地下空間工程沉井基礎技術(shù)培訓2018

1、深基礎沉 井 基 礎地下連續(xù)墻深基坑工程 沉井法是施工的地下結(jié)構(gòu)物和深基礎的一種型式。 沉井先在地表制作成一個井筒狀的結(jié)構(gòu)物（沉井），然后在井壁的圍護下通過從井內(nèi)不斷挖土，使沉井在自重作用下逐漸下沉，達到預定設計標高后，再進行封底，構(gòu)筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 1 沉井基礎1、沉井應用領(lǐng)域 （1）橋梁墩臺基礎； （2）取水構(gòu)筑物、污水泵站； （3） 地下工業(yè)廠房、 大型設備基礎； （4）地下倉儲（油、氣、水、煤）庫房； （5） 人防掩蔽所、地下構(gòu)筑物圍壁； （6）盾構(gòu)或頂管的工作井、船塢、礦用豎井、 地下 車道等。2、沉井特點 （1）埋深很大、整體性強、穩(wěn)定性好； （2）沉井既是基礎，又是施工中擋土（水）圍

2、壁或圍堰結(jié)構(gòu)； （3）能承受很大的垂直、水平荷載，抗變形能力強； （4）與大開挖比，占地面積小，土方量少；對鄰近建筑物的影響比較?。?（5）施工中易發(fā)生難沉、突沉、偏沉等問題； （6）單井施工周期長。3、沉井發(fā)展情況 目前，最大沉井直徑（或邊長）上百米，深度上百米；下沉新工藝有泥漿助沉、空氣幕法、中心島法等。一、沉井基礎概述4、沉井的類型劃分（1）按沉井橫截面形狀分： 單孔沉井：圓形、正方形、矩形等； 單排孔沉井：矩形、長圓形、組合形等； 多排孔沉井：由內(nèi)隔墻分成若干個井孔。（2）按沉井豎向截面形狀分： 柱形豎直式、臺階式（階梯形）、錐形。4、沉井的類型劃分 （3）按沉井材料分：混凝土、鋼筋砼

3、、磚石、竹筋砼、木材、鋼板等。 （4）按沉井下沉方式分： 就地制造下沉的沉井； 浮運沉井： 在深水地區(qū)，筑島困難，或有礙通航，在岸邊制作沉井 拖運到設計位置后整體下沉。 中心島式下沉沉井。5、沉井施工過程 基坑開挖鋪砂墊層和承墊木沉井制作抽取承墊木挖土下沉（分節(jié)制作與下沉）至設計標高、封底回填澆筑其它部分結(jié)構(gòu)和封頂。 （1）沉井底節(jié)在人工筑島上灌筑； （2）沉井開始下沉及接高； （3）沉井已下沉至設計標高； （4）進行封底及墩身等工作。 沉井施工步驟示意圖 沉井的長短邊之比越小越好，以保證下沉時的穩(wěn)定性。 一般沉井應分節(jié)制作，每節(jié)高度不宜大于8m。 沉井底節(jié)高度應滿足拆除支承時沉井縱向抗彎要求

4、之外，在松軟土層中 下沉的沉井，底節(jié)高度不宜大于0.8b 。 月浦水廠泵房工程6、沉井工程應用南京長江大橋正橋1號橋墩的混凝土沉井基礎 公路鐵路兩用雙層鋼架連續(xù)橋梁，跨度160米，鐵路橋總長6,772米，1968年建成，該橋的建成是中國修建深水基礎橋梁工程一項重大突破。 沉井平面長69米，寬51米，下沉深度為58米，體積20.4萬立方米,列世界最大沉井。 (列世界第的美國費雷澤諾橋的沉井體積為15萬立方米)江陰長江公路大橋北錨沉井大型鋼殼沉井 寶山鋼鐵廠取水泵房工程 鋼筋混凝土沉井主要由刃腳、井壁、隔墻與底梁、凹槽、封底與底板、頂蓋、井孔、射水管或探測管等組成。二、 沉井構(gòu)造 （1）刃腳作用：

