沉井的構(gòu)造與適用范圍

沉井的構(gòu)造與適用范圍

在修建負(fù)荷較大的建筑物時(shí)，其基礎(chǔ)要坐落在堅(jiān)固、有足夠承載能力的土層上，當(dāng)這類土層距地表面較深（8m～30m），天然基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)都受水文地質(zhì)條件限制時(shí)，常采用沉井基礎(chǔ)。沉井是橋梁墩（臺(tái)）深基礎(chǔ)的一種常用類型。橋墩沉井基礎(chǔ)示意圖沉井在下沉過(guò)程中，坑壁不需設(shè)臨時(shí)支撐和防水圍堰。如果沉井所穿過(guò)的土層允許排水開挖下沉，則沉井的埋置深度很容易達(dá)到，其垂直度亦好控制。如果遇到飽和水分土層時(shí)，排水開挖會(huì)出現(xiàn)翻砂現(xiàn)象，往往造成沉井歪斜。如果遇到孤石、倒木、溶洞及堅(jiān)硬的障礙物時(shí)，需做特殊處理。

沉井是基礎(chǔ)的組成部分之一，具有設(shè)計(jì)需要的壁厚和垂直隔墻，為上下開口的筒形結(jié)構(gòu)物，通常用混凝土或鋼筋混凝上制成。底節(jié)沉井一般是在河床或?yàn)┑刂u上建造的，特殊情況可采用浮式沉井，在其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，抽除刃腳墊木，對(duì)稱、均勻地挖去井內(nèi)土，通過(guò)取上井孔運(yùn)出井外棄之。隨著井內(nèi)土面逐漸下降，沉井在自重的作用下，克服刃腳土的支承力和外井壁與土的摩阻力而下沉。此時(shí)的井壁起著支撐坑壁土不內(nèi)塌的作用。沉井的全部高度是依據(jù)施工條件，分成若干節(jié)制成的。當(dāng)?shù)谝还?jié)沉井沉到適當(dāng)位置后，在其上接高第二節(jié)沉井，然后再繼續(xù)下沉。就這樣接高、下沉、再接高、再下沉，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，清理基底后進(jìn)行封底、填充和澆筑頂蓋板。一、適用范圍當(dāng)天然基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)受水文、地質(zhì)條件限制施工困難時(shí)，可采用沉井基礎(chǔ)，沉井基礎(chǔ)尤其適用于豎向和橫向承載力大的深基礎(chǔ)。（一）沉井種類1．按制造情況可分為：(1）就地澆筑下沉沉井：多采用混凝土或鋼筋混凝土沉井，筑島立模澆筑混凝土后，就地挖土下沉。(2)浮式沉井：多為鋼殼井壁，亦有空腔鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井、鋼筋混凝土薄壁沉井，是在岸上制造成型，通過(guò)滑道等方法下水浮運(yùn)到位。還有的在船上制作成型，采用一整套吊裝設(shè)備，使其浮運(yùn)到位，用沉船的方法使其入水下沉。2．按其豎向剖面形狀可分為：①柱形；②錐形；③階梯形

3．按橫截面形狀可分為：①圓形；②矩形；③圓端形(l)圓形沉井：在下沉過(guò)程中垂直度和中線較易控制，較其他形狀沉井更能保證刃腳均勻作用在支承的土層上。在土壓力作用下，井壁只受軸向壓力，便于機(jī)械取土作業(yè)，但它只適用于圓形或接近正方形截面的墩（臺(tái)）。(2)矩形沉井：符合大多數(shù)墩（臺(tái)）的平面形狀，能更好地利用地基承載力，但四角處有較集中的應(yīng)力存在，且四角處土不易被挖除，井腳不能均勻地接觸承載土層。在側(cè)壓力作用下，井壁受較大的撓曲應(yīng)力，長(zhǎng)寬比愈大其撓曲應(yīng)力亦愈大，通常要在沉井內(nèi)設(shè)隔墻支撐，以增加剛度，改善受力條件。(3)圓端形沉井：井壁受力比矩形沉井好，適宜圓端形橋墩，能充分利用基礎(chǔ)圬工。沉井制造時(shí)較圓形和矩形沉井復(fù)雜。其它異型沉井，如橢圓形、棱形等，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝和施工條件而定。二、沉井井構(gòu)造1．外井壁壁為減小沉沉井下沉沉?xí)r的摩摩阻力，，沉井壁壁外側(cè)也也可做成成1%～2%向內(nèi)斜坡坡。為了了方便沉沉井接高高，多數(shù)數(shù)沉井都都做成階階梯形，，臺(tái)階設(shè)設(shè)在每節(jié)節(jié)沉井的的接縫處處，錯(cuò)臺(tái)臺(tái)的寬度度約為5cm～20cm，井壁厚厚度多為為0.7m1.5m。沉井構(gòu)造造示意圖圖1一外井壁壁；2一刃腳；；3-隔墻；4一井孔（（取上通通道）；；5一預(yù)埋沖沖刷管:6一頂蓋板板；7一凹槽；；8一封底混混凝土2．刃腳沉井外壁壁刃腳是是根據(jù)所所穿過(guò)土土層的密密實(shí)程度度和單位位長(zhǎng)度上上土作用用反力的的大小，，以切人人土中而而不受損損壞來(lái)選選擇的。。刃腳踏踏面寬度度一般采采用10cm-20cm，刃腳的斜坡坡度。應(yīng)大于于或等于45。，刃腳的高高度多為0.7m-2.0m，視其井壁厚厚度而定。沉沉井下沉深度度較深，需要要穿過(guò)堅(jiān)硬上上層或到巖層層時(shí)，可用型型鋼制成的鋼鋼刃尖刃腳，，（見圖b）；沉井通過(guò)過(guò)緊密上層時(shí)時(shí)可采用鋼筋筋加固并包以以角鋼的刃腳腳，見圖c）；地質(zhì)構(gòu)造造清楚，下沉沉過(guò)程中不會(huì)會(huì)遇到障礙時(shí)時(shí)可采用普通通刃腳，見圖圖a)。3．隔墻沉井隔墻系大大尺寸沉井的的分隔墻，是是沉井外壁的的支撐。其厚厚度多為0.8m～1.2m，底面要高出刃刃腳50cm以上，避免妨礙礙沉井下沉。4．取土井孔取上井孔的大小視視取上方法而定，，最小不小于2.5m。平面布局是以中中心線為對(duì)稱軸。。5．預(yù)埋沖刷管沖刷管同空氣幕一一樣是用來(lái)助沉的的，多設(shè)在井壁內(nèi)內(nèi)或外側(cè)處，在下下沉深度較大、沉沉井自重力小一于于土的摩阻力時(shí)，，或所穿過(guò)的土層層較堅(jiān)硬時(shí)采用。。射水壓力視土質(zhì)質(zhì)而定。沖刷管口口徑為10mm～l2mm，每管的排水量不不小于0.2m3/min,6．頂蓋板頂蓋板是傳遞沉井井襟邊以上荷載的的構(gòu)件，不填芯沉沉井的沉井蓋厚度度約為1.5m~2.0m，其鋼筋布設(shè)應(yīng)按按力學(xué)計(jì)算要求的的條件進(jìn)行。7．凹槽凹槽是為增加封底底混凝土和沉井壁壁更好地