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文檔簡介

第五章::沉井基基礎(chǔ)(OpenCaissonFoundation)1.沉井的基基本概念念、作用用及適用用條件2.沉井的類類型和構(gòu)構(gòu)造3.沉井作為為整體深深基礎(chǔ)的的設(shè)計(jì)和和計(jì)算4.沉井施工工過程中中的結(jié)構(gòu)構(gòu)計(jì)算5.沉井施工工簡介6.地下連續(xù)續(xù)墻簡介介1.沉井的基基本概念念、作用用及適用用條件沉井的基基本形態(tài)態(tài)沉井是一一個(gè)柱體體井筒狀狀結(jié)構(gòu)物物,井壁壁為剛度度比較大大的鋼筋筋混凝土土,在井井內(nèi)挖土土并靠自自身重量量克服井井壁與土土的摩擦擦下沉至至設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高,封封底填塞塞后形成成基礎(chǔ)。。沉井施工工動畫演演示沉井的特特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):埋置深度度大(大大型沉井井可以下下沉幾十十米);;整體性強(qiáng)強(qiáng)、穩(wěn)定定性好、、有較大大的承載載面積,,可以承承受較大大的豎向向和水平平荷載;;施工技術(shù)術(shù)簡單,,施工時(shí)時(shí)不需要要板樁圍圍護(hù),本本身具有有擋土與與擋水的的功能;;適用用范范圍圍廣廣,,尤尤其其是是存存在在較較大大卵卵石石不不便便于于樁樁基基施施工工的的地地基基;;可以以作作為為施施工工中中事事故故處處理理、、組組合合基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的一一部部分分來來應(yīng)應(yīng)用用。。缺點(diǎn)點(diǎn)::施工工期期較較長長((不不能能連連續(xù)續(xù)施施工工));;遇有有難難于于清清除除的的障障礙礙物物((流流砂砂、、樹樹干干、、大大塊塊孤孤石石、、舊舊橋橋基基等等))時(shí)時(shí)下下沉沉困困難難;;河床床覆覆蓋蓋層層下下存存在在傾傾斜斜度度較較大大巖巖層層,,沉沉井井不不易易穩(wěn)穩(wěn)定定。。沉井井的的適適用用條條件件上部部荷荷載載較較大大、、穩(wěn)穩(wěn)定定性性要要求求較較高高、、良良好好持持力力層層埋埋深深較較大大,,可可與與其其他他深深基基礎(chǔ)礎(chǔ)進(jìn)進(jìn)行行比比較較;;深水水大大河河,,沖沖刷刷大大,,或或有有較較大大卵卵石石不不便便于于樁樁基基施施工工;;巖石石表表面面平平坦坦、、埋埋置置淺淺、、河河水水較較深深,,不不適適宜宜用用擴(kuò)擴(kuò)大大基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的情情況況。。2.沉井井的的類類型型和和構(gòu)構(gòu)造造沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的類類型型按沉沉井井的的施施工工方方法法分分類類現(xiàn)澆澆沉沉井井———在基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)位位置置就就地地澆澆筑筑預(yù)預(yù)制制沉沉井井,,達(dá)達(dá)到到強(qiáng)強(qiáng)度度后后挖挖土土沉沉井井下下沉沉,,對對于于水水中中基基礎(chǔ)礎(chǔ),,則則先先筑筑島島再再在在島島上上筑筑井井下下沉沉。。浮運(yùn)運(yùn)沉沉井井———在深深水水區(qū)區(qū)域域筑筑島島困困難難或或不不經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì),,當(dāng)當(dāng)河河流流流流速速不不大大時(shí)時(shí)可可采采用用岸岸邊邊澆澆筑筑浮浮運(yùn)運(yùn)就就位位下下沉沉。。