第六讲沉井和沉箱基础和地下连续墙（深基础）
6.1 天然地基上深基础的修筑方法
基础d↑→施工难度（特别当d>30m时）↑→施工安全系数↓
水中施工→采用特殊处理方式（如围堰）→需更多更强的支撑结构来挡土、挡水→施工困难、造价上升→新施工方式→沉井基础、沉箱基础
制作井筒→挖土下沉→达到设计标高→封底填充井孔→修建桥墩
4.2沉井的类型和构造
概念：沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。
沉井的工作原理
江阴长江公路大桥
北锚碇采用大型深沉井基础，平面尺寸为69米×51米，下沉58米，为世界第一大沉井(面积近９个半篮球场，高度相当于２２层楼)
南岸重力嵌岩锚
北岸锚锭沉井
（1）施工过程：沉井挡土、挡水、起临时围堰作用，按维护结构进行受力分析
（2）运营阶段：深埋的实体基础，计入周围土体对它的弹性固着作用，受力不同，应分别进行验算。
可见，沉井既是深基础的一种施工方法，又是基础的组成部分。
（1）刚度大、横向抗力较大、抗震性能可靠
（2）机具简单、施工方便，可全面开工
（1）一般沉井（就地灌注下沉）
（2）浮运沉井水深流急（10~15m）筑岛对通航有障碍时，浮运
到位
混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井及其他
沉井的结构
通常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、探测管组、封底混凝土、顶盖等部分组成。
1. 平面形状
圆形①受力性能好充分发挥砼抗压强度
②挖土方便、下沉均匀、易于控制方向
③基底
>同面积矩形
max
矩形①制造方便，下沉方向不易控制
②能充分利用地基承载力
②长宽比较大时，容易受到较大的弯曲应力（可设置隔墙调节）
园端形优缺点介于上述两者之间，井壁产生弯曲应力
2. 平面尺寸
顶面尺寸：>墩底尺寸
底面尺寸：由地基容许承载力[]σ确定
3. 沉井高度
顶面标高：H顶低于最低水位或低于地面
底面标高：H底由最小埋深（冲刷深度）及[]σ确定
沉井高度：H=H顶-H底
高沉井可分节制造每节高不超过5~6m，底节一般为4~6m 4. 井孔设置及大小
设置目的：排土
平面尺寸：挖土机具能顺利通过位置：对称布置
设置方式：隔墙单孔沉井、双孔沉井、多孔沉井
5. 井壁应具有足够的强度、重量
外形：①竖直形：优点：与土接触紧密，易于控制方向；缺点：摩擦力大，不易下沉
②台阶形台阶宽10~20cm，多设在沉井分节处
③斜坡形井壁做成100：1~50：1，有利下沉，易偏移
6. 内壁（隔墙）
作用：①使得井壁受弯宽度↓、沉井刚度↑、应力↓
②均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜
特点：①厚：0.8~1.2m，底面高出刃脚踏面一般不小于0.5m；防止土搁住隔墙，影响下沉；
②h较大时，设梗肋于隔墙底部与刃脚连接处
③排水下沉：隔墙底留1.0×1.2m2的过人通道
④透气孔：隔墙上部、离顶面2~3m处宜设0.2m的连通管或20×20cm的透水孔若干
7. 射水管组
作用：①利于高压水流冲松井壁周围的土，降低侧阻力、端阻力
②调整水量、水压大小，调整下沉方向
布置特点：①管口设在刃脚下端及井壁外侧
②均匀分布于横向四周
8. 探测管组
作用①探测刃脚及隔墙底面泥面标高
②清基、射水或帮助破坏沉井正面土层，以利于下沉
③沉井水下封底后，作为刃脚和隔墙下封底砼的质量检测孔适用条件：平面尺寸大、不排水下沉，较深
预留方法：用 200~500mm的钢管在井壁上预制管道
9. 凹槽
作用①使封底砼更好地与井壁联接（嵌入井壁，形成整体）
②如将沉井改为沉箱，凹槽处可预制箱顶（浇注钢筋砼顶盖）
井孔如用砼或圬工填实时，可不设凹槽
10. 井壁围堰
作用防止井顶以上的土（水）落入井内
形式土、砖、木板桩、钢板桩
11. 封底砼
作用：井中水无法抽干→封底→抽水
厚度计算：抗浮起
12. 顶盖
受力和稳定条件决定是否充填？
低于冻结线以下0.25m部分，必须充填。
空心沉井或填砂、石时，钢筋砼顶盖（厚1.5~2.0m）
6.3 一般沉井的制造与下沉
陆地：平整场地
水中：土岛岛面标高≥施工期最高水位+0.5m
岛面积=沉井平面尺寸+护道宽2m
（1）制作第一节沉井铺垫层→木立模、绑扎钢筋→灌注砼
（2）拆除模板和垫木
模板拆除时间：侧面直立模板：≥设计强度25%
刃脚斜面、隔墙底模：≥设计强度70%
（3）拆除垫木顺序
先内壁→后外壁，先短边→长边
（4）挖土下沉
排水下沉抓土斗、人工挖土注意：基坑涌水翻沙
不排水下沉空气吸泥机、水力吸泥机、水力吸石筒、抓土斗（5）接筑沉井和井顶围堰
前一节沉井顶面距离地面只有0.5~1.0m时，接筑下一节沉井；
当沉井沉至接近基底标高时，若井顶低于土面或水面，则需要接筑一临时性的井顶围堰。
倾斜刃脚高的一侧偏挖土或偏压重：施加水平力（排水下沉时还可在刃脚低的一侧回填砂石）
偏移先偏挖土使之倾斜，再均匀挖土至井底中心接近设计中心时，再纠倾斜
遇障碍物人工排除、爆破排除
土与井壁间F过大顶部压重，减小f：辅助射水、空气幕、泥浆套
与设计是否相符：直接取样（潜水员）、钻孔取样
