沉井與墩基礎(chǔ)內(nèi)容提要

概述沉井的類(lèi)型與基本構(gòu)造沉井的施工沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算對(duì)沉井設(shè)計(jì)理論的討論墩基礎(chǔ)的類(lèi)型與特點(diǎn)墩基礎(chǔ)的承載力與變形墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)墩基礎(chǔ)施工要點(diǎn)墩基工程質(zhì)量檢測(cè)1概述

沉井以現(xiàn)場(chǎng)澆注、挖土下沉方式設(shè)入地基中的深基礎(chǔ)墩基礎(chǔ)在地基中鉆孔或鉆井灌注混凝土而形成的短粗型深基礎(chǔ)沉井?dāng)嗝娉叽绱?、承載力很高，多做為大、重型結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)在橋梁、水閘、港工等工程中應(yīng)用廣泛施工方便，對(duì)臨近建筑物影響小，內(nèi)部空間可利用是工業(yè)地基尤其是軟土中地下建筑物的主要地基類(lèi)型之一墩基礎(chǔ)是一類(lèi)短而粗的深基礎(chǔ)外形和工作方法同樁相似，與樁的定義界限不明顯斷面尺寸較大，墩身較短，體積巨大，一般不采用打入、壓入方法，只能采用灌注、砌筑方法在橋梁和建筑工程中廣泛應(yīng)用，尤其是在高層建筑及重型構(gòu)筑物設(shè)計(jì)中，單墩支持單柱的方案越來(lái)越多斷面尺寸：0.8~2.0m，可達(dá)到6m；深度：6~20m，長(zhǎng)徑比不大于30墩基礎(chǔ)支撐在較硬的土層或巖層上，墩的底部可做成擴(kuò)底墩水平承載能力和抗拔能力比單樁好用墩基礎(chǔ)代替群樁基礎(chǔ)，可避免復(fù)雜的設(shè)計(jì)施工方法，節(jié)省占地面積，取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益在港口碼頭、公路及鐵路橋梁、海洋鉆井平臺(tái)、堤壩與岸坡及高層建筑中應(yīng)用廣泛體型大、承載能力高，使得墩常以單獨(dú)或小組方法工作，并承擔(dān)較大的風(fēng)險(xiǎn)，故設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)的要求高墩基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的區(qū)別樁是細(xì)長(zhǎng)的地下結(jié)構(gòu)，墩的斷面尺寸較大，長(zhǎng)細(xì)比較小墩不能以打入或壓入法施工墩往往單獨(dú)承擔(dān)荷載，且承載力比樁高得多墩的荷載分擔(dān)與傳遞機(jī)理與樁有所不同墩基礎(chǔ)與沉井基礎(chǔ)的區(qū)別沉井自身結(jié)構(gòu)不同于實(shí)心的墩沉井的外形輪廓尺寸比墩大很多沉井的承載能力比墩高施工方法不同

沉井：帶刃腳的井筒狀構(gòu)造物，用人工或機(jī)械方法清除井內(nèi)土石，主要借自重克服井壁與土層摩阻，逐節(jié)下沉至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高的基礎(chǔ)。圖8.1沉井基礎(chǔ)示意2沉井的類(lèi)型及基本構(gòu)造沉井特點(diǎn)下基深，hmax=220m，適用于深水水，整體性強(qiáng)強(qiáng)，穩(wěn)穩(wěn)定性好，承承載力大造價(jià)高，施工工期長(zhǎng)，不排排水施工時(shí)難難于克服刃腳腳下孤石、沉沉船、樹(shù)干等等障礙物，易易發(fā)生流砂現(xiàn)現(xiàn)象適用條件上部荷載較大大在山區(qū)河流中中沖刷大河水較深，采采用擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)施工圍堰有有困難沉井的作用及及適用條件按沉井橫截面面形狀分類(lèi)單孔沉井、單單排孔沉井、、多排孔沉井井按沉井豎直截截面形狀分類(lèi)類(lèi)柱形沉井、階階梯形沉井、、錐形沉井下沉方式就地制造下沉沉沉井(一般沉井)、浮運(yùn)沉井制作材料砼沉井，鋼筋筋砼沉井，竹竹筋沉井(南昌贛江大橋橋、白沙沱長(zhǎng)長(zhǎng)江大橋)，鋼～,磚石～,木～2.1沉井的類(lèi)型按沉井的橫截截面形狀分類(lèi)類(lèi)單孔沉井:圓形、正方形形及矩形。