按沉沉井井的的形形狀狀分分類類按沉沉井井的的平平面面形形狀狀分分類類圓形形———下沉沉過過程程中中易易于于控控制制方方向向,,受受力力合合理理。。圓端端形形———平面面布布置置較較合合理理,,受受力力條條件件較較好好,,但但制制作作較較復(fù)復(fù)雜雜;;矩形形———制作作簡簡單單,,基基礎(chǔ)礎(chǔ)受受力力有有利利,,與與上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)較較易易配配合合,,但但結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)易易受受撓撓曲曲力力矩矩作作用用。。按沉沉井井的的立立面面形形狀狀分分類類豎直直式式———下沉沉中中不不易易傾傾斜斜,,但但井井壁壁摩摩阻阻力力較較大大,,一一般般適適于于入入土土不不深深或或軟軟土土中中使使用用;;傾斜斜式式———井壁壁摩摩阻阻力力小小,,但但施施工工復(fù)復(fù)雜雜,,下下沉沉中中易易傾傾斜斜,,適適于于深深度度大大、、土土質(zhì)質(zhì)較較密密實(shí)實(shí)地地基基;;臺階階式式———同上上。。按沉沉井井的的建建筑筑材材料料分分類類無筋筋或或少少筋筋混混凝凝土土沉沉井井———主要要用用于于小小尺尺寸寸沉沉井井,,井井壁壁較較厚厚,,適適于于覆覆蓋蓋層層較較松松軟軟,,下下沉沉深深度度不不大大的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)((4~7m)。。鋼筋筋混混凝凝土土沉沉井井———下沉沉深深度度大大,,適適用用性性強(qiáng)強(qiáng),,可可做做成成薄薄壁壁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu),,可可根根據(jù)據(jù)具具體體情情況況做做成成各各種種合合理理的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)形形式式和和厚厚度度。。鋼沉沉井井———強(qiáng)度度高高、、質(zhì)質(zhì)量量輕輕、、易易于于施施工工,,宜宜于于做做浮浮運(yùn)運(yùn)沉沉井井,,盡盡量量重重復(fù)復(fù)使使用用。。沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的構(gòu)構(gòu)造造沉井井的的輪輪廓廓尺尺寸寸沉井井的的平平面面形形狀狀選選擇擇———沉井井的的平平面面形形狀狀取取決決于于墩墩臺臺底底部部的的形形狀狀。。矩形形沉沉井井的的長長寬寬比比不不宜宜大大于于3;當(dāng)墩墩臺臺的的長長寬寬比比較較接接近近時(shí)時(shí),,可可采采用用方方形形或或圓圓形形沉沉井井;;沉井井的的輪輪廓廓尺尺寸寸沉井井頂頂面面尺尺寸寸為為墩墩臺臺底底部部尺尺寸寸加加襟襟邊邊寬寬度度;;襟邊邊寬寬度度不不宜宜小小于于0.2m,也也不不宜宜小小于于沉沉井井高高度度的的1/50,浮浮運(yùn)運(yùn)沉沉井井不不小小于于0.4m;墩臺臺身身的的邊邊緣緣應(yīng)應(yīng)盡盡可可能能支支承承于于井井壁壁上上或或蓋蓋板板支支承承面面上上;;沉井井高高度度與與上上部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、水水文文地地質(zhì)質(zhì)條條件件、、地地基基土土層層的的承承載載力力等等因因素素有有關(guān)關(guān),,根根據(jù)據(jù)墩墩底底標(biāo)標(biāo)高高及及沉沉井井埋埋深深確確定定沉沉井井高高度度;;高度較大大的沉井井采用分分節(jié)制造造和下沉沉,每節(jié)節(jié)高度不不宜大于于5m,底節(jié)沉沉井若支支承于松松軟土層層中,高高度不大大于沉井井寬度的的0.8倍;沉井的一一般構(gòu)造造沉井一般般由井壁壁、刃腳腳、隔墻墻、井孔孔、凹槽槽、封底底混凝土土、頂蓋蓋板等構(gòu)構(gòu)成。