力作用方向沉井的宽度：D=5m 垂直于水平力作用方向沉井的宽度：d=5m 底面积：220641952143m ...A =?= 井底截面抵抗矩：
333
271232
0514332m ...d W =?==π
基础底面处竖向力标准值（包括基础自重）
N N k ..8202968279618500=+=
局部冲刷线以上水平力总和：N k 420=H 局部冲刷线以上所有力对基底形心轴总弯矩：
m kN .M ?=?+=117105104207300
所以水平力H 作用高度λ
m .H
M
8827==
λ )m m ,m .h ,mh C ,m C ,m h (.C C h h
====<==
0000
591010360取β 基础计算宽度b 1
因 5.0 1.0d m m =>，所以1(1)f b kk d =+ 沉井相当于单根桩情况，故 1.0k = 圆形截面：0.9f k =
所以m .).(.)d (.b 45107901901=+?=+=
所以3210
1832.262(3)
b h DW A m h ββλ+==-
考虑轴向N 和水平力H 的作用，基底边缘处压应力计算如下：
max
min
03N DH p A A β
=±
kPa .kPa (3751751124936091334205364198)
20296=???±= 井底地基土为风化页岩层，根据规范可按下式计算地基承载力容许值：
011224[][](2)(3)a a f f k b k h γγ=+-+-
由土层资料知：0[]350a f kPa =
参照密实的碎石类土查表，得：124,6k k == 又基础的最小宽度 5.010b D m m ==<
一般冲刷线至基底的距离413.80 2.7911.0144 5.020.0h m d m =-=<=?= 土重度：持力层为透水性土，12γγ、取浮重度：
312==12k /N m γγ
考虑地基承受作用短期效应组合，承载力可提高25%，即 1.25R γ=
{}
{}011224max [] 1.25[](2)(3) 1.25350411.0(5.02)69.04(11.013) 145.61099.6R a a f f k b k h kPa P kPa
γγγ=?+-+-=?+??-+??-=>=
满足要求。
5土体横向抗力验算
沉井转动中心位置为：
21012(4)62(3)
63000.512.7712(412)651254208.76300
20.512.7712(312)
420
b h h dW Z b h h m
βλβλ-+=
-????-+??=
=?????- 06()ZX H
p Z Z Z Ah =
-
土体极限横向土抗力为：
修正系数1 1.0()η=上部结构静定，2 1.0(0)g M η==因
z=h/3时，3/37.00.510.0(7.81/30.5)
()7.81/3
h
kN m γ?+?-'==30?= ，0C =则：
3312334
[](tan )
cos 3410.07.81
1.0 1.0tan 30cos303
69.466.6h h h h h P C kPa kPa γηη??'=+?=????=>
z=h 时，37.00.510.0 6.8111.00.5
9.9()7.81
h
kN m γ?+?+?'==，45?= ，0C =
12
4
[](tan )cos 4
1.0 1.09.97.81tan 45cos 45
437.4164.4h h
h h
P h C kPa kPa ηηγ??'=+=??
???=>
均满足要求，因此计算时可以考虑沉井侧面的弹性抗力。
6沉井施工过程及强度验算
6.1沉井下沉验算
G=刃脚重+底节沉井重+顶节沉井重
=285.96+1251.89+1510.16 =3048.01kN
沉井浮力： 土与井壁间的摩阻力：
m 8258.63368.8600
0.9715620
G G K T '--+=
==< 沉井自重小于摩阻力，在施工过程中，可以考虑在井壁外侧设置泥浆润滑套或者在井壁内埋设管道以使用高压射水或喷射压缩空气等方法来降低沉井外壁的摩阻力，以及在施工过程中采用井壁压重或在井壁内降低水位等措施来帮助沉井下沉。
6.2刃脚受力验算
1. 刃脚像外挠曲
按《公桥基规》建议定为刃脚下沉到中途，刃脚切入土中0.4m 。 刃脚悬臂作用的分配系数为：
0.10.20.605.05.00.61.005.01.04
4
44>=?+?=+=L h L k α
取0.1=α
。
1）计算各个力值：
①土压力和水压力的计算：
3330230452.)(tan K a =?-
?=m /kN .)tan(c 422230452=?
-? m /kN .)tan(c )tan(h e i i 5894102
4522
45002=-
--
=?
?γ
()m /kN ...-.e 591433304513116123=??=
根据施工情况，并从安全考虑，作用在刃脚外侧的土压力为：
()()N k ....h e e P k e 3428408354328394232
121
21=?+?=?+=
净水压力的70%计算：N k .N k .P e 342877111070>=??= 取用KN .P e 3428= 距刃脚底部的力臂：193.02312
32
3=++?=
k h e e e e c ②刃脚摩阻力为：kN E T 81.514.0)75.3134.26(21
5.05.01=??+?
==
q 11422131028.4162305620m i i i T hU kN
==??+??+??=∑(10.0813010.0896)103368.8()kN +++?=
故采用刃脚摩阻力为kN 81.5。
③刃脚的反力计算： 单位宽沉井自重为：
形心至井壁外侧的距离：m x 178.01= 刃脚踏面的反力：kN ...G R 7523450521
5914=???-=
刃脚斜面横向力：
)
tan(2)tan(22
1222δθδθ-+=
-=b a R
b V H
式中2δ取为土的内摩擦角， 即 ?==302?δ?
=?-=
5541501514
1....tan θθ
kN
.).tan(....H 037330554650150275
234650=?-?+??=
井壁自重q 的作用点至刃脚根部中心轴距为: m
.)..(....x 228015041615024115041221=+?-?+=
刃脚踏面下反力合力：
R
.R ...R b a a V 32065
021502
150221111=+??=+=
刃脚斜面上反力合力:
R
.R .-R V 6803202==
R 的作用点距离井壁外侧为:
m .)..(R ..R .R )b a (V a V R x 270365015068021504601312121211=??????++=??????++=
2）各力对刃脚根部截面中心的弯矩计算： 刃脚斜面水平反力引起的弯矩：
m kN .).(.M H ?=-?=934833010373
水平土压力引起的弯矩：
()m
kN .c .P M P ?=-?=921440
反力R 引起的弯矩：
m kN .)..(
.M R ?=-?=9410027024
175234
刃脚侧面摩阻力引起的弯矩:
m kN ...M T ?=?
=403424
1296
刃脚自重引起的弯矩:
m
kN ...M g ?=??=1875228025910
总弯矩 :
m
kN ......M M ?=--++=∑=1661341875921440349410093480
3）刃脚根部处的应力验算：
W M F N h 0
0±=
σ
式中：
??
