基础工程 教学课件 作者 陈东佐 主编 第5章 沉井基础与其他深基础课件.pptVIP

尚辅网 尚辅网 第五章 沉井基础与其他深基础 ?知识目标： 了解墩基础和地下连续墙基础的类型及适用性。 理解沉井基础、墩基础及地下连续墙的结构构造。 掌握沉井基础、墩基础及地下连续墙的施工方法。 掌握沉井基础施工中常见问题的处理方法 能力目标： 第一节 沉井基础： 概念：沉井是利用在井内挖士，借助井体自重及其它辅助措施而逐步下沉至预定设计标高，经过混凝土封底并填塞井孔，最终形成的一种井筒状结构物，是建筑物常用的一种深基础型式。可以应用于铁路公路桥梁的基础工程，建筑工程中用于基础和开挖工程，尤其适用于软土地中的地下建筑物基础 沉井分类： 1、按使用材料分类： 分为混凝土沉井，钢筋混凝土沉井，钢沉井，竹筋混凝土沉井 2、按平面形状分类： 常用的有圆形、方形、矩形、椭圆形、圆端形等，根据井孔的布置方式。又有单孔、双空和多孔井字形等。 3、按竖向剖面形状分类： 分为圆柱形、阶梯形及锥形等 4、按沉井的施工方法分类： 分为一般沉井和浮运沉井。 按平面形状分类： 按竖向剖面形状分类：如下图 二、沉井基础的构造 三、 沉井的施工 沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工及浮运沉井施工三种，桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及浇筑顶板，在这种情况下，一般较容易施工，如果沉井位于浅水或可能被水淹没时，宜采用水中沉井施工的方法，先筑岛制作沉井或浮运沉井到位后，在下沉的办法施工。 （一）旱地上沉井的施工 旱地上沉井的施工步骤： 1．整平场地，制造沉井 2．拆模及抽垫 3．挖土下沉 4．接高沉井 5．筑井顶围堰 6．地基检验和处理 7．封底、充填井孔及浇筑顶盖 （二）水中沉井的施工 1.筑岛法 筑岛沉井适用于水深3～4m、流速较小的情况。即先修筑人工砂岛，再在岛上进行沉井的制作和挖土下沉。筑岛法不需要抽水，对岛体无防渗要求，构造简单，同时还可以就地取材，降低工程造价，施工方便。筑岛法可分为无围堰筑岛和有围堰筑岛两种方法。无围堰筑岛，一般宜在水深较浅，且流速不大时采用。围堰筑岛是先修筑围堰，然后再在围堰内填砂筑岛。这种岛比土岛能够减少阻水面积和填方的数量。如筑岛压缩水面较大，可以用钢板桩围堰筑岛。 2．浮运法 ⑴底节沉井制作与下水 ⑵沉井浮运就位 ⑶沉井在自浮状态下接高下沉。 ⑷精确定位与落底 底节沉并下水常用以下五种方法： ①滑道法 。 ②沉船法。 ③吊装法。 ⑤除土法。 ④涨水自浮法 。 底节沉并下水常用五种方法示意图： 底节沉并下水常用五种方法示意图： 四、沉井下沉遇到的常见问题及处理 （一）沉井发生倾斜和偏移 （二）沉井下沉困难 （三）沉井突然下沉 五、 沉井的设计与计算所需各项资料： 1．设计水位和施工最高水位以及冲刷线标高； 2．河床底部标高和地质情况，穿越土层的各种土工试验资料，有无影响沉井沉的障碍物和其他不良地质现象； 3．上部结构和墩台的类型和尺寸，沉井基础的设计荷载； 4．拟采用的施工方法。 （二）沉井尺寸的拟定 沉井的高度宜根据上部结构情况、水文地质条件、施工方法及持力土层的承载力等，由墩底标高和沉井基底埋置深度综合确定。一般高沉井应分节制造和下沉，每节高度不宜大于5m，因底节沉井高度过高和过重，会给制模、筑岛时岛面处理、抽除垫木下沉等带来困难，底节沉井若是在松软土层中下沉，还不应大于沉井宽度的0．8倍。 沉井平面形状应当根据墩台底部的平面形状确定。当墩的长宽较为接近时，可采用方形或圆形沉井。采用矩形沉井时，为保证下沉的稳定性，沉井的长边与短边之比不宜大于3。沉井顶面尺寸应为墩(台)身底部尺寸加襟边宽度。一般襟边宽度不宜小于沉井全高的1／50，最小不能小于0．2m，浮运沉井不小于0．4m。 （三）沉井作为整体基础的计算 根据拟定的沉井基础的各部位尺寸和上部荷载的情况，按各种最不利荷载组合，沉井基础的计算内容包括，基底应力、横向抗力、墩台顶面水平位移、稳定性等的验算。根据沉井埋置深度的不同分别采用两种不同的计算方法。当沉井埋置深度较浅，仅在最大冲刷线以下数米时，可不考虑基础侧面土的横向抗力影响，按浅基础设计计算；当沉井基础埋置深度较大时，不可忽略沉井周围土体对沉井的约束作用，因此在验算地基应力、变形及沉井的稳定性时，需要考虑基础侧面土体弹性抗力的影响，沉井基础在横向外力作用下只能发生转动而无挠曲变形。因此，可按刚性桩柱计算内力和土抗力，即相当于“m”法中ah ≤2．5的情况。 1.非岩石地基上沉井基础的计算和验算 荷载作用应力分布图 基础边缘处的压应力为： 离地面或最大冲刷线以下Z深度处基础截面上的