力求簡(jiǎn)單對(duì)稱稱，利于受力力，便于施工工單排孔沉井：：有兩個(gè)或兩個(gè)個(gè)以上的井孔孔，各孔以內(nèi)內(nèi)隔墻分開(kāi)并并在同一方向向排布，矩形形、長(zhǎng)圓形及及組合形狀多排孔沉井：：沉井內(nèi)部設(shè)置置數(shù)道縱橫交交叉的內(nèi)隔墻墻圖8.2沉井的平面形形式按沉井豎直截截面形狀分類(lèi)類(lèi)柱形沉井：下沉過(guò)程不易易傾斜、井壁壁接長(zhǎng)簡(jiǎn)單，，模板反復(fù)利利用階梯形沉井:下沉阻力小，，刃腳處的臺(tái)臺(tái)階高度一般般為1~2m，階梯寬度為為10~20cm錐形沉井：帶斜坡，坡比比一般為1/20~1/50，下沉阻力小小，下沉不穩(wěn)穩(wěn)，制作較困困難圖8.3沉井的豎向剖剖面圖柱形階梯形錐形2.2沉井基礎(chǔ)的構(gòu)構(gòu)造沉井組成井壁刃腳內(nèi)隔墻井孔凹槽封底蓋板圖8.4沉井的一一般構(gòu)構(gòu)造a)柱形;b)階梯形;c)階梯形;d)錐形一般：厚0.8～1.5m，每節(jié)高≤5m，砼強(qiáng)度等級(jí)級(jí)≥C15。例：湘江大橋橋(一橋)8#墩，上節(jié)厚2.6m，下節(jié)3.0m，22×12××5m，下沉12.6m圖8.4沉井立面形狀狀井壁:沉井主要部分分，下沉過(guò)程程起擋土、擋擋水及壓重作作用，為深基基礎(chǔ)的護(hù)壁和和建筑物的基基礎(chǔ)。刃腳：井壁下端楔狀狀部分，利于于切入土中加加速下沉一般底面(踏面)厚不大于15cm，以型鋼加強(qiáng)強(qiáng)，高1m以上，砼強(qiáng)度度等級(jí)≥C20圖8.5刃腳構(gòu)造示意意內(nèi)隔墻：加強(qiáng)沉井整體體剛度，施工工時(shí)井孔作為為取土井，以以便在沉井下下沉?xí)r掌握土土位置控制下下沉方向，防防止或糾正沉沉井傾斜或偏偏移。內(nèi)隔墻的間距距一般不大于于5~6m，厚度一般為為0.5~1.0m一般要求隔墻墻底高出刃腳腳底面0.5~1.0m圖6隔墻構(gòu)造示意意井孔：挖土排土的工工作場(chǎng)所和通通道位置：取土井的平面布置置應(yīng)與中軸線對(duì)稱稱，以利于沉井均均勻下沉大?。河扇⊥练椒ǘ?，，采用挖土斗取土土?xí)r，應(yīng)能使挖土土斗自由升降，一一般寬度≥3m，對(duì)稱布置20凹槽：使封底砼和井壁結(jié)結(jié)合良好深約0.15-0.30m，高約1.0m，距刃腳底面一般般在1.5m以上圖7凹槽構(gòu)造示意封底和蓋板封底厚由計(jì)算確定定，頂面突出刃腳腳根部不小于0.5m，并達(dá)凹槽上端，，砼強(qiáng)度一般地基基C20，巖石地基C15。蓋板厚一般1.5～2.0m，井孔充填砼時(shí)砼砼應(yīng)≥C10。頂蓋厚度一般為1.5~2.0m。沉井頂部澆注鋼鋼筋砼頂蓋，承托托上部結(jié)構(gòu)。圖9封底和蓋板示意3沉井的施工旱地沉井施工：平整場(chǎng)地，制造第第一節(jié)沉井、拆模模及抽墊、挖土下下沉、接高沉井、、井頂圍堰、地基基檢驗(yàn)和處理、封封底、充填井孔、、澆筑頂蓋。水上筑島：水流速不大，水深深≤3～4m時(shí)采用，砂島應(yīng)高高出施工最高水位位0.5m以上，在島上澆筑筑沉井。浮運(yùn)沉井：水深筑島困難時(shí)采采用，岸邊制作，，滑入水中，井壁壁為空體可浮于水水面，就位后灌注注砼下沉至河床。。3.1沉前準(zhǔn)備鋪墊木（枕木、、方木）立模板綁鋼筋注混凝土、養(yǎng)護(hù)土內(nèi)模制造沉井刃刃腳清理場(chǎng)地制造第一節(jié)沉井圖8.11制造第一節(jié)沉井實(shí)實(shí)例圖10基坑砂墊層剖面圖圖首節(jié)沉井制作首節(jié)沉井制作第二節(jié)沉井的制作作沉井下沉中沉井隔墻鋼筋的綁綁扎拆模及抽墊拆模順序：井孔模板、外側(cè)模模板、隔墻支撐及及模板、刃刃腳面支撐及模板板抽墊順序：內(nèi)壁、短邊及長(zhǎng)邊邊下對(duì)稱同步。長(zhǎng)長(zhǎng)邊下隔1根撤1根，最后以定位樁樁為中心由遠(yuǎn)而近近對(duì)稱撤除圖8.11沉井墊木（a）圓形沉井墊木；；（b）矩形沉井墊木取土下沉3.2取土下沉圖8.12除土下沉示示意排水下沉當(dāng)沉井穿過(guò)的土層層較穩(wěn)定，不會(huì)因因排水而產(chǎn)生大量量流砂時(shí)，可采用用排水下沉。3.2取土下沉圖8.12排水下沉挖土和取土方法土質(zhì)為砂土或軟黏黏土?xí)r，用水力機(jī)機(jī)械施工砂、卵石層或硬黏黏土層時(shí)，采用抓抓主斗出土不排水下沉當(dāng)上層不穩(wěn)定、地地下水涌水量很大大，為防止因內(nèi)排排水而產(chǎn)生流砂等等不利現(xiàn)象，需用用不排水下沉。3.2取土下沉圖8.13不排水下沉挖土和取土方法使用機(jī)械抓主斗，，或用高壓水槍破破土，然后用空氣氣或吸泥機(jī)將泥水水排出。泥漿套下沉法泥漿套下沉法是在在井壁與土層之間間設(shè)一層觸變泥漿漿，靠泥漿的潤(rùn)滑滑作用大大減少土土對(duì)井的阻力，使使沉井又快又穩(wěn)地地下沉。