?=±==??==?==?-=kPa
.kPa .-...m ..W m ..F kN ..N h 1325599557330166134412123304116
1
4141121225910752343
22
0σ 由于水平剪力很小，验算时未考虑。
压应力小于kPa R m J
a 606031.2/14000/==γ
按受力条件不需设钢筋，可按构造要求配筋,配200@10Φ的钢筋。 2.刃脚向内扰曲
计算刃脚向内扰曲时，最不利情况是沉井下沉到设计高程，刃脚下的土已被挖空。 1）计算各个力值： ①土压力和水压力的计算：
按最高水位计算单位宽度上的水、土压力为:
22116310793120m /N k .)..(=?-=ω
()231173010792120m /N k ...-.=?=ω
2204464226210094417m /N k .....e =-??=
2304504226210594417m /N k .....e =-??=
土压力和水压力的合力:
N
k ..)..(p 3168405800775959121
=?+++=
p 对刃脚根部形心轴的弯矩为:
()m
kN ..........M P ?=++++++???=091440450117304461163045011730446116323114216
②刃脚摩阻力产生的弯矩
kN
.)..(.E .T 022410450064021
50501=?+?==
kN
.h T k 2841201=?==τ
采用刃脚摩阻力为kN 10。 刃脚侧面摩阻力引起的弯矩:
m kN .-..-M T ?=?
=814162
4
10224 ③刃脚自重产生的弯矩：
kN ..)..(g 752225405015021
=??+=
()m
kN ....M g ?=-?=17851780407522
④总弯矩：
m
kN ....M M M M g T P ?=+-=+-=4371321875841609144
2）刃脚根部截面应力验算： ①弯曲应力验算：
???<-<=±-=±=
Pa
k Pa .Pa k KPa .....W M F N 10828640460607837933043713241954σ
②剪应力验算：
Pa
k ./KPa ...j 15903123300391544
114
216=<==
σ
刃脚外侧也可按构造要求配筋,配200@10Φ的钢筋。
6.3沉井井壁竖向拉力验算
N k G S max 10163
1
3==
井壁受拉面积为：
2
221913351524
m .)..(F =-=
π
混凝土所收的拉应力为：
Pa k R .Pa k ..F S b
c max h 10608009739
1310161=<===
σ
井壁内可按构造要求配筋,配200@10Φ的钢筋。
6.4沉井井壁横向受力验算
①考虑最高水位、单位宽度井壁上的水压力：
2111530103115m /N k ...=?=ω
2211630103116m /N k ...=?=ω
2111730103117m /N k ...=?=ω
②单位宽度上的土压力：
Pa k .....e 353542262105844171=-??= Pa k ....e 04464226210944172=-??= Pa
k .....e 045042262105944173=-??=
刃脚及刃脚根部以上m .11井壁范围的外力:
m
/N k ...)....(p 6755140152117311534550353521
=??+++=
③圆形沉井所受的力
无内隔墙的圆形沉井只受轴力，弯矩和剪力均为零。
N k .)..(
.pr N 759902
5
2351675514=+?== 按纯混凝土的验算应力：
Pa k kPa ...W M F N max min 60606870704
175
990<=±=±=
σ 只需按构造要求配筋,配200@10Φ的钢筋。
6.5第一节沉井竖向挠曲验算
因井壁截面对称，所以截面形心轴即为圆心。 单位井壁重：
m
.N k ...M m
/N k ...q 962594812652481262351425910=?==?+?=π
Pa
K Pa K .W M
h 8001510<==σ
由此可知，第一节沉井在各种情况下，上下端竖向挠曲应力均小于混凝土容许限值。
7封底混凝土验算
水下封底混凝土的容重取324m /kM ，厚m .31 荷载计算：
标准值：()m /kN .-.-..q k 1072451505131310=?+?= 设计值：m /kN ..q s 31142107331=?= 厚度验算：
m
.r
R
.r .R 2991925
152====λ， m
.kN .R q M m .kN .r q M ..k s 162503165
5576152
2
212
121==
====????，
取得：
mm mm h ft
M
.h u t 150********<=+=
所以，混凝土封底厚度取1.5m 。
8盖板验算
地面堆积荷载标准值取210m /KN q k =，顶板覆土厚度1.5m ，顶板后200cm ，则设计荷载：()m /kN ....q 34401412051212521=?+?+??=
按双向板计算：
m .R 52=，板厚m .h 51= 计算弯矩： m .kN .M 6542=
则配钢筋：
226351952m .R .R 2==π
实配：20012@φ钢筋 满足要求。
沉井设计基本方法 一、预估井壁厚度 井壁厚度除考虑其结构强度、抗渗、刚度和抗浮需要外，尚应根据沉井有足够的自重能顺利下沉的条件确定。 一般根据沉井深度预估井壁厚度，以下值仅供参考： 4~6m，井壁厚度可用300~400mm；6~8m，可用350~450mm；8~10m，可用400~550mm；10m以上宜用500mm以上。 当遇到较好的地质情况（土侧摩阻力较大）时，可适当加大井壁厚度，或采用以下办法： 1、采用外壁设台阶的刃脚，以减小下沉阻力；台阶宽度为100~200mm； 2、若采用第一项未能达到要求，可根据实际情况在外壁设多级台阶； 3、对于薄壁沉井，应采用触变泥浆套及壁外喷射高压空气等措施，以降低沉井下沉时的摩阻力。 当遇到较差的地质情况（土侧摩阻力较小）时，在满足结构强度、抗渗、刚度和抗浮需要时，选择较小厚度的井壁。但大型沉井受力大，井壁厚度一般较厚，此时也可采用内设台阶的方式，使壁厚由下到上逐渐变薄。 二、抗浮验算 沉井抗浮稳定应按沉井封底和使用两阶段，分别根据实际可能出现的最高水位验算（根据规程7.2.3条规定：应将水位控制在沉井起沉标高以下不小于500mm，因此，若非排水下沉，则施工阶段的最高水位可估算为相对标高-0.500）。 进行抗浮验算时，应注意以下几点： 1、使用阶段的抗浮验算应考虑沉井上部建筑的重量，因此对于无上部建筑的沉井，只需对使用阶段进行验算。 2、当封底混凝土与底板有可靠连接时，封底混凝土可作为沉井抗浮重量的一部分，通常的连接方式是使用插筋。 当沉井依靠自重不能获得抗浮稳定时，可采取如下措施： 1、施工阶段不能满足时，可采取井点降水或加载下沉。 2、使用阶段不能满足时，可采用设抗浮板或拉锚等措施。 三、计算下沉 下沉验算时，需注意以下几点： 1、注意沉井井壁摩阻力沿井壁深度方向的分布图形，0~5m为三角形，5m以下为矩形； 2、摩阻力为各层土的单位摩阻力标准值的加权平均值；（采用触变泥浆套时，应用处理后的侧摩阻力计算下沉）
