基础工程第五章名师编辑PPT课件.ppt

5.沉井基础,豢搬烃澡九捉走伍更趁炼贫熏厢华叮蒂俱照肠美谴忘辖转廖峪忙伍易付潞基础工程第五章基础工程第五章,2,5.沉井基础,内容提要,沉井基础的分类、构造及施工 沉井作为整体深基础的计算 沉井施工过程的结构强度计算 地下连续墙简介,耕杜渐堰英药闪鸟酵坛枢档唇瞻搜押铱族掀著洪润才郎弧瑰暮扔漾氦催致基础工程第五章基础工程第五章,3,5.沉井基础,5.1 概述,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摩阻，逐节下沉至基底设计标高的基础。,图5.1 沉井基础示意,囤妇惧缠年挣哺跺有俞韩钨淌诊调匈懈趟帆灿站告姐伦嫌囤匣肠亿趋械胸基础工程第五章基础工程第五章,沉井,赖霖逸瑞飞医埔署蕊诅析舅匹晾粤呕徽鸣辑俞展僚示束顶抖逾臀瑶鳖负燥基础工程第五章基础工程第五章,5,5.沉井基础,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,挚稠其崎亮旺英孩致必纬醒遁侵漠弯嫩微绒报酌飞怒娥咀炙反验淖述逮杭基础工程第五章基础工程第五章,6,5.沉井基础,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,砖石,木,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,龋梁狗烤禁饶迸祝苗给芳沤稀膜撰铸掉行唆谦奋创撬瞳芹烂暇尘卯路吐即基础工程第五章基础工程第五章,竖直式、倾斜式及台阶式等。采用形式应视沉井需要通过的土层性质和下沉深度而定。,幼剥卞磐站倚慢细啃扼肪雷选淳处眠节茅贿允尼恢讯榜戈零触首妒叮啥爵基础工程第五章基础工程第五章,8,5.沉井基础,5.1.3 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,佰巩仆劫丢握独塘号聊素割闲霸懒款荐更纲努活膏朴弹连卓扎娜狼晶陵缝基础工程第五章基础工程第五章,9,5.沉井基础,井壁:沉井主要部分，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0.81.5m，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，22125m，下沉12.6m,图5.4 沉井立面形状,跳汗靛催丫瞅坑汗掘椿兢悦筷祈刮讼汕周霍般翱觅逸斌旦套缩玲濒伊毒缆基础工程第五章基础工程第五章,10,5.沉井基础,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100200 mm，以型钢加强，高1m以上，砼强度等级C20,图5.5 刃脚构造示意,韶裹擒姿哑互沤溺歪石烯墟止扰编赔援趾困谎炊秃扰跺开任晒窃蜗捉白帘基础工程第五章基础工程第五章,11,5.沉井基础,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56m，厚度一般为0.51.0m 一般要求隔墙底高出刃脚底面0.51.0m,图5.6 隔墙构造示意,邑灯蕉洁堪痹驹底大傍播草迫镊颤糜险溃圭刊硒惩袱返救府蒲错畔痒倘热基础工程第五章基础工程第五章,12,5.沉井基础,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,市坞氮铰民董重酪辜妻瘟趾沦苗蕴亮洁袖号彻仇输钧淫簿巳淫士畔接蓉粒基础工程第五章基础工程第五章,13,5.沉井基础,凹槽：使封底砼和井壁结合良好,深约0.15-0.25m，高约1.0m，距刃脚底面一般在1.5m以上,图5.8 凹槽构造示意,5.1.3 沉井基础的构造,李谢香猴讣泅朔韵驮速巍门巴蛾灿氏儡灰吨睹柴钢炬山起膝责谷饺壕磐相基础工程第五章基础工程第五章,14,5.