3.2取土下沉3.3接筑沉井第一節(jié)沉井頂面下下沉至距地面還剩剩1m～2m時(shí)，應(yīng)停止挖土，，接筑第二節(jié)沉井井。接筑前應(yīng)使第一節(jié)節(jié)沉井位置正直，，鑿毛頂面，然后后立模澆筑混凝土土。待混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)設(shè)計(jì)要求后，再拆拆模繼續(xù)挖土下沉沉。每次澆注的最大高高度不宜超過(guò)5m。對(duì)稱、均勻地澆注注，以防傾斜。3.4沉井封底達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，，停止挖土，準(zhǔn)備備封底優(yōu)先考慮干封，其其成本低，施工快快，易保證質(zhì)量封底一般采用素混混凝土要確保封底質(zhì)量，，封底要預(yù)留集水水井集水井用于當(dāng)封底底混凝土未達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)連續(xù)抽抽水，待封底達(dá)到到強(qiáng)度要求后將其其封死水下封底應(yīng)特別注注意保證混凝土澆澆注質(zhì)量，厚度應(yīng)應(yīng)按施工中最不利利情況由素砼強(qiáng)度度及沉井抗浮要求求計(jì)算確定。浮運(yùn)沉井水深筑島困難時(shí)采采用，岸邊制作，，滑入水中，井壁壁為空體浮于水面面，就位后灌注砼砼下沉至河床。圖8.13浮運(yùn)沉井施工示意意圖浮式沉井：雙壁鋼殼直徑21.4米

凈高13.6米3.5沉井下沉所遇問(wèn)題題及處理偏斜：沉井偏斜大多發(fā)生生在下沉不深時(shí)，，導(dǎo)致偏斜原因有有多種；糾偏方法有：除土、壓重、、頂部施加水平力力難沉：即沉井下沉過(guò)慢或或停沉；原因（側(cè)側(cè)阻過(guò)大、踏面過(guò)過(guò)大、孤石樹(shù)根等等）；解決方法（射水、加重井壁壁、減小踏面、小小型爆破）突沉：沉井產(chǎn)生較大的傾傾斜或超沉，突沉沉常發(fā)生于軟土地地區(qū)；主要原因是井壁側(cè)阻較小流砂：在粉、細(xì)砂層中下下沉沉井，易出現(xiàn)現(xiàn)流砂現(xiàn)象；主要要原因是土中動(dòng)水水壓力的水頭梯度度大于臨界值；防治措施有：采用井點(diǎn)降水水及不排水除土，，或向井內(nèi)回灌水水沉井偏斜主要內(nèi)容：沉井尺寸的確定沉井作為天然地基基上基礎(chǔ)的計(jì)算沉井自重的驗(yàn)算第一節(jié)井壁在自重重作用下應(yīng)力驗(yàn)算算刃腳驗(yàn)算沉井井壁計(jì)算沉井封底混凝土的的計(jì)算沉井抗浮驗(yàn)算4沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算算沉井高度沉井底面標(biāo)高，主主要根據(jù)上部荷載載、水文地質(zhì)條件件及各土層的承載載力等確定。沉井作為基礎(chǔ)，其其頂面應(yīng)埋入地面面0.2m或地下水位以上0.5m。4.1沉井尺寸的確定沉井尺寸的確定沉井平面形狀和尺尺寸沉井平面形狀應(yīng)根根據(jù)上部建筑物的的平面形狀決定。。為取土方便，取土土井寬度≮2.5m，沿沉井中心線布布置為防止下沉過(guò)程中中少許偏斜對(duì)建筑筑物影響，要求留留襟邊，其寬度≮≮下沉總深度的2%，且不得小于20cm。上部建筑底部長(zhǎng)寬寬尺寸為A0、B0，沉井下下沉高度度為h0，沉井頂面尺寸為A=A0+2（0.02~0.04)h0或A0+20cmB=B0+2（0.02~0.04)h0或B0+20cm井壁厚度一般為0.7~1.5m，內(nèi)隔墻厚度為0.5m左右4.1沉井尺寸的確定地基強(qiáng)度：沉井作為深基礎(chǔ)時(shí)時(shí)，一般要求下沉沉至堅(jiān)實(shí)土層或巖巖層上，且地基強(qiáng)強(qiáng)度須滿足：F—作用于沉井頂面處處荷載G—沉井自重Rf—井側(cè)總摩阻力Rj—沉井底部地基土的的總反力Rj=faA(fa為基底土承載力特特征值)F+G≤Rj+Rf沉井作為天然地基基基礎(chǔ)計(jì)算式中：4.2沉井作為天然地基基上基礎(chǔ)的計(jì)算礎(chǔ)井側(cè)總摩阻力Rf：可假定井側(cè)總摩阻阻力Rf沿深度成梯形分布布，距地面5m范圍內(nèi)按三角形分分布，5m以下為常數(shù)，故總總摩阻力為Rf＝U(h－2.5)qU—沉井周長(zhǎng)q—單位面積摩阻力加加權(quán)平均值。圖8.15井壁摩阻力分布假假設(shè)4.2沉井作為天然地基基上基礎(chǔ)的計(jì)算4.3沉井自重驗(yàn)算確定沉井的外形尺尺寸和壁厚時(shí)，應(yīng)應(yīng)保證沉井在各種種施工階段能克服服四壁摩阻力Rf而順利下沉，即G—各種施工階段沉井井的自重；Rf—沉井井壁土的摩阻阻力。