第四节沉井基础施工 一、沉井基础的基本概念 1、沉井基础的适用情况 对于大跨径斜拉桥这样的在竖向和横向都需要承受大承载力的深基础，如果受水文、地质条件限制采用桩基础施工难度较大，而沉井下沉施工又不困难时，则常采用沉井基础。沉井是桥梁深基础中常采用的基础结构形式。 2、沉井基础的作用及工作原理 沉井基础利用沉井结构作为桥梁墩、塔等结构的基础，承受并将墩、塔等结构传来的荷载最终传递、分散到地基中去，使桥梁结构处于稳定、安全的受力状态。沉井基础工作方式和原理见图3-2-28。 图3-2-28 沉井基础工作方式和原理示意图 3、沉井结构的组成 沉井从主体上看为空心的柱体结构，一般由刃脚、井壁、隔墙、封底混凝土、顶盖板等部分构成，见图3-2-29。
图3-2-29 沉井结构示意图 1、刃脚； 2、井壁； 3、井孔； 4、顶盖板； 5、隔墙； 6、凹槽； 7、封底 （1）刃脚 刃脚为斜尖状构造，这种形式使刃脚能更容易地切入土层中，从而引导整体沉井在土中下沉。刃脚也可看作是沉井井壁的一部分，即刃脚是从沉井最底部至尖状体顶面的那一部分井壁体，或者说是沉井井壁底部的尖状体部分。为了减少刃脚底面的承载应力，刃脚底有时做成较窄的，但有一定宽度的平底面形式。刃脚的平底面称为刃脚踏面。 （2）井壁 井壁是沉井的主体部分，既是沉井基础中的主要受力构造，又是沉井施工过程中挡土和挡水的主堰体构造。 （3）隔墙 当沉井承受井外土体侧压力或承受井内外水头差压力时，隔墙对井壁起支撑作用，以减少井壁的跨间弯矩。而且，在沉井基础承受桥梁结构的竖直和水平荷载时，隔墙既加强了井壁间的联系，提高了沉井截面的整体刚度，又增加了沉井截面的抵抗面积和抵抗惯性矩。
粗格栅及污水提升泵房结构计算书
结构计算书 一．设计总信息： 1．本工程地下结构采用钢筋混凝土沉井。 2．结构设计使用年限50年；建筑结构安全等级II级，结构重要性系数1.0。 3．基本风压0.8KN/m2。 4．抗震设防烈度7度；设计基本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第Ⅰ组；场地类别Ⅲ类；建筑抗震设防分类为丙类。 5．地基基础设计等级丙级。 二．主要材料及要求： 1．混凝土: (1)井底混凝土封底采用C20； (2)垫层和填充混凝土为C15; (3)沉井壁板和底板为C30; (4)地下结构混凝土抗渗标号均为P6。 2．钢筋：HPB300级钢，fy=270N/mm2；HRB400级钢，fy=360N/mm2板材：Q235 焊条：HPB300级钢及Q235用E43型；HRB400级钢用E50型。 3．砌体材料：Mu10非承重粘土多孔砖砌体墙，块体自重≤11KN/m3，混合砂浆强度等级为M7.5（地下部分为水泥砂浆）。 三．设计采用主要规范：
1．《泵站设计规范》（GB50265-2010）； 2．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）； 3．《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）； 4．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）； 5．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）； 6．《钢结构设计规范》（GB50017-2003）； 7．《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）； 8．《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137:2002）; 9．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008） 四．结构计算方法及应用软件： 1．沉井特种结构主要采用手算及理正结构工具箱6.5。 五．主要结构计算： （一）沉井： 具体设计及说明见设计图. 1．沉井下沉计算：沉井起沉标高暂按-1.75，沉井地上制作部分按-9.10~0.20，标高均采用相对标高，详参设计图；地质断面参地勘报告 ZK21孔。 沉井自重：G1k= 148.066*25=3701.65 kN （注：CAD建3D模型查体积） 地下水浮托力： F fw,k=0 kN （注：采用排水下沉法施工） 井壁摩擦力:
圆形单孔沉井基础(北方工业大学北岸沉井) 执行规范: 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010(2015年版)), 本文简称《混凝土规范》 《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2011), 本文简称《地基规范》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002), 本文简称《给排水结构规范》《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS 137-2015), 本文简称《沉井结构规程》 钢筋：d - HPB300; D - HRB335; E - HRB400; F - RRB400; G - HRB500; Q - HRBF400; R - HRBF500 ----------------------------------------------------------------------- 1 基本资料 (1) 几何信息
(2) 土层信息 ak (3) 荷载信息 荷载信息 沉井几何简图
组合系数 (4) 钢筋砼信息 纵筋保护层厚度(mm)：井壁(内35,外35)、底板(上35,下35)、刃脚(内35,外35) 纵筋a s(mm)：井壁顶部45、刃脚底部45 2 计算内容 (1) 下沉验算 (2) 抗浮验算 (3) 地基承载力验算
