《沉井基礎(chǔ)施工》ppt課件

1、沉井根底沉井根底上海理工大學(xué)土木工程系上海理工大學(xué)土木工程系陳有亮陳有亮施工人員對泰州長江大橋中塔沉井根底施工人員對泰州長江大橋中塔沉井根底進(jìn)展混凝土澆筑作業(yè)進(jìn)展混凝土澆筑作業(yè) 1 1 概述概述 2 2 沉井構(gòu)造沉井構(gòu)造 3 3 沉井構(gòu)造設(shè)計計算沉井構(gòu)造設(shè)計計算 1.1 1.1 沉井定義及運用范圍沉井定義及運用范圍 1.2 1.2 沉井的分類沉井的分類 1.3 1.3 沉井的設(shè)計原那么沉井的設(shè)計原那么 1.4 1.4 沉井的施工步驟沉井的施工步驟 1 1 概述概述沉井根底沉井根底 將位于地下一定深度的建筑物或?qū)⑽挥诘叵乱欢ㄉ疃鹊慕ㄖ锘蚪ㄖ锔祝仍诘孛嬷瞥梢粋€井筒建筑物根底，先在地面制成一

2、個井筒狀的構(gòu)造物沉井，然后在井壁的狀的構(gòu)造物沉井，然后在井壁的圍護(hù)下經(jīng)過從井內(nèi)不斷挖土，使沉井圍護(hù)下經(jīng)過從井內(nèi)不斷挖土，使沉井在自重作用下逐漸下沉，到達(dá)預(yù)定設(shè)在自重作用下逐漸下沉，到達(dá)預(yù)定設(shè)計標(biāo)高后，再進(jìn)展封底，構(gòu)筑內(nèi)部構(gòu)計標(biāo)高后，再進(jìn)展封底，構(gòu)筑內(nèi)部構(gòu)造。造。 1.1 1.1 沉井定義及運用范圍沉井定義及運用范圍 沉井根底廣泛運用于橋梁、煙囪、水沉井根底廣泛運用于橋梁、煙囪、水塔等的根底工程，以及水泵房、地下油庫、塔等的根底工程，以及水泵房、地下油庫、水池豎井等深井構(gòu)筑物和盾構(gòu)或頂管的任水池豎井等深井構(gòu)筑物和盾構(gòu)或頂管的任務(wù)井。務(wù)井。 1.1 1.1 沉井定義及運用范圍沉井定義及運用范圍 采

3、用沉井根底，施工時不需求板樁圍采用沉井根底，施工時不需求板樁圍護(hù)，技術(shù)上平安可靠，施工操作方便。比護(hù)，技術(shù)上平安可靠，施工操作方便。比敞口明挖占地面積小，挖土量少，對臨近敞口明挖占地面積小，挖土量少，對臨近建筑物影響較小。同時，由于沉井根底埋建筑物影響較小。同時，由于沉井根底埋置較深，穩(wěn)定性好，能支撐較大的荷載。置較深，穩(wěn)定性好，能支撐較大的荷載。近年來，沉井的施工技術(shù)和施工機(jī)械都有近年來，沉井的施工技術(shù)和施工機(jī)械都有了很大改良，可使地表產(chǎn)生很小的沉降和了很大改良，可使地表產(chǎn)生很小的沉降和位移。位移。 1.1 1.1 沉井定義及運用范圍沉井定義及運用范圍 1.2 1.2 沉井的分類沉井的分類1

4、 1 按下沉環(huán)境可分為陸地沉井和浮式沉井用按下沉環(huán)境可分為陸地沉井和浮式沉井用于深水中的施工；于深水中的施工；2 2按沉井構(gòu)造方式可分為獨立沉井多用于獨立按沉井構(gòu)造方式可分為獨立沉井多用于獨立深根底或獨立深井構(gòu)筑物和延續(xù)沉井多用于隧深根底或獨立深井構(gòu)筑物和延續(xù)沉井多用于隧道工程；道工程；3 3按沉井平面方式可分為圓形、圓端形、正方形、按沉井平面方式可分為圓形、圓端形、正方形、矩形和多邊形等，也可分為單孔沉井和多空沉井；矩形和多邊形等，也可分為單孔沉井和多空沉井；4 4按沉井制造資料可分為混凝土、鋼筋混凝土、按沉井制造資料可分為混凝土、鋼筋混凝土、鋼、磚、石以及組合式沉井等。鋼、磚、石以及組合式