井壁井壁的功功能構(gòu)成沉井井的主體體部分及及外形尺尺寸;施工過程程中擋土土、擋水水、獲得得下沉重重力;施工結(jié)束束后成為為基礎(chǔ)的的一部分分,起傳傳遞荷載載的作用用;井壁的厚厚度與構(gòu)構(gòu)造要求求——與結(jié)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度、下下沉需要要的自重重、便于于取土清清基等因因素有關(guān)關(guān)。一般井壁壁厚度取取800~1500mm;鋼筋混凝凝土薄壁壁沉井及及鋼制薄薄壁浮運(yùn)運(yùn)沉井的的壁厚不不受上述述限制;;井壁混凝凝土強(qiáng)度度≥C15;沉井底節(jié)節(jié)混凝土土的含鋼鋼量,對對于鋼筋筋混凝土土≥0.1%,對于少少筋混凝凝土≥0.05%。刃腳——井壁下端端的斜形形尖利部部分,用用以切土土下沉。。刃腳根據(jù)據(jù)地質(zhì)情情況,可可采用尖尖刃腳或或帶踏面面刃腳;;刃腳踏面面寬度一一般100~200mm,軟土可可適當(dāng)放放寬;刃腳斜面面與水平平面間的的夾角≥≥45o;井內(nèi)隔墻墻底面比比刃腳底底面至少少高出500mm;刃腳高度度一般≥≥1.0m;刃腳底面面以型鋼鋼加強(qiáng);;刃腳混凝凝土強(qiáng)度度等級≥≥C20。隔墻——當(dāng)沉井平平面尺寸寸較大,,可設(shè)置置隔墻((內(nèi)壁))將沉井井分為幾幾個(gè)井孔孔。隔墻的功功能縮短井壁壁的跨度度,減小小井壁的的撓曲應(yīng)應(yīng)力;增強(qiáng)沉井井的整體體剛度,,便于掌掌握井孔孔挖土位位置和速速度,控控制下沉沉方向。。隔墻的尺尺寸與構(gòu)構(gòu)造要求求隔墻間距距≤5~6m;厚度可比比井壁小小200~400mm;隔墻底面面高出刃刃腳底面面0.5m以上(既既要支承承刃腳,,又要避避免阻礙礙沉井的的下沉));排水下沉沉的沉井井,宜在在隔墻下下部設(shè)置置過人孔孔,便于于施工。。井孔(取取土井))井孔的功功能——沉井下沉沉取土的的通道。。井孔的尺尺寸與構(gòu)構(gòu)造要求求。井孔尺寸寸應(yīng)滿足足施工要要求;井孔布置置應(yīng)對稱稱于沉井井中心軸軸;井孔的最最小邊長長≥3.0m(采用抓抓泥斗挖挖土)。。凹槽凹槽的功功能增強(qiáng)封底底混凝土土與井壁壁的聯(lián)結(jié)結(jié)強(qiáng)度;;將封底混混凝土承承受的地地基反力力傳遞給給井壁。。凹槽的尺尺寸與構(gòu)構(gòu)造要求求在沉井外外壁內(nèi)側(cè)側(cè)離刃腳腳踏面約約2m處設(shè)置水水平槽狀狀結(jié)構(gòu);;凹槽深度度約150~250mm,高度約約1000mm;當(dāng)井孔采采用混凝凝土或圬圬工填實(shí)實(shí)時(shí),也也可不設(shè)設(shè)凹槽。。射水管射水管的的功能——通過在井井壁預(yù)埋埋射水管管,幫助助沉井穿穿透較好好土層,,達(dá)到比比較深的的深度。。射水管的的尺寸與與構(gòu)造要要求射水管在在井壁內(nèi)內(nèi)均勻布布置,以以利于通通過控制制水壓和和水量來來調(diào)整下下沉方向向;射水管一一般水壓壓≥600kPa。封底和蓋蓋板封底的功功能——沉井下沉沉到設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高后后,為使使沉井形形成一個(gè)個(gè)整體受受力結(jié)構(gòu)構(gòu),將井井底的地地基反力力傳至井井壁。封底的構(gòu)構(gòu)造要求求封底混凝凝土頂面面高出凹凹槽的高高度≥500mm;封底混凝凝土厚度度≥井孔孔最小邊邊長的1.5倍(經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)值);;封底混凝凝土一般般在水下下澆筑,,混凝土土強(qiáng)度等等級≥C20,巖石地地基可用用C15;蓋板的功功能井孔內(nèi)是是否填實(shí)實(shí),采用用什么材材料填實(shí)實(shí),主要要依據(jù)沉沉井受力力及穩(wěn)定定性要求求而定;;在滿足穩(wěn)穩(wěn)定性等等要求的的條件下下,為節(jié)節(jié)省材料料、減輕輕自重,,可采用用空心沉沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)或僅填填砂礫,,此時(shí)為為承受上上部構(gòu)造造,需要要在沉井井頂部設(shè)設(shè)置鋼筋筋混凝土土蓋板。。