(4) 刃脚、井壁、底板内力配筋计算 (5) 井壁、底板裂缝抗裂度计算 (6) 水下封底混凝土厚度计算 3 荷载标准值计算 (1) 沉井自重 井壁自重： 底板自重： (2) 内水压力 施工期间(不排水施工): 水位低于刃脚踏面,内水压力为0。 使用期间: 井内水深为0,内水压力为0。 (3) 外土压力 施工期间外土压力： 井壁顶端25.400m ，p ep =0.00kPa =G 11?()--t H 1t 1t 2ab /2()-D t c =???()--?1.000 6.000?1.7000.200?0.8000.500/2()-17.200 1.00025.00=6947.004kN =G 12?t H 2()-D t c =????1.000 6.000()-17.200 1.00025.00=7634.070kN =G 13?t H 3()-D t c =????1.000 6.000()-17.200 1.00025.00=7634.070kN =G 14?t H 4()-D t c =????1.000 6.000()-17.200 1.00025.00=7634.070kN =G 15?t H 5()-D t c =????1.000 4.000()-17.200 1.00025.00=5089.380kN =++++=G 1G 11G 12G 13G 14G 1534938.594kN = G 2( ) +-D/2t t 2 2 t 1c = ???()+-17.200/2 1.0000.2002 1.70025.00=8123.216kN
沉井基础施工方法 一、施工前准备 1、详细调查了解水文地质情况，对沉井下沉所通过的地层地质 构造，土层深度，特性，地勘孔位（每个沉井应至少有二个 钻孔），以及河道通航，流水，高水位等各项水文资料。 2、清理场地 （1）筑岛沉井在修围堰和筑岛前，应对墩位场地的孤石，杂草，树根，等杂物予以清除，并平整场地，对软硬不均的地表应 换土或加固。 （2）浮式沉井在浮运前，对河床标高，冲刷情况进行测定，对倾斜较大的河床面应整平。 二、沉井制作（砼及钢筋砼沉井制作） 1、筑岛：分无围堰的土岛和有围堰的岛（用砂夹卵石填筑） （1）土岛：适用于浅水，流速不大的场所，筑岛用料为砂及砾石，其外侧边坡不应陡于1：2。为避免冲刷迎水面应堆码草 袋。 （2）围堰筑岛：各种围堰形式详见桩基施工。 2、砼及钢筋砼沉井制作 在岸滩式浅水中修造沉井，采用筑岛法施工，在深水中修造沉 井，采用浮式沉井施工。 （1）筑岛法施工沉井的制作 ①筑岛：依据设计图纸和桥位测量基线桩定出筑岛中心桩，
整平，填实，筑岛顶面应高出施工水位0.5m以上。 ②铺设垫木：刃脚下应满铺垫木，一般使用长、短两种垫木相同布置，具体要求见下表： 垫木铺设数量计算公式n=G/（L*b*[σ] 式中[σ]=基底土壤承压力 n=垫木根数 G=第一节沉井重
L*b=垫木的长和宽 ③沉井模板安装：首先精确放出沉井平面大样（弹线）。a．外侧要刨光，拼接平顺。 b．模板安装顺序为：刃脚斜面及隔墙面模板——>井孔模板——>绑扎钢筋——>主外模——>调整各部尺寸——>全面紧固拉杆，拉箍，支撑等。 c．沉井模板支好后，须复核尺寸，位置，刃脚标高，井壁垂直度，检查模板支撑。 d．支立第二节以上各节模板时，应用圆钢拉杆，环箍加劲牢固，不易支撑于地面上，以防沉井浇筑中下沉造成跑模。 ④沉井砼灌筑，养护及拆模 a．沉井砼灌注应沿四壁对称均匀进行，避免因高差产生不均匀下沉，每节沉井砼应一次浇完。 b．养护：正常洒水，覆盖。沉井顶面砼凿毛可在砼强度>2.5MP 时提早进行。 c．拆模：砼达到规定强度后即可拆模，拆模顺序为：井壁外侧面模板及井孔内侧模板——>隔墙下支撑及隔墙底模——>刃脚斜面下支撑及刃脚斜面模板。 拆模的注意事项： --隔墙及刃脚下支撑应对称依次拆模，由中向边进行。 --拆模后，下沉抽垫前应将刃脚回填密实，防止不均匀下沉。 ⑤沉井接高注意事项
沉井基础施工方案 沉井基础施工工艺流程见图 沉井施工流程 （1）沉井制作 ①、施工准备 在沉井施工前，对沉井入土地层及基底岩面地质资料进行重点详细分析研究，制订切实可行的下沉方案并对筑岛顶面进行夯实加固。 沉井井壁模板采用定型组合钢模板组装而成。采取竖向分节立内外模板，每节高3.0m，用ф16mm对拉螺栓拉槽钢圈固定。 模板的安装顺序：刃脚斜面及隔墙底面模板→井孔模板→安
扎钢筋→立外模→立内模→调整各部位尺寸→全面拉紧固定拉杆、拉箍、支撑等。 ③、刃脚及第一节沉井 刃脚土内模采用填土式内模， 土内模施工：测量放样定出沉井轮廓线；用粘土、亚粘土按照刃脚及隔墙的形式和尺寸分层填筑夯实，最后修整土模表面，使与设计尺寸相符；在土模表面及刃脚底面的地面上铺筑一层3cm厚的水泥砂浆，砂浆表面涂隔离剂。 安放钢刃脚、立井孔模板、安放钢筋、立外模； 灌筑混凝土：应对称均匀地进行灌筑； 开挖土模：当混凝土达到设计要求拆模强度时，方可开挖土模；开挖时自中心向四周分区、分层、同步、对称开挖，防止沉井发生倾斜；沉井外围的土不开挖，把刃脚斜面及隔墙底面粘附于土模的残留物清除干净，防止影响封底混凝土的质量。 ④、沉井混凝土灌筑、养护、拆模 沉井混凝土要沿井壁四周对称进行灌筑。避免混凝土面高低相差悬殊、压力不均而产生基底不均匀沉陷，致使混凝土开裂。每节沉井的混凝土分层灌筑，一次连续灌完，分层厚度不超过震动器作用部份的1.25倍。 养护：混凝土灌筑完后，立即覆盖塑料薄膜浇水养护。浇水养护时，要作到细水匀浇，防止筑岛土体流失蹋陷，致使沉井混凝土开裂。
拆模：当混凝土强度达到设计强度的80％后，方可拆除模板。 ⑤、沉井接高 当井顶下沉至距岛面1.0m左右时，停止下沉进行沉井接高。立接高模板时，利用沉井上的预埋钢筋固定下节模板，并利用沉井上的预埋牛腿来支承模板支架，模板支架不能直接支撑于地面上，以免沉井因自重增加而下沉，造成新灌混凝土产生拉力而产生裂纹。 为防止沉井在接高加重时突然下沉或发生倾斜，在刃脚下回填支垫，接高时均匀加重。 做好纠偏与防偏工作，沉井在接高之前要尽可能调平，在倾斜的沉井上接高，要顺沉井的轴线上延，不能垂直接高，保证接高时各节的竖向轴线与第一节重合，外壁竖直光滑。 （2）沉井下沉 ①、沉井下沉采用排水的方法施工。 ②、沉井下沉注意事项 ----沉井必须连续下沉，尽量减少中途停顿的时间，使其易于克服摩擦力。在下沉过程中，掌握土层的情况，并做好井面标高、下沉量、沉井的倾斜和位移量等下沉记录，随时分析判断土层摩擦力与沉井重量的关系，选用最有利的下沉方法。 ----井内除土先从中间开始，均匀、对称地逐步向刃脚处挖土，使沉井平稳下沉。