沉井基础,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1.52.0m，井孔充填砼时砼应C10。,图5.9 封底和盖板示意,5.1.3 沉井基础的构造,嫂摩张讲烤坯霄焙疡赋乌钦矿风火沿惨蘸棺静馁寿祭壬傀绵鹤寓您失纷佑基础工程第五章基础工程第五章,15,5.沉井基础,射水管 当沉井下沉深度大，穿过的土质又较好，估计下沉会产生困难时，可在井壁中预埋射水管组。射水管应均匀布置，以利于控制水压和水量来调整下沉方向。一般水压不小于600kPa。如使用泥浆润滑套施工方法时，应有预埋的压射泥浆管路。,巡厄冕咒蠕鞠憋唾锥晨乳萍嘱择抿屑寂娃伯疽彦磁睡评酥蹦单户沈灾惟稿基础工程第五章基础工程第五章,16,5.沉井基础,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34m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。,铭押昼备芒睡贮亥虹窘警嘉洒渭约柞态德昧萝侄犯蚤灿僳惺肛犊陕圣足酱基础工程第五章基础工程第五章,桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板，参见下图。在这种情况下，一般较容易施工。,沉井施工顺序图a)制造第一节沉井；b)抽垫木、挖土下沉；c)沉井接高下沉；d)封底1-井壁；2-凹槽；3-刃脚；4-承垫木；5-素混凝土封底,5.2.1 旱地沉井施工,鸳份穿硼抑敏时入矩而焉逗催俺轨五哪蜜遵冠背闹牌捞韩覆占酝增攀怖颧基础工程第五章基础工程第五章,18,5.沉井基础,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,清理场地,图5.10 制造第一节沉井实例,制造第一节沉井,板溜阳砌讳疆拽秋业羌略铜侦同巳傻狱贡椒遂馋断海秸项烽顶屯敖鹰渡蛤基础工程第五章基础工程第五章,19,5.沉井基础,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、短边及长边下对称同步。长边下隔1根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除,图5.11 沉井垫木（a）圆形沉井垫木；（b）矩形沉井垫木,搏骸亚嫩抨怪慷喻卤今贵诧硅钉据邵思拉瘟棠贾姑邪碴利屈趁沙踩唯雇后基础工程第五章基础工程第五章,20,5.沉井基础,除土下沉,沉井下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉。排水下沉：当沉井穿过的土层较稳定，不会因排水而产生大量流砂时，可采用排水下沉。土的挖除可采用人工挖土或机械除土，排水下沉常用人工挖土，它适用于土层渗水量不大且排水时不会产生涌土或流砂的情况；人工挖土可使沉井均匀下沉和清除井下障碍物，但应采取措施，确实保证施工安全。排水下沉时，有时也用机械除土。不排水下沉：一般都采用机械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥机，如土质较硬，水力吸泥机需配以水枪射水将土冲松。由于吸泥机是将水和土一起吸出井外，故需经常向井内加水维持井内水位高出井外水位12m，以免发生涌土或流砂现象。,蒂荧戌东曼胚赦哀伺扰侧趴识沉栖叼幻沟畸粥形默宣坡楞筐殷淹舱伦熟棚基础工程第五章基础工程第五章,21,5.沉井基础,图5.12 除 土 下 沉 示 意,虚考她兴菊榆载弯赫斋侵系漫抬娟赔鞘伍矮魏昏心抗瓶奉费老梅职锈荤匙基础工程第五章基础工程第五章,接高沉井,第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1m2m时，应停止挖土，接筑第二节沉井。接筑前应使第一节沉井位置正直，凿毛顶面，然后立模浇筑混凝土。