蓋板的構(gòu)構(gòu)造要求求蓋板厚度度一般取取1.5~2.0m;鋼筋由計(jì)計(jì)算決定定。浮運(yùn)沉井井的構(gòu)造造不帶氣筒筒的浮運(yùn)運(yùn)沉井帶氣筒的的浮運(yùn)沉沉井不帶氣筒筒的浮運(yùn)運(yùn)沉井適用性水深不大大;流速不大大;河床平緩緩;沖刷較小小。施工工藝藝岸邊制造造;通過滑道道下水;;浮運(yùn)到位位;接高下沉沉。使用材料料——鋼材、木木材、鋼鋼筋混凝凝土、鋼鋼絲網(wǎng)及及水泥等等。構(gòu)造形式式雙壁浮運(yùn)運(yùn)沉井((鋼絲網(wǎng)網(wǎng)薄壁、、鋼薄壁壁:用于于平面尺尺寸較大大沉井))帶臨時(shí)性性井底的的浮運(yùn)沉沉井鋼絲網(wǎng)水水泥薄壁壁沉井由由內(nèi)、外外壁組成成的空心心井壁沉沉井,入入水后自自浮于水水中,浮浮運(yùn)到位位后向井井壁腔內(nèi)內(nèi)灌水下下沉落于于河床,,再逐格格對稱灌灌注水下下混凝土土,使薄薄壁空腔腔沉井成成為普通通的重力力式沉井井。(特特點(diǎn)——制造簡單單、施工工方便、、節(jié)省鋼鋼材);;在底節(jié)井井孔下端端的刃腳腳處設(shè)置置可拆除除的臨時(shí)時(shí)性井底底,使沉沉井成為為一個(gè)浮浮體,浮浮運(yùn)到位位后,向向井孔內(nèi)內(nèi)灌水,,沉井下下沉,落落床穩(wěn)定定后灌注注井壁混混凝土,,即可拆拆除支撐撐打開臨臨時(shí)性井井底,按按一般沉沉井施工工。帶鋼氣筒筒的浮運(yùn)運(yùn)沉井適用性河水較深深;水流較急急;沉井較大大;分孔較多多。施工工藝藝在井孔位位置裝置置鋼氣筒筒;向氣筒內(nèi)內(nèi)打氣增增大浮力力(鋼氣氣筒是沉沉井內(nèi)的的防水結(jié)結(jié)構(gòu),利利用壓縮縮空氣排排出氣筒筒內(nèi)的水水);構(gòu)造形式式雙壁自浮浮底節(jié);;單壁鋼殼殼;鋼氣筒。。組合式沉沉井——下部樁基基礎(chǔ)+上部沉井井。適用性采用低承承臺樁基基礎(chǔ),圍圍水開挖挖基坑澆澆筑承臺臺存在困困難;沉井刃腳腳遇傾斜斜度較大大的巖層層;沉井范圍圍內(nèi)地基基土軟硬硬不勻而而水深較較大。施工工藝藝按尺寸制制作沉井井,下沉沉到預(yù)定定標(biāo)高;;澆筑封底底混凝土土和樁承承臺,并并預(yù)留孔孔位;在預(yù)留孔孔位鉆孔孔灌注成成樁。3.沉井的施施工旱地上沉沉井的施施工在旱地上上進(jìn)行沉沉井施工工,一般般比較容容易,其其主要工工序如圖圖示:鋪砂墊層層、墊木木制作底節(jié)節(jié)沉井拆除墊木木、開始始下沉沉井接高高下沉沉井下沉沉至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高沉井封底底、填充充井孔平整場地地清理雜物物、平整整地面;;如地下水水位較低低,為減減小沉井井下沉深深度,可可開挖基基坑,坑坑底高出出地下水水面0.5~1.0m;如土質(zhì)松松軟,在在平整場場地夯實(shí)實(shí)后,再再鋪墊0.3~0.5m厚的砂礫礫層。制作底節(jié)節(jié)沉井刃腳踏面面處鋪設(shè)設(shè)墊木——使底節(jié)沉沉井重量量在墊木木下產(chǎn)生生的壓應(yīng)應(yīng)力≤100kPa;布設(shè)刃腳腳角鋼、、豎立內(nèi)內(nèi)模、綁綁扎鋼筋筋、立外外模,澆澆筑混凝凝土;拆模和抽抽墊木沉井混凝凝土強(qiáng)度度達(dá)到70%的設(shè)計(jì)值值后可拆拆模;沉井強(qiáng)度度達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)值后后可抽出出墊木;;抽出墊木木應(yīng)按分分區(qū)、依依次、對對稱、同同步的原原則進(jìn)行行,以避避免沉井井開裂、、移動、、傾斜;;抽墊木時(shí)時(shí)要隨抽抽隨時(shí)用用砂土回回填搗實(shí)實(shí),注意意防止沉沉井的傾傾斜。