沉井结构设计计算 第一章概述 第一节沉井的涵义及应用范围 沉井是一种在地面上制作、通过取除井内土体的方法使之沉到地下某一深度的井体结构。利用沉井作为挡土的支护结构，可以建造各种类型或各种用途的地下工程构筑物。沉并施工方法是修筑地下构筑物或深基础工程特殊而重要的施工方法，而沉井结构则是与这种施工方法相适应的工程结构。与沉井相类似，沉箱也是通过取除箱内土体使之沉到地下的一种工程结构，所不同的是沉箱在取除箱内土体的过程中，箱内必须保持一定的气压，使箱外的土和水不致渗入箱内，人员可在箱内进行取土作业。沉井则因可在水下取土而无需在井内加压，这是两者主要的区别之处。 沉井的应用范围一般有以下几方面： 一、当构筑物埋置较深，采用沉井方式较经济时； 二、当构筑物埋置很深(如矿山的竖井)时，采用其他施工方式有困难，采用沉井最合适； 三、新建构筑物附近存在已有建筑物，开挖施工可能对已有建筑物产生不利影响，就应考虑使用沉井； 四、江心和岸边的井式构筑物，排水施工有困难时，采用沉井是最佳选择； 五、建筑物的地下室、拱管桥的支墩及大型桥梁的桥墩采用沉井结构都有成功实例。 第二节沉井的特点 沉井作为建造地下工程构筑物或深基础的一种方法，与其他方法相比，具有十分明显的特点。 一、沉井与广泛应用的大开挖方法相比，特点如下： (一)如果大开挖不设支护，则不但土方工程量大，而且往往由于需留出开挖边坡，使场地面积大大增加；沉井的土方工程量则可以限制在沉井的体积范围内，而且因为无需留出边坡，场地面积也可大大减少。 (二)沉井不但可以作为地下结构的外壳部分，而月在挖土下沉的过程中可作开挖支护。与设支护的大开挖方法相比，省去了开挖支护的费用。 (三)在地下水丰富的地区，大开挖方法的降水措施是必不可少的。这一措施需花费大量的人力与物力，而沉井施工方法则因町以采用水下挖十及水下封底等技术而节省了降水或排水的费用。 (四)对于一些深度较大的地下构筑物或深基础，大开挖法往往是不可能的或是费用巨大，此时，沉井的优点则是无法比拟的。深度越大，则沉井的优点就越为突出。 二、沉井与沉箱相比，特点如下： (一)一般情况下，沉箱法所需的专用设备多，而沉井法则因所需的专用设备比较简单而易于满足，所需费用也比沉箱法为小。 (二)沉箱法在作业过程中，箱内人员需在高于大气压力的条件下操作，其操作条件不如沉井法；而如下沉的深度较深，则需进——步增加箱内的气压而使箱内的操作条件大大劣化。所以，沉箱的下沉深度是受到一定程度的限制的，一般不超过35-40in，而沉井的下沉深度则无此限制。 三、沉井法虽然具有一定优点，但在一些情况下，其应用也是受到一定程度的限制的,这表现在： (一)沉井在下沉的过程中，对周围一定范围内的土体将产生扰动，在一些土层中，这种扰动还相当严重，如果周边环境对这种扰动的反应敏感，则还必需采取环境保护措施。 (二)在下沉深度范围内，沉井刃脚下必须无大块孤石、坚硬的土层或其他障碍物，否则沉井的下沉将受到严重的妨碍。一旦遇到上述障碍，无论是排水下沉与不排水下沉，在下沉过程中要处理这些障碍物是非常田难的。对于深度较深的沉井，要完全摸清刃脚下的情况也十分费力。 第三节沉井技术的发展状况 沉井，这一由古老的掘井作业发展而来的技术，由于其在建造地下构筑物或深基础工程中显示的优越性，随着施工技术及施工机具的不断发展而获得越来越广泛的应用。从20世纪50年代借鉴国外的设计理论和经验开始至今，我国建造的沉井不下1000座。其体积从直径2m的集水井到巨大的江阴长江大桥的主索平衡墩(体积达60mx 58mx50m)；沉井形状包括方形、矩形、多边形、圆形和
矩形沉井工程设计实例 某小型雨水沉井,地面标高为-0.5m。对于沉井结构计算及施工计算介绍如下。 一、设计条件 1、工程概况 根据使用要求，本沉井结构尺寸如附图2-1所示。沉井平面为矩形，剖面也为矩形，井顶标高为+0.00m,刃脚踏面标高为-11.0m。制作高度为11.0m，施工时采用两次制作，一次下沉，第一节制作高度为6.0m，井壁厚度为600mm，沉井封底水下混凝土厚度为1.3m。 2、沉井材料 混凝土：采用C25; fc=11.9N/mm2, ft=1. 27N/mm2, 钢筋：d≥10mm,采用热扎钢筋HRB335；fy=300N/mm2, 3、地质资料 根据地质钻探资料分析，本沉井工程范围内的的地层，大致可
分五层，其物理力学性能指标如附表。 土层物理力学指标 二、水、土压力的计算 本沉井采用排水法下沉，对于作用在井壁上的水、土压力，采用重液地压公式计算： p w+E=13h 当h=0m，p w+E=0 h=4.5m, p w+E=13*4.5=58.5kn/m2 h=8.6m, p w+E=13*8.6=111.8kn/m2
h=9.0m, p w+E=13*9.0=117.7kn/m2 h=9.9m, p w+E=13*9.9=128.7kn/m2 h=10.5m, p w+E=13*10.5=136.5kn/m2 根据上述计算，绘制水压力、主动土压力图形，如下图： 三、下沉计算 1、沉井自重 井壁钢筋混凝土容重按25KN/m3计，沉井重量为 G K=（9.0*7.0*11-7.8*5.8*11.0）*25=4884KN 2、摩阻力 井壁侧面的摩阻力分布如图，单位摩阻力，按《上海市地基基础设计规范》规定：f=25-20 KN/m2。 h k= 5*1/2+5.5=8.0m 井壁总摩阻力：
污水处理厂沉井结构设计 在对污水处理厂进行建设期间，如果应用到深基坑支护技术，那么会花费较多的费用，但结合相关数据调查可以看到，当污水处理厂使用沉井结构时，不会花费很多的资金，继而获得可观的经济效益。所以，文章针对污水处理厂沉井结构设计进行探讨具有一定的现实意义。 一、污水处理厂构筑物应用沉井结构设计的条件 结合相关资料可以发现，以往都是采取以下地基处理方法来建设污水处理厂的：一是陈井施工法;二是敞口开挖法等。但是倘若当该厂的建筑物碰到如下现象时，以往的地基处理方法根本无法适用，那么这个时候就要以沉井施工法为主。第一种情况是当土壤的含水量相对较高的时候，这个时候埋设深度就会受到很大的影响，要想更好地解决这个问题就需要以沉井施工法为主来进行施工处理。第二种情况是当污水处理厂建设的位置是土质强度相对较弱而且地下水位也非常高的情况下，这个时候也是要以沉井施工法为主。第三种情况就是当土壤渗透系数较高且排水量较大时，那么此时就可以将沉井施工法当作主要地基处理方式。第四种情况就是在水流比较密集的地方，也要尽可能以沉井施工法为主。第五种情况就是在建设场地附近存在大量的建筑物，这时也要选择沉井施工法。 针对沉井施工法而言，其实际上是一种在地面就能够制作，再通过将土体提取出来的手段，令其井体结构通过沉井作为相应的支护结构，就能够建设出各种各样的构筑物。不仅如此，该施工法无论是应用在构筑物中还是应用在深基础工程当中均发挥出了不容小觑的作用，而沉井结构就是与该施工技术最匹配的工程结构。从客观的立场出发，使用次数比较频繁的沉井方式有很多，如吸水井、双层沉淀池等。在使用该施工方式开展施工的前期阶段，应当对沉井的施工特征以及地质条件做好相应的勘察工作，只有经过深度剖析才能确保沉井施工的正常开展，确保建设完毕之后的污水处理厂的构筑物安全可靠。总而言之，只有熟练掌握污水处理厂构筑物应用沉井结构设计的条件，才能从根本上促进设计水平的全面提升。 二、给排水构筑物沉井结构设计的一般步骤和内容 首先，应当在全面了解当地水文条地质情况、施工条件等相关内容的基础上，对沉井的平面形状、埋置深度等参数加以明确，同时还要将目光放在沉井结构体系的设计上面，并在此基础上设计各种适合此种情况的施工方案，以便可以从中选择出最佳的施工方案。其次，对截面尺寸加以明确。相关人员应当对外荷载做好相应的计算工作，并及时绘制出与之相匹配的图形。结合结构布置状况，对封底混凝土厚度进行详细计算。与此同时，还要对以下两点加以明确：一是沉井井壁厚度;二是其他一些部位构件的截面尺寸。再次，对施工阶段做好强度计算工作。通常情况下，相关人员应当从以下方面入手：一是井壁平面框架内力计算及配筋;二是井壁的竖向计算配筋;三是刃脚计算及配筋;四是框架底梁防突沉的强度验算;五是钢筋混凝土底板的计算及配筋等。最后，对实际应用阶段做好相应的计算工作。一般而言，可以从以下方面入手：一是沉井结构各部分的强度计算和抗裂验算;二是沉井抗浮、抗滑移、抗倾覆稳定验算;三是地基承载力和变形计算等。 三、污水处理厂沉井结构设计要点 基于复杂环境之下，沉井结构设计在市政工程当中得到了普遍的认可与推崇，如果想要提高污水处理厂沉井结构设计水平，那么就要熟练掌握其设计要点，具体内容如图1所示。