為保證沉井在施工工時(shí)能順利下沉到到設(shè)計(jì)標(biāo)高，需要要驗(yàn)算沉井自重是是否滿足下沉要求求，用下沉系數(shù)K表示在抽出墊木及挖土土可能有不均勻等等不利條件下，第第一節(jié)井壁在自重重作用下應(yīng)按單支支點(diǎn)、簡(jiǎn)支梁等驗(yàn)驗(yàn)算井壁強(qiáng)度。4.4第一節(jié)井壁在自重重作用下應(yīng)力的計(jì)計(jì)算開(kāi)始下沉不排水取土下沉圖8.19底節(jié)沉井支點(diǎn)布置置示意圓形沉井按支撐在相互垂直直直徑的四個(gè)點(diǎn)驗(yàn)驗(yàn)算，不排水下沉沉?xí)r，可能遇到障障礙物，按直徑兩兩端支點(diǎn)下沉考慮下兩種最不利利情況：刃腳外撓：刃腳內(nèi)側(cè)入土1m，并剛接筑完上節(jié)節(jié)沉井，井頂露出出地面或水平面約約一節(jié)沉井高度時(shí)時(shí)處于最不利位置置。此時(shí)因自重作作用，產(chǎn)生向外撓撓曲。刃腳內(nèi)撓：沉井下沉至接近設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高，刃腳下下土已掏空，沉井井自重全部由外側(cè)側(cè)摩阻力承擔(dān)。此此時(shí)在外側(cè)水、土土壓力作用下，使使刃腳產(chǎn)生向內(nèi)撓撓曲。刃腳豎向內(nèi)力計(jì)算算圖8.20刃腳向外繞曲受力力示意圖圖8.21刃腳向內(nèi)繞曲受力力示意圖4.5刃腳計(jì)算計(jì)算土壓力和水壓壓力總的土壓力刃腳外撓圖8.22刃腳受力圖4.5刃腳計(jì)算土壓力作用點(diǎn)到刃刃腳底面的距離為為計(jì)算水壓力總水壓力水壓力作用點(diǎn)到刃刃腳底面的距離為為計(jì)算井壁側(cè)的摩擦擦力按以下兩個(gè)公式取取較小值刃腳外撓圖8.23井壁摩擦力T及刃腳下的反力4.5刃腳計(jì)算刃腳外撓4.5刃腳計(jì)算計(jì)算刃腳下土的反反力Rj圖8.24Rj作用點(diǎn)計(jì)算Rj作用點(diǎn)計(jì)算法假定U為三角形分布，則則作用點(diǎn)在距離刃刃腳底面1/3高度處刃腳外撓4.5刃腳計(jì)算計(jì)算刃腳自重刃腳外側(cè)的摩擦力力計(jì)算作用在刃腳外外側(cè)的摩擦力的方方法與計(jì)算井壁側(cè)側(cè)面摩擦力T的方法相同，取較較大值，目的為使使刃腳彎矩為最大大刃腳外撓4.5刃腳計(jì)算作用于刃腳上的水水平外力的分配沉井刃腳一方面看看做固著在刃腳根根部的懸臂梁，又又可看做一個(gè)封閉閉的水平框架懸臂作用框架作用刃腳外撓4.5刃腳計(jì)算刃腳內(nèi)側(cè)豎直鋼筋筋的確定求得刃腳上所有外外力的大小、方向向和作用點(diǎn)后，即即可求算作用在刃刃腳根部截面上單單位周長(zhǎng)的軸向力力F、水平剪力V以及對(duì)刃腳根部截截面中心O點(diǎn)的力矩M。根據(jù)F、V、M計(jì)算刃腳內(nèi)側(cè)所需需的數(shù)值鋼筋。鋼筋面積不小于根根部總截面面積的的0.1%，布置鋼筋時(shí)應(yīng)深深入懸臂根部以上上0.5l1圖8.22刃腳受力圖刃腳向內(nèi)撓曲4.5刃腳計(jì)算計(jì)算刃腳外壁的土土壓力和水壓力。。土壓力和第一種種情況相同。水壓壓力的計(jì)算，不排排水下沉，井壁外外側(cè)水壓力按100%計(jì)算，井內(nèi)水壓力力按50%計(jì)算，也可按施工工中的水頭差計(jì)算算；排水下沉?xí)r，，在不透水土中，，按靜水壓力的60%計(jì)算圖8.23刃腳向內(nèi)撓曲因刃腳下的土已掏掏空，故Rj=0，U=0刃腳上的側(cè)面摩擦擦力與第一種情況況相同，取較小值值刃腳自重計(jì)算、外外側(cè)豎向鋼筋的計(jì)計(jì)算和布置，同第第一種情況刃腳水平內(nèi)力計(jì)算算4.5刃腳計(jì)算矩形沉井視為封閉的水平框框架計(jì)算刃腳處于第二種不不利情況下，刃腳腳受到最大水平剪剪力。作用在刃腳腳上的外力與計(jì)算算刃腳向內(nèi)撓曲時(shí)時(shí)一樣，由于水平平鋼筋只分擔(dān)作用用在水平框架上的的的荷載，采用分分配系數(shù)cf作用在水平框架上上的均布荷載p等于作用在刃腳上上的水平外力乘以以系數(shù)cf刃腳水平內(nèi)力計(jì)算算4.5刃腳計(jì)算圓形沉井同一標(biāo)高上的土壓壓力，理論上應(yīng)是是均勻的，但實(shí)際際上由于傾斜、土土質(zhì)不均勻等原因因，會(huì)引起土壓力力不均勻分布。為計(jì)算方便，采用用調(diào)整土的內(nèi)摩擦擦角值來(lái)解決。