基础工程-沉井基础.ppt

基础工程5.沉井基础5.1概述特点：
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），钢沉井,砖石沉井,木沉井5.1.3沉井基础的构造井壁:沉井的主要部分，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。刃脚：井壁下端楔状部分，利于切入土中加速下沉隔墙：加强沉井整体刚度井孔：挖土排土的工作场所和通道凹槽：使封底砼和井壁结合良好封底和盖板：
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1.5～2.0m，井孔充填砼时砼应≥C10。5.2沉井的施工5.2.1旱地沉井施工3拆模及抽垫4除土下沉5.接高沉井
6.设置井顶防水围堰
7.基底检验和处理
8.封底
9.井孔填充和顶板浇筑5.2.2水中沉井施工2.浮运沉井浮式沉井：双壁钢壳5.2.4沉井下沉过程中遇到的问题及处理主要内容：

①拟定外形尺寸、高度、壁厚
②视为天然地基上深基础的地基强度及变形验算
③施工阶段刃脚、井壁的强度计算
④使用阶段井壁及顶板、底板强度计算沉井高度
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的影响，要求留有襟边，其宽度不得少于下沉总深度的2%，且不得小于20cm。下沉系数:在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，即下沉系数K1应满足：地基强度：沉井作为深基础时，一般要求下沉到坚实的土层或岩层上。地基强度须满足：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，故总摩阻力为基本假定：
①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)
②不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力
③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非岩石地基将此代入上述各式得
土体横向抗力：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。
取弯矩平衡可导得：
由∑X=0可得：δ=(z0h2)tanω+δ0横向抗力墩台顶水平位移在抽出垫木以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。考虑下两种最不利情况：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。干封底：可按构造要求确定厚度，一般为0.6～1.2m
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，将封底受到的最大水压力减去砼自重作为荷载、素砼板承受水压力来计算弯矩，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。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，形成一道连续的现浇壁式地下钢筋砼连续墙。优点
①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0.2m)；
②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)；
③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。发展:
①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；地下连续墙的施工分为：修筑导墙、泥浆护壁、成槽、槽段连接、浇筑砼。
1.修筑导墙
成槽施工前，应开挖导沟，修筑钢筋砼(钢、木)导墙，并设置临时支撑。
作用：导向、容蓄泥浆，支撑成槽设备的荷载，维护表土稳定，防止槽口塌方。
2.泥浆护壁
作用：平衡侧向水、土压