沉井基础施工工艺 陶军良 (中铁五局三公司张双铁路项目经理部 广东肇庆站北路46号 526020) 摘 要 本文通过张双铁路滦河2#特大桥沉井施工实列，介绍沉井施工工艺流程、施工方法、沉井下沉技术、下沉施工测量、沉井下沉时可能出现的偏差及纠编措施、水下封底砼灌注方法。 关键词 张双铁路 沉井施工 下沉 纠编 1 工程概况 滦河2号特大桥5#、6#、13# ~18# 墩为沉井基础，为二节钢筋混凝土圆端形沉井。底节沉井高5 m ，第二节高3 m （15#、17#、18#墩）或5m （13#、14#、16#墩）。底节沉井宽7.4m ，长9.2m ，壁厚1.5m ；第二节宽7.2m ，长9.0m ，壁厚1.4m ；隔墙厚 0.8m ；刃脚 高1.6m ，底宽0.15m ，采用钢板弯成的槽钢包护。底节沉井为C15钢筋砼，第二节沉井为C15砼，封底为C20混凝土，厚1.6m ；井内填充M10片石混凝土，井盖为厚1m 的C15混凝土。 2 施工工艺流程 ------------------------------------------ 作者简介：陶军良，男，汉族，籍贯湖南，生于1969年，工程师 1994年毕业于中南工业大学，学士，主要从事铁路、公路工程施工
3 施工方法 3.1 围堰筑岛 滦河2号特大桥5#、6#、13#、14#、18#墩现均处于河岸上或河滩上，15#、16#、17#墩均处于河中，平常水位在1.0~1.5m范围，在涨洪水期间（6~7月）水深均在2.5~3.5m左右。地质情况经了解，河床为卵石土和圆砾土。根据流速情况可选用草袋或石笼围堰筑岛。流速比较小时（1.5m/s~2.0m/s）用草袋或编织袋装砂砾堆筑成有迎水箭的围堰；流速大时（2.0m/s~3.m/s）采用编织袋装卵石并连在一起筑成有迎水箭的围堰。 草袋围堰顶面宽1.2m，外坡1:0.8，内坡1:0.5，筑岛材料（围堰编织袋）选用砂、砂夹卵石、小砾石。围堰中间填粘性土或其它土质。 围堰从岸边上游外围开始向河中进行，外围底层采用两层编织袋错纵相交堆码（外层最底层宽度不小于1.0m），内层采用单层编织袋（内层最底层宽度不小于0.6m），中间填筑粘性土，填筑时应分层夯实，每层厚度不超过30cm。填筑时可按外层内层中间层相错进行，中间间距相距约5米，筑填时应筑成有迎水箭的围堰，有利于排水。岛面标高高于最高施工水位0.3~0.5m，并随时观察水位变化，如遇到涨洪水时，应马上织组人力加高围堰。为保证堵塞围堰后的渗水，围堰的内层边缘离沉井基础边缘距离不小于2米。 为了便于沉井的施工，在筑岛围堰的同时，应考虑以后墩身的施工，两岸用脚手架搭设一施工便桥，以便施工时作业人员通过及以后施工材料的运输。在单边沉井施工时，亦可把围堰加宽加高，以作施工作业平台，平台最小宽度为1.0m，岛面容许承压应力不小于0.1MPa。 3.2 枕木铺垫 筑岛完成后，在刃脚下满铺垫木，并使长短垫木相间布置。垫木选用质量好的普通木枕及短方木。刃脚直线段垫木垂直铺设，圆弧段径向铺设。支撑排架下的垫木应对正排架中心线铺设。铺垫次序为先从定位垫木开始向两边延伸铺设。铺垫顶平面最大高差应不大于3cm，相邻两垫木高差应不大于0.5cm。垫木埋入岛面深度应为垫木高度的1/2。垫木间隙填砂捣实。 铺垫完后，在垫木上面测量放出精确的桥位轴线及墩身轴线和沉井刃脚轮廓线，以方便刃脚踏面槽钢的安装。在轮廓线外15cm~20cm处放出检查点，便于控制和检查沉井位置。 3.3 沉井模板安装与支撑 3.3.1 测量放样 准确画出刃脚边线，严格控制沉井中心位置的准确性。 3.3.2 模板制作 沉井外侧模板要平滑，具有一定的刚度，与混凝土接触面刨光，与刃脚接触的空隙要塞严防止漏浆。刃脚斜面模及隔墙底模用砂袋支垫。 3.3.3 模板安装顺序 模板安装顺序为：刃脚斜面及隔墙底面模板井孔模板绑扎钢筋 支立外模板设内外模间拉筋调整各部分尺寸全面紧固支顶、拉杆、拉箍固定撑杆和拉缆。 3.3.4 模板安装技术要求 沉井模板与支撑应具有足够的强度和刚度。刃脚下的底模应按拆除顺序分段布设，预先断开。钢刃脚焊接时对称进行，尽量减少焊接变形。 沉井的外侧模板必须竖缝支立，立好后要核对上下口各部尺寸、井壁的垂直度（或斜度）、刃脚标高，支撑拉杆（内外模间）和拉箍要牢固；当井壁有斜度时，模板要按斜率要求支立；支立第二节模板时不准支撑到地面上，以免沉井因加重而自动下沉造成新浇筑的混凝土发生裂纹；环箍和拉缆要加强，外模上口尺寸不得大于下口尺寸。 3.4 钢筋绑扎 钢筋绑扎是在内模（井孔）已支立完毕，外模尚未扣合时进行的。先将制好的焊有锚固筋的刃脚踏面摆放在垫木上的刃脚画线位置，进行焊接后再布设刃脚筋、内壁纵横筋、外壁纵横筋。为了加快进度，钢筋加工成大片，采用吊机移动定位焊接组成整体。内外箍筋要设好保护层垫块。 3.5 浇注底节混凝土
基础工程课程设计 计算书 沉井基础计算书 一、方案比选 此次所做的是桥梁的桥墩，上部荷载较大，基础埋深比较大，采用沉井基础 不仅使桥墩的整体性好，而且相对于其他的深基础也更经济，故经过比选后决定 采用沉井基础。 二、持力层选择 1、根据工程地质资料选择持力层； 由设计资料可知，沉井高度m H 5.10=，又沉井高出地面m 5.0，所以沉井埋深 m h 0.10=。根据工程地质资料持力层为灰色粘土层，沉井刃脚根部深入灰色粘 土层m 5.55.15.25.010=---。 2、确定沉井基础的尺寸和埋深；
R350 沉井平面布置图 R300 沉井高度m H 5.10=，又沉井高出地面m 5.0，所以沉井埋深m h 0.10=。沉井内径 m d 0.6=。底节沉井高度m H 756.11=，外径m D 6.6=，壁厚mm t 5002=，刃脚踏面宽度mm a 150=； 三、荷载计算 1. 上部结构荷载
活载及墩身自重产生的竖向力kN N 15000=，对沉井底面形心轴的力臂为0.5m ； 水平力为kN H 585=，对沉井底面形心轴的力臂为18.5m 。 2. 沉井自重(伸入井壁的部分在计算井壁的自重时计算)： 顶盖重1G kN G 86.7062514 614.32514d 2 21=???=???=π 封底混凝土重2G ： KN d G 89.204925)4.05.2(4 2 2=?+??=π 井孔填粘土3G ： KN d G 99.335818)4.05.215.10(4 2 3=?---??=π 刃脚与井壁重：KN d D d D G 19.174625)756.15.10()(425756.1)(422 22214=?-?-+??-=π π 枯水位时沉井受的浮力: KN g D D G 74.2127)756.15.45.10(4756.142215=???? ????--??+??=ρππ 则沉井自重 93.786119.174699.335889.204986.7064321=+++=+++=G G G G G 四、沉井基础承载力计算 根据上部结构荷载及地基条件，进行基底应力验算、横向抗力验算。 1，基底应力验算 沉井自最高水位至井底的埋置深度为： m h 5.95.010=-= 基础宽度： m d 0.7= 底面积： 22048.385.31416.3m A =?= 井底截面抵抗拒：