5、減少沉井下沉阻力，使之能在沉井自重作用下切土下沉，并起到封閉與阻止壁外流砂或泥漿涌入井筒內(nèi)的作用。 （2）制做要求：砼C20以上，踏面寬度為100200mm，刃腳底面用鋼板或鋼筋預以加強，刃腳斜面傾角為450以上，可采用雙斜面的，其高度為1m左右。1、刃腳a混凝土刃腳； b設角鋼的刃腳； c尖刃腳 （1）井壁作用：它是沉井的主體部分，沉井下沉過程中起到擋土、擋水及利用本身重量克服土與井壁之間的摩擦阻力的作用。沉井施工完畢后，它又做為基礎或基礎的一部分而將上部荷載傳到地基中去，或做為礦山豎井及其它構(gòu)筑物的外壁。（2）制做要求：一般井壁用C20C25混凝土，壁厚0.81.5 m，分節(jié)制作時每節(jié)高度

6、為68m，井壁內(nèi)可預埋各種管路。2、井壁（a）、（b）豎直的；（c）、（d）臺階形的；（e）錐形的；（f）倒錐形 沉井外壁的形式3、隔墻與底梁（1）隔墻與底梁的作用： 對于長寬方向尺寸較大的沉井，設置隔墻與底梁可加強其整體剛度，防止發(fā)生突沉，減少撓曲應力，并分成多個井孔有利于控制沉井下沉方向。（2）制做要求： 內(nèi)隔墻間距56m，厚度0.51.2m，底面高出刃腳踏面0.5m以上，若與刃腳平齊應留過人孔。4、封底與底板（1）作用：封底起到隔離地下水的水力聯(lián)系作用；凹槽起到使封底混凝土底板嵌入井壁，增強井壁與底板的聯(lián)結(jié)強度的作用.（2）制做要求：凹槽深0.150.25m，高1.0m左右，距刃角1.5

7、m以上。 注：遇到意外困難，還可在凹槽處澆筑鋼筋混凝土蓋板，將沉井改為沉箱。 1、下沉系數(shù)計算 在確定沉井主體尺寸后，即可算出沉井自重，驗算在沉井施工下沉時，保證在自重作用下克服井壁摩阻力Rf而順利下沉，亦即下沉系數(shù)K 應滿足要求。 沉井井壁與土體之間的摩阻力 f（kPa）土的種類粘性土砂性土砂卵石砂礫石軟土泥漿套f (kPa)2550122518301520101235三、 沉井結(jié)構(gòu)設計計算沉井井壁與土體之間的摩阻力 f 分布形式 式中 下沉穩(wěn)定系數(shù)，一般取0.80.9。 R1 刃腳踏面及斜面下土的支承力，kN； R2 隔墻和底梁下土的支承力，kN。 在下沉過程中，構(gòu)成K1的分子和分母不斷變化，因此不僅要確定最終狀態(tài)下，而且應跟蹤整個下沉過程中K1值的變化規(guī)律。如：沉井在軟弱土層中接高時有突沉可能，應根據(jù)施工情況進行下沉穩(wěn)定驗算：下沉穩(wěn)定系數(shù)K1： 當沉井沉到設計標高，在進行封底并抽除井內(nèi)積水后，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)及設備尚未安裝，井外按各個時期出現(xiàn)的最高地下水位驗算沉井的抗浮穩(wěn)定： B 封底后沉井所受的總浮力，kN；式中 K2 抗浮安全系數(shù)，一般取1.051.1。在不計井壁摩阻力時，可取1.05。抗浮安全系數(shù)K2：2、刃角計算1）刃角向外撓曲豎向內(nèi)力計算2）刃角向內(nèi)撓曲豎向內(nèi)力計算3）刃角水平內(nèi)力計算 3、沉井井壁計算1）井壁水平內(nèi)力計算2）井壁垂直受拉計算3）抽墊木時井壁內(nèi)力計算