井壁上互成90°的兩點(diǎn)處的徑向土土壓力位pA和pB，計(jì)算pA的內(nèi)摩擦角采用ψ-（2.5°~5°），計(jì)算pB的內(nèi)摩擦角采用ψ+（2.5°~5°）圖8.26圓形井壁上壓力的的調(diào)整作用在A、B截面上的內(nèi)力為刃腳水平平內(nèi)力計(jì)計(jì)算4.5刃腳計(jì)算算圓形沉井井刃腳的的環(huán)向拉拉力計(jì)算算沉井下沉沉途中，，由于刃刃腳內(nèi)側(cè)側(cè)的土反反力的作作用，使使圓形沉沉井的刃刃腳產(chǎn)生生環(huán)向拉拉力N，其值為為井壁水平平內(nèi)力計(jì)計(jì)算4.6沉井井壁壁計(jì)算井壁水平平外力沿沿深度變變化，井井壁水平平內(nèi)力應(yīng)應(yīng)分段計(jì)計(jì)算，計(jì)計(jì)算水平平內(nèi)力時(shí)時(shí)，最不不利位置置是沉井井下沉到到設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高，且且刃腳挖挖空時(shí)，，把井壁壁看做框框架，計(jì)計(jì)算各分分段的內(nèi)內(nèi)力及水水平鋼筋筋井壁水平平內(nèi)力計(jì)計(jì)算4.6沉井井壁壁計(jì)算位于刃腳腳根部以以上高度度等于井井壁厚度度的一段段井壁施工階段段的水平平荷載有有：自身身的水平平荷載，，刃腳傳傳遞的水水平剪力力，其值值等于作作用在懸懸臂梁上上的水平平外力乘乘以分配配系數(shù)cb作用在此此段井壁壁上的均均布荷載載為：其余各段段按斷面變變化為準(zhǔn)準(zhǔn)，將井井壁分為為數(shù)段，，取每一一段中控控制設(shè)計(jì)計(jì)的井壁壁進(jìn)行計(jì)計(jì)算。作作用在框框架的水水平荷載載為井壁垂直直受拉計(jì)計(jì)算4.6沉井井壁壁計(jì)算井壁受拉拉的最不不利情況況為沉井井達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高高此時(shí)，上上部井壁壁被土夾夾住，刃刃腳下的的土已挖挖空，沉沉井好像像掛在土土中，在在井壁內(nèi)內(nèi)將出現(xiàn)現(xiàn)較大的的拉力，，使井壁壁有拉斷斷的危險(xiǎn)險(xiǎn)。作用在井井壁的側(cè)側(cè)面摩阻阻力，按按沉井可可能被夾夾住的不不利位置置，此時(shí)時(shí)假設(shè)井井壁摩阻阻力沿深深度成倒倒三角形形分布井壁垂直直受拉計(jì)計(jì)算4.6沉井井壁壁計(jì)算等截面井井壁根據(jù)自重重和倒三三角形分分布的摩摩阻力相相等，推推得x處的井壁壁摩阻力力圖8.27等截面井井壁受拉拉計(jì)算x處的拉力力為對(duì)上式求求導(dǎo)，求求得最大大拉力位位置為x/2，最大拉拉力為G0/4井壁垂直直受拉計(jì)計(jì)算4.6沉井井壁壁計(jì)算非等截面面井壁圖8.27非等截面面井壁受受拉計(jì)算算沉井上部部側(cè)摩阻阻力為井壁x處的拉應(yīng)應(yīng)力為任意高度度上的摩摩阻力為為沉井封底底混凝土土計(jì)算4.7沉井封底底砼計(jì)算算在施工抽抽水時(shí)，，封底砼砼承受基基底水和和土的向向上反力力，此時(shí)時(shí)若砼的的齡期不不足，應(yīng)應(yīng)考慮砼砼的強(qiáng)度度折減沉井井孔孔用砼填填實(shí)時(shí)，，封底砼砼應(yīng)承受受基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)的最最大基底底反力，，并可計(jì)計(jì)入孔內(nèi)內(nèi)其他填填充物作作用在封封底砼的的重量沉井抗浮浮驗(yàn)算4.8沉井抗浮浮驗(yàn)算抗浮穩(wěn)定定系數(shù):當(dāng)沉井下下沉到設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高高，砼封封底并做做好鋼筋筋砼頂板板、抽除除井內(nèi)積積水后，，而內(nèi)部部結(jié)構(gòu)及及設(shè)備尚尚未安裝裝，井外外地下水水位達(dá)最最高時(shí)，，應(yīng)考慮慮沉井的的抗浮穩(wěn)穩(wěn)定，即即要求K2：∑G—沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)的自重重；P—水對(duì)沉井井的浮力力，等于于地下水水位以下下沉井排排開(kāi)同體體積的水水重沉井井壁壁上的土土壓力計(jì)計(jì)算5對(duì)沉井基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)理論的的討論目前沉井井土壓力力計(jì)算多多采用朗朗肯（Rankine）及庫(kù)倫倫（Coulomb）土壓力力理論。。