第五章沉井基础及地下连续墙 第一节概述 沉井基础的定义： 沉井是一种井筒状结构物，是依靠在井内挖士，借助井体自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高，最终形成的建筑物基础的一种深基础型式。 沉井基础的特点： 占地面积小，不需要板桩围护，与大开挖相比较，挖土量少，对邻近建筑物的影响比较小，操作简便，无需特殊的专业设备。近年来，沉井的施工技术和施工机械都有很大改进。 沉井基础的典型施工方法： 触变泥浆润滑套法；壁后压气（空气幕）法；钻吸排土沉井施工技术；中心岛式下沉沉井基础的使用范围： 1．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，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，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时； 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。 第二节沉井的类型和构造 一、沉井分类 按材料分类：
混凝土、钢筋混凝土、钢、砖、石、木等 按平面形状分类： 圆形、方形、矩形、椭圆形、圆端形、多边形及多孔井字形等，如图4－l所示。 按竖向剖面形状分类： 圆柱形、阶梯形及锥形等，如图4-2所示。 二、沉井构造 井壁(侧壁)、刃脚、内隔墙、井孔、封底和顶盖板等组成，如图4－3所示。 1．井壁 井壁是沉井的主要部分，应有足够的厚度与强 度，以承受在下沉过程中各种最不利荷载组合(水土压 力)所产生的内力，同时要有足够的重量，使沉井能在 自重作用下顺利下沉到设计标高。 设计时通常先假定井壁厚度，再进行强度验算。 井壁厚度一般为0.4~1.2m左右。 对于薄壁沉井，应采用触变泥浆润滑套、壁外喷 射高压空气等措施，以降低沉井下沉时的摩阻力，达 到减薄井壁厚度的目的。但对于这种薄壁沉井的抗浮 问题，应谨慎核算，并采取适当、有效的措施。 2．刃脚 井壁最下端一般都做成刀刃状的“刃脚”。其主要功用是减少下沉阻力。刃脚还应具有一定的强度，以免在下沉过程中损坏。刃脚底的水平面称为踏面，如图4-4所示。刃脚的式样应根据沉井下沉时所穿越土层的软硬程度和刃脚单位长度上的反力大小决定，沉井重、土质软时，踏面要宽些。相反，沉'井轻，又要穿过硬土层时，踏面要窄些，有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。 3．内隔墙 根据使用和结构上的需要，在沉井井筒内设置内隔墙。内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度，减小井壁受力计算跨度。同时，又把整个沉井分隔成多个施工井孔(取土
第二章天然地基上浅基础 1.浅基础和深基础的区别？ 浅基础埋入地层深度较浅，施工一般采用敞开挖基坑修筑基础的方法，浅基础在设计计算时可以忽略基础侧面土体对基础的影响，基础结构设计和施工方法也较简单；深基础埋入地层较深，结构设计和施工方法较浅基础复杂，在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响。 2.何谓刚性基础，刚性基础有什么特点？ 当基础圬工具有足够的截面使材料的容许应力大于由基础反力产生的弯曲拉应力和剪应力时，断面不会出现裂缝，基础内部不需配置受力钢筋，这种基础称为刚性基础。 刚性基础的特点是稳定性好，施工简便，能承受较大的荷载，所以只要地基强度能满足要求，他是桥梁和涵洞等结构物首先考虑的基础形式。 3.确定基础埋深应考虑哪些因素？基础埋深对地基承载力，沉降有什么影响？ 1地基的地质条件，2河流的冲刷深度，3当地的冻结深度，4上部结构形式，5当地的地形条件，6保证持力层稳定所需的最小埋置深度。 基础如果埋置在强度比较差的持力层上，使得地基承载力不够，直接导致地基土层下沉，沉降量增加，从而影响整个地基的强度和稳定性。 4何谓刚性角，它与什么因素有关？ 自墩台身边缘处的垂线与基底边缘的联线间的最大夹角称为刚性角。它与基础圬工的材料强度有关。 5刚性扩大基础为什么要验算基底合力偏心距？ 目的是尽可能使基底应力分布比较均匀，以免基底两侧应力相差过大，使基础产生较大的不均匀沉降，墩台发生倾斜，影响正常使用。 6地基（基础）沉降计算包括哪些步骤？在什么情况下应验算桥梁基础的沉降？ （1）确定地基变形的计算深度；（2）确定分层厚度；（3）确定各层土的压缩模量；（4）求基础地面处的附加压应力；（5）计算地基沉降；（6）确定沉降计算经验系数；（7）计算地基的最终沉降量。 （1）修建在地质情况复杂、地层分布不均或强度较小的软黏土地基及湿陷性黄土上的基础；（2）修建在非岩石地基上的拱桥、连续梁桥等超静定结构的基础；（3）当相邻基础下地基土强度有显著不同货相邻跨度相差悬殊二必须考虑其沉降差时；（4）对于跨线桥、跨线渡槽要保证桥或槽下净空高度时。 7水中基坑开挖的围堰形式有哪几种？它们各自的适用条件和特点是什么？ （1）土围堰、草袋围堰、钢板桩围堰、双壁钢围堰和地下连续墙围堰等 （2）在水深较浅（2m以内），流速缓慢，河床渗水较小的河流中修筑基础，可采用土围堰或草袋围堰。 堰外流速较大时，可在外侧用草袋柴排防护 第三章 1.桩基础的特点？适用于什么情况？ 答：具有承载力高，稳定性好，沉降小而均匀，在深基础中具有耗用材料少，施工简便的特点。（1）荷载较大，适宜的地基持力层位置较浅或人工基础在技术上经济上不合理时。（2）河床冲刷较大，河道不稳定或冲刷深度不易计算正确，位于基础或结构下面的土层有可能被侵蚀.冲刷.如采用深基础不能保证安全时（3）当基础计算沉降过大或建筑物对不均匀沉降敏感时，采用桩基础穿过松软（高压缩）层，将荷载传到较结实（低压缩性）土层，以减少建筑物沉降并使沉降较均匀。（4）当建筑物承受较大的水平荷载，需要减少建筑物的水平位移和倾斜时（5）当施工水位或地下水位较高，采用其他深基础施工不便或经济上不合理时。（6）地震区，在可液化地基中，采用桩基础可增加建筑物的抗震能力，桩基础穿越可液化