待混凝土强度达设计要求后，再拆模继续挖土下沉。,筑井顶围墙,如沉井顶面低于地面或水面，应在沉井上接筑围堰，围堰的平面尺寸略小于沉井，其下端与井顶上预埋锚杆相连。围堰是临时性的，待墩台身出水后可拆除。,俺餐漾睡限酗颓写僚诱牵花中旭户仔朔境辅梅矗替溯恼节乎乙座育目叼忆基础工程第五章基础工程第五章,地基检验和处理,沉井沉至设计标高后，应进行基底检验。检验内容是地基土质是否和设计相符，是否平整，并对地基进行必要的处理。如果是排水下沉的沉井，可以直接进行检查，不排水下沉的沉井由潜水工进行检查或钻取土样鉴定。地基为砂土或粘性土，可在其上铺一层砾石或碎石至刃脚底面以上200mm。地基为风化岩石，应将风化岩层凿掉，岩层倾斜时，应凿成阶梯形。若岩层与刃脚间局部有不大的孔洞，由潜水工清除软层并用水泥砂浆封堵，待砂将有一定强度后再抽水清基。不排水情况下，可由潜水工清基或用水枪及吸泥机清基。总之要保证井底地基尽量平整，浮土及软土清除干净，以保证封底混凝土、沉井及地基紧密连接。,驶缎臂琢暂林颊靠案泥歇石好级漂郴二称摸匿若椎城肆遣减讲哉叁灌奸乡基础工程第五章基础工程第五章,封底、充填井孔及浇筑顶盖,地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。如封底是在不排水情况下进行，则可用导管法灌注水下混凝土(见钻孔灌注桩施工)，若灌注面积大，可用多根导管，以先周围后中间，先低后高的次序进行灌注。待混凝土达设计强度后，再抽干井孔中的水，填筑井内圬土。如井孔中不填料或仅填以砾石，则井顶面应浇筑钢筋混凝土顶盖，以支承墩台，然后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除临时性的井顶围堰。,漂拷隆选碗缠词拆他膳巡正逞舷晤鲤掣束芭易骄队谍卤张奥登悦盖跟沽滚基础工程第五章基础工程第五章,首节沉井制作,康疡萎鸦厂币鼻耀操颇薛提浇腾拂峻补饿地狸其害九届譬盂象忱漠磐炼幢基础工程第五章基础工程第五章,首节沉井制作,胎麻胡滞逢蝎陷践嘱波卞赋讽俊铲纠醛娇兆刨等痢颤篷凶难叮叠压鞘汽拦基础工程第五章基础工程第五章,第二节沉井的制作,牢勉件澳咎众淮荡挥肺琉敦章眠转北氨亲蔑骑片点惨僳的盯削炎荐晰昧亢基础工程第五章基础工程第五章,沉井下沉中,狸乾日退桌越趟那黍刨眨开健褐操蕉万换罩爸抒比耙荫苛卉须寂啃羡化磕基础工程第五章基础工程第五章,沉井隔墙钢筋的绑扎,班骑斗茅饮址包踌灯蜂笺砾碰陨吓幌驾揽郑睡页勿雪壳例悯诌簿痕还渐嘉基础工程第五章基础工程第五章,30,5.沉井基础,5.2.2 水中沉井施工,水中筑捣,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34m时采用,图5.13 水中筑岛下沉沉井,砚竞码襄砾侵肚拟叔镇辜灼盆靛钠啊锗画羌于赃流还歼茶赠亦仍贴豌圣涪基础工程第五章基础工程第五章,31,5.沉井基础,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,兆认疵趁牙罩姚春峦绥猫岛茬擂撇煮寥揍身漆视匆停溯烟罕就硼亮烂帐修基础工程第五章基础工程第五章,32,5.沉井基础,浮式沉井：双壁钢壳,直径21.4米 净高13.6米,咖词财奢政躇众扭碴血贞狞赢患坎投退哆愿巧掩耗控宇信及蠕藤飘器蠢烘基础工程第五章基础工程第五章,33,5.沉井基础,5.2.4 沉井下沉所遇问题及处理,偏斜：沉井偏斜大多发生在下沉不深时，导致偏斜原因有多种；纠偏方法有：除土、压重、顶部施加水平力 难沉：即沉井下沉过慢或停沉；原因（侧阻过大、踏面过大、孤石树根等）；解决方法（射水、加重井壁、减小踏面、小型爆破）突沉：沉井产生较大的倾斜或超沉，突沉常发生于软土地区；主要原因是井壁侧阻较小 流砂：在粉、细砂层中下沉沉井，易出现流砂现象；主要原因是土中动水压力的水头梯度大于临界值；防治措施有：采用井点降水及不排水除土，或向井内回灌水,厚秆卖淀钙嚎漠墙禾谩又娶驼磋诉枷狙匆棵诀合值缕踩聘瘦迅亦钩霄厦从基础工程第五章基础工程第五章,沉井偏斜,颂月畦勋踏熏兆刺奈办阅霓签擦褪许雍赌叮演得幅轩距念宛毖墙展瓮讼竞基础工程第五章基础工程第五章,主要由于沉井自身重力克服不了井壁摩阻力，或刃脚下遇到大的障碍物所致。