地基與基礎(chǔ)工程課件第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第2頁§4.11沉井基礎(chǔ)4.11.1沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)、應(yīng)用與類型4.11.2沉井的構(gòu)造4.11.3沉井的施工工藝4.11.4沉井設(shè)計

沉井基礎(chǔ)的承載力計算第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第3頁4.11.1沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)、應(yīng)用與類型

沉井基礎(chǔ)的特點(diǎn)底部帶刃腳的筒狀結(jié)構(gòu)，地面預(yù)制，挖土下沉;自身可抵擋側(cè)向水、土壓力；斷面尺寸大，承載力高?！?.11沉井基礎(chǔ)第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第4頁

沉井基礎(chǔ)的應(yīng)用適用于：高、大、重型結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)；廣泛應(yīng)用于橋梁、水閘、港口工程。不適用于：土層含大型孤石、樹干、沉船等障礙時；易出現(xiàn)流砂現(xiàn)象的土層；設(shè)計深度巖性不均，沉井易傾斜時?！?.11沉井基礎(chǔ)第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第5頁泰州大橋中塔沉井－/泰州大橋：主橋橋跨為390＋1080＋1080＋390m，三塔懸索橋。第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第6頁泰州大橋中塔沉井中塔沉井概況：58.4×44.4米，高76米，12個井孔；下層38米為鋼箱結(jié)構(gòu)，上層38米為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沉井施工簡介：首節(jié)鋼沉井8米工廠預(yù)制；浮運(yùn)至現(xiàn)場預(yù)制場地后接高至38米；然后浮運(yùn)到墩位處定位(2007-11-11)，再接高12米，而后下沉。沉井按“接高、下沉”工序交替進(jìn)行。井壁混凝土采用剛性導(dǎo)管法灌注完成。下沉到位后，開始采用水下導(dǎo)管法灌注沉井封底砼(2008-9-10)。第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第7頁泰州大橋中塔沉井沉井啟航，離開臨時碼頭第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第8頁泰州大橋中塔沉井2007-11-11沉井浮運(yùn)到位，12月1日江底著床第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第9頁泰州大橋中塔沉井沉井接高施工第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第10頁泰州大橋中塔沉井沉井頂面俯視第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第11頁泰州大橋中塔沉井沉井接高至76m第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第12頁泰州大橋中塔沉井2008-9-1沉井下沉到位，9月10日開始封底第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第13頁

沉井的類型1.按沉井形狀分類1）橫截面形狀：圓形、方形、矩形…2）豎剖面形狀：柱形、錐形、階梯型2.按井孔數(shù)量及布置方式單孔沉井單排孔沉井多排孔沉井3.按井壁下沉動力自重沉井加載沉井：壓入式、震動、壓水沉井§4.11沉井基礎(chǔ)第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第14頁§4.11沉井基礎(chǔ)第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第15頁§4.11沉井基礎(chǔ)第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第16頁4.按沉井場地及施工方法分類旱地沉井水中筑島沉井：砂、礫石水中筑島，周圍用草袋或圍堰(水深較大)維護(hù)，島上預(yù)制、下沉。適用：水深小于3m，流速不大于1.5m/s。水中浮運(yùn)沉井：岸邊預(yù)制，浮運(yùn)到設(shè)計位置下沉。適用：水深較大，采用筑島法困難?！?.11沉井基礎(chǔ)第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第17頁§4.11沉井基礎(chǔ)第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第18頁5.按沉井過程中井內(nèi)是否排水排水沉井井內(nèi)排水，地面澆筑井壁，人工掘土下沉。特點(diǎn)：內(nèi)外壓力不平衡，下沉深度受限制。適用條件：除涌水大、易發(fā)生流砂的地層外。淹水沉井井內(nèi)淹水，水下機(jī)械掘進(jìn)、排渣；特點(diǎn)：內(nèi)外壓力平衡，可防止涌砂冒泥。適用條件：除礫卵石層外，一般均可采用。尤其適用于涌水大、易發(fā)生流砂的地層?！?.11沉井基礎(chǔ)第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第19頁§4.11沉井基礎(chǔ)第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第20頁§4.11沉井基礎(chǔ)第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第21頁4.11.2沉井的構(gòu)造1.井筒：承載，下沉；2.刃腳：切土下沉；3.內(nèi)隔墻：增大剛度，方便分區(qū)挖土、調(diào)整傾斜；4.凹槽：提高井壁與封底混凝土的聯(lián)接強(qiáng)度；5.頂蓋：承托上部建構(gòu)筑物.§4.11沉井基礎(chǔ)第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第22頁4.11.3沉井的施工工藝——以旱地沉井為例平整場地；首節(jié)預(yù)制；拆模抽墊；挖土下沉；接高沉井；設(shè)置井頂防水圍堰；基底檢驗(yàn)和處理；封底；井孔填充和頂板澆筑§4.11沉井基礎(chǔ)第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第23頁§4.11沉井基礎(chǔ)第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第24頁§4.11沉井基礎(chǔ)第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第25頁