6-2-12 沉井施工 沉井是修筑深基础和地下构筑物的一种施工工艺。施工时先在地面或基坑内制作开口的钢筋混凝土井身，待其达到规定强度后，在井身内部分层挖土运出，随着挖土和土面的降低，沉井井身藉其自重或在其他措施协助下克服与土壁间的摩阻力和刃脚反力，不断下沉，直至设计标高就位，然后进行封底。 沉井施工工艺的优点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；施工不需复杂的机具设备；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难。 沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻车机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作井、深地下室、取水口等工程施工。 6-2-12-1 沉井类型 沉井类型很多，按材料分，有混凝土、钢筋混凝土、砖石等，但应用最多的还是钢筋混凝土沉井。按平面形状分，有圆形、方形、矩形、多边形、多孔形等，主要取决于其用途。由于圆形沉井受力性能好、易于控制下沉，应用最多。沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20~30mm，呈圆柱带台阶形，井壁表面呈1/1000的坡度。 图6-202 沉井平面及剖面形式 （a）平面形式；（b）竖剖面形式
1-圆形；2-方形；3-矩形；4-多边形；5-多孔形； 6-圆柱形；7-圆柱带台阶形；8-圆锥形；9-阶梯形 6-2-12-2 沉井制作与下沉 1．施工准备工作 沉井施工前的准备工作，除去常规的场地平整；修建临时设施；水、电、风等动力供应外，着重作好下述工作： （1）地质勘察 在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离宜大于2m，需有一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据。 （2）编制施工方案 施工方案是指导沉井施工的核心技术文件，要根据沉井结构特点、地质水文条件、已有的施工设备和过去的施工经验，经过详细的技术、经济比较，编制出技术上先进、经济上合理的切实可行的施工方案。在方案中要重点解决沉井制作、下沉、封底等技术措施及保证质量的技术措施，对可能遇到的间题和解决措施要做到心中有数。 （3）布设测量控制网 事先要设置测量控制网和水准基点，用于定位放线、沉井制作和下沉的依据。如附近存在建（构）筑物等，要设沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测。 2．沉井制作 沉井的施工程序为： 平整场地→测量放线→开挖基坑→铺砂垫层和垫木或砌刃脚砖座→沉井浇筑→布设降水井点或挖排水沟、集水井→抽出垫木→沉井下沉封底→浇筑底板混凝土→施工内隔墙、梁、板、顶板及辅助设施。 （1）刃脚支设 沉井下部为刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。常用的方法有垫架法、砖砌垫座和土模。 在软弱地基上浇筑较重的沉井，常用垫架法（图6-203a）。垫架的作用是将
页眉 沉井基础施工方法 一、施工前准备 1、详细调查了解水文地质情况，对沉井下沉所通过的地层地质构造，土层深度，特性，地勘孔位（每个沉井应至少有二个钻孔），以及河道通航，流水，高水位等各项水文资料。 2、清理场地 （1）筑岛沉井在修围堰和筑岛前，应对墩位场地的孤石，杂草，树根，等杂物予以清除，并平整场地，对软硬不均的地表应换土或加固。（2）浮式沉井在浮运前，对河床标高，冲刷情况进行测定，对倾斜较大的河床面应整平。 二、沉井制作（砼及钢筋砼沉井制作） 1、筑岛：分无围堰的土岛和有围堰的岛（用砂夹卵石填筑）（1）土岛：适用于浅水，流速不大的场所，筑岛用料为砂及砾石，其外侧边坡不应陡于1：2。为避免冲刷迎水面应堆码草袋。 （2）围堰筑岛：各种围堰形式详见桩基施工。 2、砼及钢筋砼沉井制作 在岸滩式浅水中修造沉井，采用筑岛法施工，在深水中修造沉井，采用浮式沉井施工。 （1）筑岛法施工沉井的制作 ①筑岛：依据设计图纸和桥位测量基线桩定出筑岛中心桩，页脚
页眉 整平，填实，筑岛顶面应高出施工水位0.5m以上。 ②铺设垫木：刃脚下应满铺垫木，一般使用长、短两种垫木相同布置，具体要求见下表： 垫木铺设数量计算公式n=G/（L*b*[σ]
式中[σ]=基底土壤承压力 n=垫木根数 G=第一节沉井重 页脚 页眉 L*b=垫木的长和宽 ③沉井模板安装：首先精确放出沉井平面大样（弹线）。 a．外侧要刨光，拼接平顺。 b．模板安装顺序为：刃脚斜面及隔墙面模板——>井孔模板——>绑扎钢筋——>主外模——>调整各部尺寸——>全面紧固拉杆，拉箍，支撑等。 c．沉井模板支好后，须复核尺寸，位置，刃脚标高，井壁垂直度，检查模板支撑。 d．支立第二节以上各节模板时，应用圆钢拉杆，环箍加劲牢固，不易支撑于地面上，以防沉井浇筑中下沉造成跑模。 ④沉井砼灌筑，养护及拆模 a．沉井砼灌注应沿四壁对称均匀进行，避免因高差产生不均匀下沉，每节沉井砼应一次浇完。 b．养护：正常洒水，覆盖。沉井顶面砼凿毛可在砼强度>2.5MP时提早进行。 c．拆模：砼达到规定强度后即可拆模，拆模顺序为：井壁外侧面模板及井孔内侧模板——>隔墙下支撑及隔墙底模——>刃脚斜面下支
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 沉井基础施工安全操作规程(标 准版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
沉井基础施工安全操作规程(标准版) 1一般规定 1.1在施工组织设计中，应根据施工图、工程和水文地质、现场环境等状况确定施工方法、程序和相应的安全技术措施。 1.2沉井下沉影响区内有房屋、架空线杆、地下管线、堤防等建（构）筑物时，沉井下沉前，应按加固设计规定完成加固机构施工，并在下沉中进行观测，发现异常应立即停止下沉，采取安全技术措施并确认安全后，方可恢复下沉。 2沉井制作 2.1接高沉井时必须停止土方作业，在沉井偏斜的情况下严禁接高沉井。 2.2高处作业必须搭设作业平台，作业平台的脚手板必须满铺且绑扎牢固；上下作业平台必须设安全梯、斜道等攀登设施；作业平
台临边必须设防护栏杆；平台、梯道及栏杆在使用前应经检查、验收合格、形成文件记录，并在使用中保持规律性的检查。 2.3支垫拆除必须符合下列要求： 2.3.1混凝土强度应满足设计规定的抽垫要求； 2.3.2抽出垫木后应用砂性土回填、捣实； 2.3.3抽垫时应由作业负责人指挥，分区域、按顺序进行，定位支垫处的垫木应按设计规定程序最后抽出，不得遗留。 2.4沉井侧模应在混凝土强度达到25％时方可拆除，刃脚模板应在混凝土强度达到75％时方可拆除；沉井分节预制时，分节预制高度应依其下沉过程中的稳定性和摩擦阻力，由施工设计确定。底节沉井的最小高度应满足拆除垫木后的竖向挠曲强度要求。 2.5沉井制作场地应符合下列要求： 2.5.1在浅水区域或可能淹没的旱地、浅滩等地域应筑岛制作沉井； 2.5.2筑岛标高应高出施工期间可能出现的最高水位70cm以上； 2.5.3筑岛的平面尺寸应满足沉井制作的抽垫等施工要求，沉井