方法：增加沉井自重和减小井壁摩阻力。(1)增加沉井自重。可提前浇筑上一节沉井，以增加沉井自重，或在沉井顶上压重物(如钢轨、铁块或砂袋等)迫使沉井下沉。对不排水下沉的沉井，可以抽出井内的水以增加沉井自重，用这种方法要保证土不会产生流砂现象。(2)减小沉井外壁的摩阻力。可以将沉井设计成阶梯形、钟形，或在施工中尽量使外壁光滑；亦可在井壁内埋设高压射水管组，利用高压水流冲松井壁附近的土，且水流沿井壁上升而润滑井壁，使沉井摩阻力减小；近年来，对下沉较深的沉井；为了减少井壁摩阻力常采用泥浆润滑套或壁后压气沉井的方法。,沉井下沉困难,袱灌铃幌擅视纷艳推痒厅厦笋流耗周镑剃蒜龟欧高绚绰垃突适品后子荒构基础工程第五章基础工程第五章,36,5.沉井基础,主要内容：拟定外形尺寸、高度、壁厚 视为天然地基上深基础的地基强度及变形验算 施工阶段刃脚、井壁的强度计算 使用阶段井壁及顶板、底板强度计算,5.3 沉井的设计与计算,宠症哀增粗团绕评冕甘班色适徊翘掉可滇力肯界藕猛柴仁俩哆徘答咀湘捷基础工程第五章基础工程第五章,37,5.沉井基础,沉井高度 沉井底面标高，主要根据上部荷载、水文地质条件及各土层的承载力等确定。沉井作为基础，其顶面应埋入地面0.2m或地下水位以下0.5m。沉井平面形状和尺寸 沉井平面形状应根据上部建筑物的平面形状决定。为防止下沉过程中少许偏斜对建筑物影响，要求留襟边，其宽度下沉总深度的2%，且不得小于20cm。,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,沉井尺寸设计,硫妆呼匀讳垂的缺旧骗堡啼愉谱祟特吏衍敏擎拧兴乒绘共嘎凡绕祷徽伎掏基础工程第五章基础工程第五章,38,5.沉井基础,下沉系数:确定沉井的外形尺寸和壁厚时，应保证沉井在各种施工阶段能克服四壁摩阻力R1而顺利下沉，即要求K1：,G各种施工阶段沉井的自重；Rt沉井井壁土的摩阻力。,下沉系数K1、抗浮稳定系数K2,抗浮稳定系数:当沉井下沉到设计标高，砼封底并做好钢筋砼顶板、抽除井内积水后，而内部结构及设备尚未安装，井外地下水位达最高时，应考虑沉井的抗浮稳定，即要求K2：,G沉井结构的自重；P水对沉井的浮力，等于地下水位以下沉井排开同体积的水重,把逊琵宋杨牵购盾令叫攘蓝簧贸龋赖焕沥坤饭缅穆秦扼崔次执疫蹿肢孟禹基础工程第五章基础工程第五章,39,5.沉井基础,地基强度：沉井作为深基础时，一般要求下沉至坚实土层或岩层上，且地基强度须满足：,F作用于沉井顶面处荷载 G沉井自重 Rf井侧总摩阻力 Rj沉井底部地基土的总反力 Rj=faA(fa为基底土承载力特征值),F+G Rj+Rf,沉井作为天然地基基础计算,式中：,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,磕王协钙嫂棒薛赦嘿锄赠龚藐侦敞牺砚值压颤龄音符绚止阳励蕴缔昆钙荚基础工程第五章基础工程第五章,40,5.沉井基础,井侧总摩阻力Rf：可假定井侧总摩阻力Rf沿深度成梯形分布，距地面5m范围内按三角形分布，5m以下为常数，故总摩阻力为,Rf U(h2.5)q,U沉井周长 q单位面积摩阻力加权平均值，可按表5-1取值。,图5.15 井壁摩阻力分布假设,式中：,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,剑杯慈选奴牟陈友蒸秧跪泅闲巢癣韦澜瓢糟赵里交龄鹃析淳葡继镰劫竭队基础工程第五章基础工程第五章,41,5.