由于沉井井結(jié)構(gòu)的的剛度較較大，井井筒的截截面尺寸寸一般不不很大，，通常處處于空間間受力狀狀態(tài)，故故用平面面問(wèn)題進(jìn)進(jìn)行土壓壓力的計(jì)計(jì)算不盡盡合理。。當(dāng)深度較較大時(shí)，，誤差更更明顯雖有一些些考慮空空間問(wèn)題題因素的的沉井土土壓力計(jì)計(jì)算方法法，但較較復(fù)雜，，不宜使使用沉偏時(shí)土土壓力的的軸向分分布5對(duì)沉井基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)理論的的討論傳統(tǒng)的土土壓力理理論計(jì)算算土壓力力，考慮慮沉偏時(shí)時(shí)沉井周周?chē)翂簤毫Ψ植疾紩r(shí)，現(xiàn)現(xiàn)行的方方法是對(duì)對(duì)圓形沉沉井，采采用調(diào)整整土內(nèi)摩摩擦角法法，矩形形沉井按按均布考考慮。實(shí)際沉偏偏時(shí)，沉沉井在偏偏斜方向向兩端點(diǎn)點(diǎn)處的土土壓力狀狀態(tài)及量量值不同同，且與與沉井的的平面尺尺寸，深深度及糾糾偏方法法等有關(guān)關(guān)。調(diào)整內(nèi)摩摩擦角的的做法本本身隨意意性很大大，且其其依據(jù)是是否充分分，到底底能否放放映上述述因素，，尚不清清楚?？紤]壓力力的重液液法5對(duì)沉井基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)理論的的討論鑒于沉井井土壓力力機(jī)理尚尚缺乏研研究，傳傳統(tǒng)土壓壓力理論論計(jì)算很很粗略，，與實(shí)際際出入很很大為簡(jiǎn)化計(jì)計(jì)算，可可近似的的將水和和土視為為水土混混合重液液，按重重液靜壓壓力施加加于沉井井井壁，，即重液液法重液法簡(jiǎn)簡(jiǎn)單易行行，具有有一定使使用價(jià)值值，在國(guó)國(guó)內(nèi)外均均有應(yīng)用用沉井底面面土層的的承載力力5對(duì)沉井基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)理論的的討論沉井底面面尺寸較較大，進(jìn)進(jìn)行足尺尺試驗(yàn)測(cè)測(cè)定沉井井底面土土層承載載力是十十分困難難甚至是是不可能能的估算沉井井豎向承承載力值值時(shí)，需需確定沉沉井底面面土層承承載力特特征值通常按淺淺基礎(chǔ)作作用下的的地基承承載力做做深、寬寬度修正正后用于于計(jì)算實(shí)際上由由于深井井深度大大，沉井井底面處處土層的的承載力力屬于深深基礎(chǔ)承承載力課課題墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型6墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型與與特點(diǎn)按墩的受受力情況況分類(lèi)墩基礎(chǔ)主主要承受受上部結(jié)結(jié)構(gòu)傳遞遞來(lái)的豎豎向壓力力及水平平力，較較少用于于抗拔情情況按傳遞上上部荷載載的方式式，分為為摩擦墩與端承墩兩類(lèi)墩以承受受水平荷荷載為主主時(shí)，稱稱水平受力力墩?qǐng)D8.28墩按受力力情況分分類(lèi)摩擦墩端承墩水平受力力墩墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型6墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型與與特點(diǎn)按墩體形形狀分類(lèi)類(lèi)（軸向向截面、、墩底））墩軸向截截面形狀狀柱形墩：截面尺尺寸及形形狀不隨隨深度變變化、形形狀簡(jiǎn)單單、施工工方便、、設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算較簡(jiǎn)簡(jiǎn)單錐形墩：截面形形狀隨深深度不變變而尺寸寸隨深度度線性變變化、受受力狀態(tài)態(tài)較好、、成孔施施工較復(fù)復(fù)雜齒形墩：沿墩身身設(shè)置倒倒置的臺(tái)臺(tái)階，故故可加大大墩的側(cè)側(cè)壁摩阻阻力，適適用于墩墩側(cè)面有有較厚黏黏性土層層的情況況。