5、沉井等。 1.3 1.3 沉井的設(shè)計原那么沉井的設(shè)計原那么 沉井平面尺寸及其外形與高度，應(yīng)根據(jù)墩臺的底面尺沉井平面尺寸及其外形與高度，應(yīng)根據(jù)墩臺的底面尺寸、地基承載力及施工要求確定。力求構(gòu)造簡單對稱，受寸、地基承載力及施工要求確定。力求構(gòu)造簡單對稱，受力合理，施工方便。詳細(xì)要求為：力合理，施工方便。詳細(xì)要求為：1 1 沉井棱角處宜做成圓角或鈍角，可使沉井在平面框沉井棱角處宜做成圓角或鈍角，可使沉井在平面框架受力形狀下較少應(yīng)力集中，減少井壁摩阻面積和便于吸架受力形狀下較少應(yīng)力集中，減少井壁摩阻面積和便于吸泥不至于構(gòu)成死角；泥不至于構(gòu)成死角；2 2沉井的長短邊之比越小越好，以保證下沉?xí)r的穩(wěn)定性；沉

6、井的長短邊之比越小越好，以保證下沉?xí)r的穩(wěn)定性；3 3為了便于沉井制造和井內(nèi)挖土出土，普通沉井應(yīng)分節(jié)為了便于沉井制造和井內(nèi)挖土出土，普通沉井應(yīng)分節(jié)制造，每節(jié)高度不宜大于制造，每節(jié)高度不宜大于5m,5m,且不宜小于且不宜小于3m3m。沉井底節(jié)高度。沉井底節(jié)高度除應(yīng)滿足撤除支撐時沉井的縱向抗彎要求之外，在松軟土除應(yīng)滿足撤除支撐時沉井的縱向抗彎要求之外，在松軟土層中下沉的沉井，底節(jié)高度不宜大于層中下沉的沉井，底節(jié)高度不宜大于0.8b0.8bb b為沉井寬度為沉井寬度 1.4 1.4 沉井的施工步驟沉井的施工步驟1 1場地平整或筑島、鋪墊木，制造底節(jié)沉井；場地平整或筑島、鋪墊木，制造底節(jié)沉井；2 2拆模

7、，刃腳下一邊填塞砂，一邊對稱抽拔出墊木；拆模，刃腳下一邊填塞砂，一邊對稱抽拔出墊木；3 3均勻開挖下沉沉井，底節(jié)沉井下沉終了；均勻開挖下沉沉井，底節(jié)沉井下沉終了；4 4 接筑第二節(jié)沉井，繼續(xù)開挖下沉并接筑下一節(jié)井接筑第二節(jié)沉井，繼續(xù)開挖下沉并接筑下一節(jié)井壁；壁； 5 5下沉至設(shè)計標(biāo)高；下沉至設(shè)計標(biāo)高；6 6沉井封底處置；沉井封底處置；7 7施工井內(nèi)設(shè)備和封頂?shù)?。施工井?nèi)設(shè)備和封頂?shù)取?1.4 1.4 沉井的施工步驟沉井的施工步驟 2 2 沉井構(gòu)造沉井構(gòu)造 沉井主要由刃腳、井壁、內(nèi)隔墻、取土沉井主要由刃腳、井壁、內(nèi)隔墻、取土井、凹槽、封底、頂板等部分組成。井、凹槽、封底、頂板等部分組成。刃腳刃腳

8、 刃腳是井壁下端普通做成刀刃外形的部刃腳是井壁下端普通做成刀刃外形的部分，如以下圖所示。其作用在于減小沉井的分，如以下圖所示。其作用在于減小沉井的下沉阻力，使之能在自重作用下切土下沉。下沉阻力，使之能在自重作用下切土下沉。普通采用不低于普通采用不低于C20C20的鋼筋混凝土制成。當(dāng)?shù)匿摻罨炷林瞥?。?dāng)沉井下沉較深且土質(zhì)較鞏固時，刃腳面常以沉井下沉較深且土質(zhì)較鞏固時，刃腳面常以型鋼角鋼或槽鋼加強(qiáng)。刃腳的底面寬度型鋼角鋼或槽鋼加強(qiáng)。刃腳的底面寬度可為可為100-200mm100-200mm。在鞏固地基上也可做成尖。在鞏固地基上也可做成尖角。刃腳斜面與程度面的交角普通應(yīng)不小于角。刃腳斜面與程度面的交

9、角普通應(yīng)不小于45o45o。刃腳的高度應(yīng)視井壁的厚度確定，并。刃腳的高度應(yīng)視井壁的厚度確定，并應(yīng)思索便于拔出墊木和挖土。應(yīng)思索便于拔出墊木和挖土。刃腳刃腳井壁井壁 井壁即沉井的外壁，是沉井承當(dāng)其自重井壁即沉井的外壁，是沉井承當(dāng)其自重及井外水土壓力的主要部分。井壁厚度應(yīng)根及井外水土壓力的主要部分。井壁厚度應(yīng)根據(jù)構(gòu)造強(qiáng)度、施工下沉需求的重力、便于取據(jù)構(gòu)造強(qiáng)度、施工下沉需求的重力、便于取土和清基等要素而定。設(shè)計時通常先假定井土和清基等要素而定。設(shè)計時通常先假定井壁厚度再進(jìn)展承載力驗算，井壁厚度普通為壁厚度再進(jìn)展承載力驗算，井壁厚度普通為0.8-1.5m。但鋼筋混凝土薄壁沉井及鋼模薄。但鋼筋混凝土薄壁