施工中常見問題及處理難沉：自重不足：施加壓重；側(cè)阻過大：減小摩擦系數(shù)（如泥漿套法）；端阻過大：高壓水射流破土、障礙排除。沉偏：通過控制挖土等方法糾偏。突沉：控制挖土，設(shè)計時增大刃腳阻力.§4.11沉井基礎(chǔ)第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第26頁§4.11沉井基礎(chǔ)第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第27頁§4.11沉井基礎(chǔ)沉井井壁開裂井壁開裂局部第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第28頁沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容與步驟1.根據(jù)地質(zhì)資料、工藝及使用要求、施工條件，確定沉井的平面形狀、尺寸、埋深；布置結(jié)構(gòu)體系；選定施工方案。2.確定截面尺寸計算外荷載，繪水、土壓力分布圖；根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，估算封底混凝土厚度；初步確定沉井井壁厚度，及其他部位構(gòu)件的截面尺寸；4.11.4沉井的設(shè)計計算第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第29頁沉井設(shè)計的步驟1.根據(jù)地質(zhì)資料、工藝及使用要求、施工條件，確定沉井的平面形狀、尺寸、埋深；布置結(jié)構(gòu)體系；選定施工方案。2.確定截面尺寸計算外荷載，繪水、土壓力分布圖；根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，估算封底混凝土厚度；初步確定沉井井壁厚度，及其他部位構(gòu)件的截面尺寸；4.11.4沉井的設(shè)計計算第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第30頁3.施工階段沉井結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算(見葛春輝教材）下沉驗(yàn)算井壁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的內(nèi)力計算——截面強(qiáng)度設(shè)計；井壁結(jié)構(gòu)及局部構(gòu)件的配筋——刃腳計算。4.11.4沉井的設(shè)計計算抗拉驗(yàn)算抗扭驗(yàn)算刃腳抗彎驗(yàn)算第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第31頁4.使用階段沉井結(jié)構(gòu)的計算井壁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的內(nèi)力計算；地基承載力驗(yàn)算；地基沉降變形驗(yàn)算；抗浮、抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。4.11.4沉井的設(shè)計計算第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第32頁4.使用階段沉井結(jié)構(gòu)的計算1）井壁結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的內(nèi)力計算整體強(qiáng)度驗(yàn)算圖局部驗(yàn)算第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第33頁2）沉井基礎(chǔ)的承載力計算承載力要求：

F+G≤Rb+Rs承載力驗(yàn)算的情形：作為基礎(chǔ)使用的沉井需驗(yàn)算；無上部建筑的吸水沉井，不需驗(yàn)算；針對使用階段驗(yàn)算；施工階段一般不需要。4.使用階段沉井結(jié)構(gòu)的計算F－沉井頂面豎向荷載；G—沉井自重；Rb—沉井底面地基土的承載能力；Rs—沉井側(cè)面的總摩阻力.Rb、Rs據(jù)地基承載力特征值、井壁摩阻力特征值計算.第33頁，共35頁，2023年，2月20日，星期四2023/4/5地基與基礎(chǔ)工程》第34頁4.使用階段沉井結(jié)構(gòu)的計算3）沉井地基變形驗(yàn)算地基附加應(yīng)力大于0時，應(yīng)驗(yàn)算沉井地基變形；地基變形按分層總和法計算，應(yīng)小于規(guī)定值；地基變形計算時，