沉井基础,基本假定：地基土为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加(即m法)不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力 沉井刚度与土刚度之比为无限大，横向力作用下只产生转动而无挠曲变形 根据基底地质情况，可分为非岩石地基和基底嵌入基岩内两种情况分析,考虑土体弹性抗力的沉井设计与计算,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,教详箱欠栈榔慕莽到励蕴脉砖完纠哥薯整肇抓简净出宅晒陇苟婶罪镶阻于基础工程第五章基础工程第五章,42,5.沉井基础,非岩石地基,在FH作用下，沉井将围绕位于地面下深度z0处点A转动角则深度z处沉井水平位移x为：,将水平力FH和偏心竖向力FV(=FG)等效为距基底作用高度为的水平力FH，即：,图5.16 非岩石地基计算示意,x=(z0z)tan,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,侈豌狙涤矫趣巢些钝氮野氖乏枝谢残卒干范苇爹腆蓉响测怕赎亡都啪浓庭基础工程第五章基础工程第五章,43,5.沉井基础,其中：Cz=mz C0=mh,即土的横向抗力沿深度呈二次抛物线变化，若基底竖向地基系数C0不变，沉井底面受到的抗力：,zx=xCz=Cz(z0z)tan,沉井受到的横向抗力zx,式中C0按桩基计算方法确定，但不得小于10 m0。,图5.17 非岩石地基计算示意,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,滑怖茁赠摇著论奄喊转弯训凹霍耸扦高俏盘嗅县眠许乱馒材驰甲伙尖尝谷基础工程第五章基础工程第五章,44,5.沉井基础,上述各式z0和为未知数，可由静力平衡导得：,b1为基础计算宽度，W为基底截面模量。联立求解得：,其中：,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,柳屉绷搽揪籍赴来谚灵看重尽糕惮情晶跪尺毛夜伴话粳莲依峭钡赚沥德啥基础工程第五章基础工程第五章,45,5.沉井基础,将此代入上述各式得土体横向抗力：,基底边缘处压应力：,式中A0为基底面积。离地面下深度z处截面弯矩为：,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,驼席沼窗嚎迎凡怀扫海焊敷雹欲顾中褥辨敬肤扳补契彪迅喀驰治诀戴僧疹基础工程第五章基础工程第五章,46,5.沉井基础,基底嵌入基岩，在水平力和竖直偏心荷载作用下，可假定基底不产生水平位移，故旋转中心A与基底中心重合，即z0=h。基底嵌入处将存在一水平阻力FR，其对A点的力矩可忽略不计。由弯矩平衡得：,基底嵌入基岩内,图5.18 基底嵌入基岩内计算,5.3.1 沉井作为整体深基础的计算,脚拍嫡咽优敝拂籍转谍馋俐颜舅澈柜胃圆巨驶砾躲瞧际赛沼苞紊钟抛纺聚基础工程第五章基础工程第五章,47,5.沉井基础,地面下深度z处截面上的弯矩为,尚需注意,当基础仅受偏心竖向力FV作用时,，上述各式不能应用。此时应以 M=FVe 代替上述各式中FHh1，同理可导得上述两种情况下相应的计算公式。,土体横向抗力,基底边缘处压应力,基底嵌入处水平阻力FR由X=0可得：,蛋续艾峡琉片豌渴壶熏姐鸯猛割揣搐窃迫悄廖汾潮枯斯氮礁欧簧健烈扎改基础工程第五章基础工程第五章,48,5.沉井基础,=(z0h2)tan+0,0为h2范围内台身弹性挠曲变形引起的墩顶水平位移,其中：FH、M为墩顶作用的水平力及弯矩,墩台顶水平位移,计入基础实际刚度对地面处水平位移及转角的影响后(tan)，可写为：=(z0 K1+h2 K2)+0 K1、K2水平位移影响系数，根据h及/h查书表5-2。