圖8.29墩按豎向向斷面形形式分類(lèi)類(lèi)柱形墩錐形墩齒形墩墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型6墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型與與特點(diǎn)按墩體形形狀分類(lèi)類(lèi)（豎向截截面形狀狀、墩底底）墩底形狀狀（取決于于墩底基基巖的承承載能力力及墩底底荷載水水平）直底墩：用于墩墩底為堅(jiān)堅(jiān)硬土層層或巖層層擴(kuò)底墩：為使墩墩承擔(dān)更更大的荷荷載嵌底墩：當(dāng)墩底底支撐于于巖層上上，為使使墩底牢牢固，防防止水平平荷載導(dǎo)導(dǎo)致墩底底滑動(dòng)而而將墩端端部嵌入入巖層圖8.30墩按墩底底形狀分分類(lèi)直底墩擴(kuò)底墩嵌底墩墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型6墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型與與特點(diǎn)按施工方方法分類(lèi)類(lèi)成孔方法法：鉆孔、、沖孔、、挖孔孔壁支護(hù)護(hù)：無(wú)護(hù)壁壁墩、有有護(hù)壁墩墩無(wú)護(hù)壁墩墩：成孔過(guò)過(guò)程及成成孔后，，孔壁無(wú)無(wú)需保護(hù)護(hù)而直接接澆注砼砼，適應(yīng)應(yīng)于上部部土層較較好不宜宜坍塌的的情況有護(hù)壁墩墩：在施工工過(guò)程中中加以支支撐，防防止土體體坍塌或或地下水水流入孔孔內(nèi)，有有鋼筒、、木板、、磚石或或砂土等等圖8.31墩按有無(wú)無(wú)護(hù)壁分分類(lèi)無(wú)護(hù)壁墩墩有護(hù)壁墩墩墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型6墩基礎(chǔ)的的類(lèi)型與與特點(diǎn)按鋼材布布置情況況分類(lèi)（（鋼作為為加勁材材料）鋼筋混凝凝土墩：配筋與與一般灌灌注樁的的配筋類(lèi)類(lèi)似鋼套筒墩墩鋼核墩?qǐng)D8.31墩按有無(wú)無(wú)護(hù)壁分分類(lèi)鋼筋砼墩墩鋼套筒墩墩采用成品品鋼管或或型鋼，，鋼材用用量大，，主要適適用于墩墩身受力力很大的的情況鋼核墩墩的特點(diǎn)6墩基礎(chǔ)的類(lèi)型與特特點(diǎn)有很高的承載力，，單墩質(zhì)量要求高高在較密實(shí)的砂層、、卵石地基中，打打樁困難，做墩基基易于施工與沉井、沉箱相比比，墩基施工只需需輕型機(jī)具，在適適當(dāng)?shù)牡鼗c環(huán)境境條件下，常有較較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。。噪音小，但成孔孔施工中可能引起起流砂有較大的豎向和水水平承載力，還有有較大的抗拔能力力墩身斷面尺寸較大大，便于檢查墩底底持力層與墩側(cè)土土質(zhì)情況墩的豎向抗壓承載載力7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形墩載荷試驗(yàn)方法經(jīng)驗(yàn)公式方法理論公式方法墩身材料強(qiáng)度方法法墩的豎向抗壓承載載力7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形墩載荷試驗(yàn)方法（（最常用、最可靠靠）安全系數(shù)法根據(jù)豎向荷載Q與s的關(guān)系曲線特征，，先確定墩的極限限承載力Qu，然后除以安全系系數(shù)k=2.0容許變形法按變形控制原則進(jìn)進(jìn)行墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)，根據(jù)Q-s曲線，按某一容許許變形值[s]取相應(yīng)荷載作為承承載力特征值直底墩，[s]=10~25mm，擴(kuò)底墩，[s]=10~15mm。墩的豎向抗壓承載載力7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形按經(jīng)驗(yàn)公式確定墩墩的承載力值再除以安全系數(shù)k=2.0~3.0該方法精度較低，，用于初步設(shè)計(jì)階階段用于初估墩的的承載力墩的豎向抗壓承載載力7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形按理論公式計(jì)算墩墩的承載力按土的極限平衡理理論，墩的極限承承載力墩底下為較硬密土土層，按整體剪切切破壞計(jì)算，即墩的豎向抗壓承載載力7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形按墩身材料強(qiáng)度確確定墩的承載力特特征值置于堅(jiān)硬土層或巖巖層上的墩，由于于其可承受荷載高高，承載能力往往往由墩身材料強(qiáng)度度控制，設(shè)計(jì)用保保證外荷載滿足墩墩身材料強(qiáng)度要求求確定軸心受壓情況況墩的沉降估算7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形墩的沉降由三部分分組成sp——墩身軸向壓縮變形形sb——墩底土層壓縮變形形ss——