10、沉井及鋼模薄壁浮式沉井的壁厚不受此限。壁浮式沉井的壁厚不受此限。井壁井壁 鋼筋混凝土井壁中普通應(yīng)配置兩層豎向鋼筋混凝土井壁中普通應(yīng)配置兩層豎向鋼筋及程度鋼筋，并且還要有靠自重作用能鋼筋及程度鋼筋，并且還要有靠自重作用能順利下沉的足夠分量。順利下沉的足夠分量。 井壁外側(cè)的方式如以下圖所示。井壁外側(cè)的方式如以下圖所示。內(nèi)隔墻內(nèi)隔墻 內(nèi)隔墻為沉井的分隔墻。作用是加強(qiáng)沉內(nèi)隔墻為沉井的分隔墻。作用是加強(qiáng)沉井剛度、減少外壁計算跨度，同時又將沉井井剛度、減少外壁計算跨度，同時又將沉井分為多個取土井，便于掌握挖土位置以控制分為多個取土井，便于掌握挖土位置以控制下沉的方向。內(nèi)隔墻的間距普通不大于下沉的方向。內(nèi)隔

11、墻的間距普通不大于5-6m，厚度普通為厚度普通為0.5-1.0m。思索到內(nèi)隔墻既要對刃。思索到內(nèi)隔墻既要對刃腳懸臂起支撐作用，又不宜遭到土的支撐，腳懸臂起支撐作用，又不宜遭到土的支撐，妨礙沉井下沉，因此，普通要求內(nèi)隔墻底面妨礙沉井下沉，因此，普通要求內(nèi)隔墻底面高出刃腳底面高出刃腳底面0.5-1.0m。但當(dāng)沉井穿越極脆弱。但當(dāng)沉井穿越極脆弱的土層時，為防止沉井的土層時，為防止沉井“突沉，也可將內(nèi)隔突沉，也可將內(nèi)隔墻底面做成與刃腳底面平齊。墻底面做成與刃腳底面平齊。取土井取土井 取土井在平面上應(yīng)沿沉井的中軸線對取土井在平面上應(yīng)沿沉井的中軸線對稱布置，以利于沉井均勻下沉，并便于校稱布置，以利于沉井均

12、勻下沉，并便于校正傾斜和偏移。取土井大小由取土方法而正傾斜和偏移。取土井大小由取土方法而定，采用挖土斗取土?xí)r，應(yīng)能保證挖土斗定，采用挖土斗取土?xí)r，應(yīng)能保證挖土斗的自在升降，其最小邊長不宜小于的自在升降，其最小邊長不宜小于2.5m 。在沉井下沉終了并封底后，如作根底用，在沉井下沉終了并封底后，如作根底用，那么取土井可填以素混凝土、片石混凝土那么取土井可填以素混凝土、片石混凝土或填砌片石；在無冰凍地域也可以采用粗或填砌片石；在無冰凍地域也可以采用粗砂或砂礫填料；當(dāng)作用在墩臺上的外力不砂或砂礫填料；當(dāng)作用在墩臺上的外力不大時，也可采用空心沉井。但在砂礫填心大時，也可采用空心沉井。但在砂礫填心和空心沉

13、井的頂面均須設(shè)置鋼筋混凝土蓋和空心沉井的頂面均須設(shè)置鋼筋混凝土蓋板，蓋板厚度應(yīng)由計算確定。板，蓋板厚度應(yīng)由計算確定。凹槽凹槽 沉井內(nèi)設(shè)凹槽是為了使封底混凝土嵌沉井內(nèi)設(shè)凹槽是為了使封底混凝土嵌入井壁。構(gòu)成整體，將傳至沉井壁上的力入井壁。構(gòu)成整體，將傳至沉井壁上的力更好地傳送至封底混凝土底面。同時，當(dāng)更好地傳送至封底混凝土底面。同時，當(dāng)遇到不測困難，還可在凹槽處澆筑鋼筋混遇到不測困難，還可在凹槽處澆筑鋼筋混凝土蓋板，將沉井改為沉箱。凹槽程度方凝土蓋板，將沉井改為沉箱。凹槽程度方向深約向深約0.15-0.25m,高約高約1.0m,其底面距刃腳其底面距刃腳底面普通大于底面普通大于1.5m。射水管組、探