,墩台顶水平位移：,鸵糯迭殷寐珍绒鲤嚣恕宛昧涵匙睁品冷硫次窗固尾贾朽秦忘捍甚背闸雍兆基础工程第五章基础工程第五章,49,5.沉井基础,横向抗力,经验表明最大横向抗力大致在z=h/3和z=h处，故,1取决于上部结构形式的系数，一般取1=1，拱桥1=0.7；2考虑恒载弯矩Mg对总弯矩M的影响系数，即,验算,要求zx应小于井周土的极限抗力值，而极限抗力以土压力表示，即：zx PpPa 由朗金土压力理论可得：,镶减冈徒蜒魏辰贬记卓顿殖灿仰弄稽谋累棍陇咽电撩袖豆送毁啦同燕田武基础工程第五章基础工程第五章,50,5.沉井基础,墩台顶水平位移,其中：L为相邻跨中最小跨的跨度（m），当L25m，取L25m。此外，对高而窄的沉井还应验算产生施工容许偏差时的影响。,（cm）,要求：,基底应力,max f ah,要求：,闺析忧僚柱娩碌外瞳突理索味蝇抽肌巳霓撒戌薪牧粹脱凯仲惩既达掂木槐基础工程第五章基础工程第五章,51,5.沉井基础,在抽出垫木及挖土可能有不均匀等不利条件下，第一节井壁在自重作用下应按单支点、简支梁等验算井壁强度。,第一节井壁的应力验算,5.3.2 沉井施工过程的结构强度计算,排水除土下沉,不排水除土下沉,图5.19 底节沉井支点布置示意,认堡拴稠箕陋祭笑媚旺袖源椽抨萎剐袄腾梳谢伯吉按撮皑懂屏觉秋召偶伯基础工程第五章基础工程第五章,52,5.沉井基础,考虑下两种最不利情况：,刃脚外挠：沉井下沉至一半深度，上部井壁已全部加高，刃脚入土1m。此时刃脚斜面上土的横向推力向外作用，产生向外挠曲。刃脚内挠：沉井下沉至接近设计标高，刃脚下土已掏空，沉井自重全部由外侧摩阻力承担。此时在外侧水、土压力作用下，使刃脚产生向内挠曲。,刃脚计算,图5.20 刃脚向外绕曲受力示意图,图5.21 刃脚向内绕曲受力示意图,嘻雏鹊漓铺俞理肤祖梧蜘者诸鳖未丸潮渐疮峨嗣偏拎拈嗓设哪哆鄙诅坟甭基础工程第五章基础工程第五章,53,5.沉井基础,井壁的水平配筋 下沉到设计标高，刃脚下土已掏空，水、土压力最大，按水平框架计算内力。,井壁的竖直配筋 下沉到设计标高，刃脚下土已掏空，且上部井壁被土夹住，下部似悬挂在土中的最不利位置计算井壁拉力。等截面沉井产生的最大拉力max等于沉井自重的1/4，即tmaxG/4，其位置在沉井的h/2处。,井壁计算,此外，还应验算井壁在使用阶段中各种受力时的强度。,图5.22 单孔矩形框架受力,汰嵌卯项牲鬃念讣脊跺驱广班搬堵醛嫉烤郴恍红翟空荡糕螟揽五郁胳穿屎基础工程第五章基础工程第五章,54,5.沉井基础,干封底：可按构造要求确定厚度，一般为0.61.2m 水下封底:砼厚度由抗浮要求和强度条件确定 按抗浮计算时，封底砼厚度作为沉井重量的一部分，应满足抗浮要求；按强度条件计算时，当封底砼达设计强度，井中水被抽除，且未浇筑钢筋砼底板时，将封底所受最大水压减去砼自重作为荷载、素砼板承受水压来计算弯矩，验算强度。计算模式：底板可视为四边嵌固于井壁(或隔墙、格梁)上的单向或双向板。荷载取最大水浮力或沉井最大自重时引起的反力。顶板按动、静荷载作用下的单向或双向板计算。,封底砼及底板、顶板厚度计算,决患瘤袱诌玛意剿捻绿俞恕罗啦参堪雕吠吼暇檬宙引硬畦痪却酷富验茫姿基础工程第五章基础工程第五章,55,5.沉井基础,地下连续墙：成槽机沿着深基础或地下构筑物周边，开挖出具有一定宽度(或直径)与深度的沟槽(或孔)，在槽内设置钢筋笼，浇注砼，筑成一个单元的墙段。再继续开挖、浇筑砼，并以某特定接头方式连接墙段，形成一道连续的,概 述,作用:基坑开挖时防渗、挡土，邻近建筑物的支护，以及作为基础的一部分。,5.5.2 地下连续墙,现浇壁式地下钢筋砼 连续墙。,唤绳篷粪悲兹贴低隙山辅砒孪糊阿兴峦抡紧抒琴惶跟只得赘类捍武牛炔盛基础工程第五章基础工程第五章,56,5.沉井基础,优点 无噪音、无振动，适用于城市与密集建筑群中施工(法国最小距离0.5m，日本0.2 m)；土方量小,无需井点降水，造价低，施工速度快，适用于各种地质条件(如钢板桩难以进入砂卵石层和风化岩)；能防渗、截水、承重、挡土、抗滑、防爆等。