墩端下沉渣壓縮變變形墩的抗拔承載力7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形墩的抗拔承載力Tu——墩的極限抗拔承載載力Tun——墩的凈極抗拔力G——墩體的有效重度直底墩抗拔破壞模模式擴(kuò)底墩抗拔破壞模模式墩的水平承載能力力與位移7墩基礎(chǔ)的承載力與與變形對(duì)于承受水平力及及彎矩作用為主的的墩，可根據(jù)墩身身長(zhǎng)度與墩的相對(duì)對(duì)剛度系數(shù)R之比β，將墩分為剛性墩半剛性墩柔性墩系數(shù)β計(jì)算方法多墩共同承擔(dān)水平平力，水平力的分分配設(shè)計(jì)依據(jù)與原則8墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)依據(jù)建筑物或構(gòu)筑物的的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)點(diǎn)、場(chǎng)地與地基的的工程地質(zhì)條件、、荷載類(lèi)型、量級(jí)級(jí)及組合條件、墩墩基承載能力與沉沉降的設(shè)計(jì)控制準(zhǔn)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)原則墩基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)必須須針對(duì)每一根墩的的具體條件來(lái)進(jìn)行行墩的設(shè)計(jì)應(yīng)緊密結(jié)結(jié)構(gòu)墩的施工技術(shù)術(shù)、施工條件進(jìn)行行墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)步驟及及內(nèi)容8墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)選擇墩的類(lèi)型確定墩的基本尺寸寸墩的承載力特征值值與變形計(jì)算墩基本身的配筋、、加勁材料的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算與墩身護(hù)壁壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并繪繪制施工圖提出對(duì)施工方法、、質(zhì)量檢測(cè)等工作作的意見(jiàn)和建議設(shè)計(jì)中的若干重要要因素8墩基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要點(diǎn)上部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性性及對(duì)不均勻沉降降的敏感程度特殊荷載的作用，，如地震力、墩上上的負(fù)摩擦力、膨膨脹土的膨脹力墩基施工對(duì)鄰近建建筑物及設(shè)施的不不利影響，如墩成成孔造成土層側(cè)移移與滲水等現(xiàn)在及未來(lái)環(huán)境因因素對(duì)墩基形狀的的不利影響在復(fù)雜地質(zhì)條件下下中途改變改變?cè)O(shè)設(shè)計(jì)方案的可能性性及由此帶來(lái)的其其他工程問(wèn)題墩基施工先進(jìn)、便便利技術(shù)的應(yīng)用及及墩基質(zhì)量檢測(cè)的的便利性和可靠性性墩基礎(chǔ)的施工程序序9墩基礎(chǔ)施工要點(diǎn)清理場(chǎng)地放線定位成孔施工驗(yàn)孔清底放設(shè)鋼材砼灌注墩基礎(chǔ)的施工程序序9墩基礎(chǔ)施工要點(diǎn)清理場(chǎng)地施工的前期準(zhǔn)備工工作對(duì)進(jìn)場(chǎng)道路、材料料堆放及施工操作作現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)清楚雜物物、整平，安排施施工臨時(shí)建筑物、、設(shè)施放線定位在整平的施工場(chǎng)地地，按設(shè)計(jì)要求放放出建筑物軸線和和邊線，在設(shè)計(jì)墩墩位處設(shè)置標(biāo)志即即定位。墩基礎(chǔ)的施工程序序9墩基礎(chǔ)施工要點(diǎn)成孔施工：鉆孔、挖空、沖孔鉆孔法：大型鉆機(jī)機(jī)在地基中定位鉆鉆孔挖孔法：機(jī)械挖孔孔、人工挖孔機(jī)械挖孔：挖孔前先在墩位位處打鋼套筒，在在鋼套筒內(nèi)用機(jī)械械抓土或挖土，較較普及人工挖孔：挖土工具有鍬、、鎬，運(yùn)土采用吊吊籃或吊斗，適用用于土質(zhì)條件好、、超大孔徑、孔深深小于20m，較經(jīng)濟(jì)。有現(xiàn)澆澆砼圈襯砌法、多多級(jí)套筒法?，F(xiàn)澆砼圈襯砌法多級(jí)套