14、測管、氣管和壓漿管組射水管組、探測管、氣管和壓漿管組1射水管組射水管組當(dāng)沉井下沉較深，并估計土的摩阻力較大，當(dāng)沉井下沉較深，并估計土的摩阻力較大，下沉?xí)欣щy時，可在沉井壁中埋設(shè)射水下沉?xí)欣щy時，可在沉井壁中埋設(shè)射水管，管口設(shè)在刃腳下端和井壁外側(cè)。射水管，管口設(shè)在刃腳下端和井壁外側(cè)。射水管應(yīng)均勻布置在井壁橫向周圍，并將其連管應(yīng)均勻布置在井壁橫向周圍，并將其連成沿沉井平面中軸線對稱的相互獨立的四成沿沉井平面中軸線對稱的相互獨立的四組。這樣經(jīng)過每組水管的水壓力大小和水組。這樣經(jīng)過每組水管的水壓力大小和水量可調(diào)整沉井的下沉方向和下沉速率。量可調(diào)整沉井的下沉方向和下沉速率。射水管組、探測管、氣管和壓

15、漿管組射水管組、探測管、氣管和壓漿管組2探測管探測管 在平面尺寸較大，且不排水下沉較深在平面尺寸較大，且不排水下沉較深的沉井中可設(shè)置探測管。普通采用直徑的沉井中可設(shè)置探測管。普通采用直徑200-500mm的鋼管或在井壁中預(yù)制管道。作用的鋼管或在井壁中預(yù)制管道。作用是探測刃腳和內(nèi)隔墻底面下的泥面標(biāo)高。是探測刃腳和內(nèi)隔墻底面下的泥面標(biāo)高。沉井水下封底后，可用作刃腳和內(nèi)隔墻下沉井水下封底后，可用作刃腳和內(nèi)隔墻下封底混凝土的質(zhì)量檢查孔。封底混凝土的質(zhì)量檢查孔。射水管組、探測管、氣管和壓漿管組射水管組、探測管、氣管和壓漿管組3氣管氣管 當(dāng)采用空氣幕下沉沉井時，可沿井壁外緣埋當(dāng)采用空氣幕下沉沉井時，可沿井

16、壁外緣埋設(shè)內(nèi)徑設(shè)內(nèi)徑25mm的硬塑料管作為氣管?？諝饽坏脑挠菜芰瞎茏鳛闅夤?。空氣幕的原理是預(yù)先埋設(shè)在井壁周圍理是預(yù)先埋設(shè)在井壁周圍 的氣管中壓入高壓空氣，的氣管中壓入高壓空氣，此高壓空氣由設(shè)在井壁上的噴氣孔噴出，并沿井此高壓空氣由設(shè)在井壁上的噴氣孔噴出，并沿井壁外外表上升溢出地面，從而在井壁周圍構(gòu)成一壁外外表上升溢出地面，從而在井壁周圍構(gòu)成一層松動的含有氣體與水的液化土層，此含氣土層層松動的含有氣體與水的液化土層，此含氣土層好像幕帳普通圍繞著沉井，故稱之為空氣幕。好像幕帳普通圍繞著沉井，故稱之為空氣幕。射水管組、探測管、氣管和壓漿管組射水管組、探測管、氣管和壓漿管組4壓漿管壓漿管 當(dāng)采用泥漿

17、套技術(shù)下沉沉井時，壓漿管的布當(dāng)采用泥漿套技術(shù)下沉沉井時，壓漿管的布置可采用外管法或內(nèi)管法。外管法是在井壁內(nèi)測置可采用外管法或內(nèi)管法。外管法是在井壁內(nèi)測或外側(cè)布置管徑為或外側(cè)布置管徑為38-50mm的壓漿管，間距為的壓漿管，間距為3-4m，普通用于薄壁沉井。內(nèi)管法是在井壁內(nèi)預(yù)制，普通用于薄壁沉井。內(nèi)管法是在井壁內(nèi)預(yù)制孔道，其間距為孔道，其間距為3-4m，普通用于厚壁沉井。，普通用于厚壁沉井。封底封底 沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高，基底經(jīng)校驗?zāi)艹辆鲁恋皆O(shè)計標(biāo)高，基底經(jīng)校驗?zāi)軡M足設(shè)計要求后，當(dāng)井中的水能被排干，滿足設(shè)計要求后，當(dāng)井中的水能被排干，即滲水量上升速度小于或等于即滲水量上升速度小于或等于6mm/min時，時，排干水后用排干水后用C15或或C20普通混凝土澆筑；當(dāng)普通混凝土澆筑；當(dāng)井中的滲水量上升速度大于井中的滲水量上升速度大于6mm/min時，時，宜采用導(dǎo)管法澆筑宜采用導(dǎo)管法澆筑C20水下混凝土封底。封水下混凝土封底。封底混凝土的厚度按其承載力條件計算確定，底混凝土的厚度