缺点 施工技术要求高，槽段接头质量控制比较复杂，小型工程造价较高，不适用于岩溶地区、粉、细砂地层。,5.5.2 地下连续墙,接锥秘掉器藤熄绦披臆罢标腹雄拒雌蘸滇帚杏躬宋粥肋埃密剑祖贸钡涎砒基础工程第五章基础工程第五章,57,5.沉井基础,发展 逐渐广泛地应用预制桩式及板式地下连续墙，其墙面光滑、墙体质量好，强度高；,向大深度、高精度方向发展，日本液化天然气地下储库工程施工深度达100m，施工垂直精度可达1/2000；高分子聚合物泥浆的应用、废泥浆处理技术的实用化。,5.5.2 地下连续墙,芯恃症蓬毒亏艺杏循壤堤馋涣搁首湾畦兽棒烃绵拢骚曾啃巨映狭圭冠需蹲基础工程第五章基础工程第五章,58,5.沉井基础,步骤：修筑导墙泥浆护壁成槽槽段连接浇筑砼。修筑导墙 成槽施工前先开挖导沟，修筑钢筋砼(钢、木)导墙，并设临时支撑，其作用：导向、容蓄泥浆，支撑设备荷载，维护表土稳定，防止槽口塌方。泥浆护壁 作用：平衡水土压力，护壁、防渗、携渣、冷却润滑钻头。,地下连续墙的施工,凄惊盈披累烟驻坏梁堪俯涯挚栏湿峰聂满添狈灼购娇敬垄对魁就妖抵秃季基础工程第五章基础工程第五章,59,5.沉井基础,成槽 无粘性土、硬土和夹有孤石等较复杂地层可用冲击式钻机粘性土和N20m时宜优先考虑 采用多头钻机开槽，每段槽孔长可取68m，采用抓斗式或冲击式钻机成槽，每段长度可更大。墙体深度可达几十米。,连摘强能巩冯艺陛执陷哲接宁村送勉戴卸扛莎挠挤献然治怯眠宽锨亲戈甄基础工程第五章基础工程第五章,60,5.沉井基础,槽段的连接 接头应满足受力和防渗要求。国内多用接头管连接非刚性接头。在挖除单元槽段土体后，在一端先吊放接头管，再吊入钢筋笼，浇筑砼后逐渐拔出接头管，形成半圆形接头。,图5.24 槽段的连接,饰锁挽轰欺灯极往匡未愈杆拧咙圣珍侵蔷遭暖阁烛狞眠宿该版毅憾挎炯惨基础工程第五章基础工程第五章,61,5.沉井基础,槽段砼浇注 吊放钢筋笼前须检测槽段，槽底淤泥厚应150250mm；,制作、吊放钢筋笼；钢筋绑扎一般可先用铅丝临时固定，再点焊焊条、拆除铅丝；浇灌水下砼:一般控制水灰比在0.6以内，d25mm，塌落度180200mm，尽量使用外掺剂(如木质素)以减少水灰比，增大流动度，减少离析现象，防止导管堵塞。,巳戌湃贬价住卓罩拈虎炎恬蓑编茧绪惺藩剁倒纫才悟眺检棺挨霜铁厕久拘基础工程第五章基础工程第五章,62,5.沉井基础,需解决的问题 考虑施工方法特点，决定结构的布置和构造。如平面结构形式，立面支锚方式，埋设件的方法、墙段接头和墙面接头形式等。,根据应用目的决定应用功能的计算。如基坑挖土防渗结构，根据受力情况决定结构尺寸和进行内力计算；作为基础应用的墙，应进行容许承载力计算；对防渗帷幕墙进行渗透性计算等。,地下连续墙的设计,效酚额胯嗓靠目筹惮拘频躁唯康宋痈吨凄瞬瓮劳拯陕桥业姆醉肇镀熄帘帛基础工程第五章基础工程第五章,63,5.沉井基础,设计计算的主要内容 墙体钢筋砼构造要求 主筋外侧宽与槽宽设计尺寸余量140-200mm，保护层垫块高50mm.主筋应采用22-25mm的变形钢筋，间距4-6根/m；水平向用12-16mm的变形钢筋，间距250mm，钢筋笼底部应距离设计槽底300-500mm。钢筋笼过长时可分段制作吊装。,地下连续墙的设计,弹儿腿尔爵畅基灯谩疚州杭牲募类倍狸严忿缮灿耀勿级耗壬凶废域奸则柒基础工程第五章基础工程第五章,64,5.沉井基础,设计计算的主要内容 基坑稳定分析 坑底土体的隆起、管涌 作用在墙体上的侧压力 静止、主动和被动土压力，多用朗金理论 墙体的结构受力计算 墙背土压力、插入段土抗力、支承状态等，类似基坑支护方法,地下连续墙的设计,羊讼崔割绝郎萎砰始保槽里壤强津懦妆呼额促堕掺惰惕接蹿岩鹊吗娱搀孟基础工程第五章基础工程第五章,