挖土下沉沉——排水下沉沉、不排排水下沉沉排水下挖挖土層比較較穩(wěn)定;;滲水量較較小;排水時(shí)不不會產(chǎn)生生涌土或或流砂的的現(xiàn)象;;人工挖土必必須采用排排水下沉((排水下沉沉也可用機(jī)機(jī)械挖土));人工挖土下下沉可使沉沉井均勻下下沉;人工可清楚楚井下障礙礙物。不排水下挖挖一般采用機(jī)機(jī)械挖土;;采用吸泥機(jī)機(jī)挖土?xí)r,,要不斷向向井內(nèi)灌水水,使井內(nèi)內(nèi)水位高出出井外1~2m。沉井接高——底節(jié)沉井頂頂面沉至離離地面一定定高度時(shí),,停止挖土土,接筑第第2節(jié)沉井。接筑前應(yīng)使使第一節(jié)沉沉井位置正正直或盡量量糾正傾斜斜;鑿毛頂面;;立模澆筑混混凝土;待混凝土強(qiáng)強(qiáng)度達(dá)到設(shè)設(shè)計(jì)值后再再拆模繼續(xù)續(xù)挖土下沉沉。筑井頂圍堰堰——當(dāng)沉井頂面面低于地面面或水面,,可在沉井井上接筑圍圍堰,其尺尺寸略小于于沉井,下下端與沉井井頂部預(yù)埋埋錨桿相連連,墩臺身身出水后可可拆除。地基檢驗(yàn)與與處理——沉井沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高后后,要進(jìn)行行基底檢驗(yàn)驗(yàn)(不排水水下沉的沉沉井可用潛潛水員下水水檢驗(yàn))。。檢驗(yàn)的主要要內(nèi)容:地質(zhì)情況與與地基承載載力是否符符合設(shè)計(jì)要要求;基底平整度度;處理的主要要內(nèi)容:清楚基底浮浮泥軟土,,防止封底底混凝土和和基底間摻摻有有害夾夾層;基底為巖層層時(shí),清除除巖面殘留留物(風(fēng)化化巖碎石、、卵石、砂砂石等);;巖石基底傾傾斜時(shí),將將巖面鑿成成臺階或榫榫槽;基底為砂土土或粘性土土?xí)r,可在在基底鋪設(shè)設(shè)一層礫石石或碎石至至刃腳底面面以上200mm。沉井封底、、井孔填充充、澆筑頂頂蓋板沉井封底基底檢驗(yàn)合合格后即行行封底;對于排水下下沉的沉井井,在清基基時(shí)若滲水水量較小,,按普通混混凝土澆筑筑方式進(jìn)行行封底;對于滲水量量大和不排排水下沉的的沉井,可可采用剛性性導(dǎo)管法澆澆注水下混混凝土或水水下壓漿混混凝土封底底。井孔是否填填充,按設(shè)設(shè)計(jì)要求而而定;不排排水封底的的沉井,應(yīng)應(yīng)在封底混混凝土強(qiáng)度度滿足抽水水后的應(yīng)力力要求時(shí)方方可抽水。。沉井為空心心或井孔僅僅填砂礫時(shí)時(shí),沉井頂頂面應(yīng)澆筑筑鋼筋混凝凝土頂蓋板板,以支持持墩身。水中沉井的的施工筑島法適用條件——流速不大、沉沉井位于淺水水或可能被水水淹沒的岸灘灘(施工期最最大水深不超超過3~4m)人工筑島要求求島面標(biāo)高應(yīng)比比施工期最高高水位高出0.5~0.7m,有流冰時(shí)可可適當(dāng)提高;;筑島平面尺寸寸應(yīng)滿足沉井井制作及抽墊墊木等施工要要求:無圍堰筑島,,在沉井周圍圍設(shè)置≥2m寬的護(hù)道;有圍堰筑島時(shí)時(shí),護(hù)道寬度度b按下式確定::H——筑島高度;——筑島土飽和時(shí)時(shí)的內(nèi)摩擦角角。護(hù)道寬度在任任何情況下不不應(yīng)小于1.5m,當(dāng)實(shí)際的護(hù)護(hù)道寬度小于于計(jì)算值時(shí),,應(yīng)考慮沉井井重力對圍堰堰產(chǎn)生的側(cè)壓壓力影響;筑島壓縮水面面較大時(shí),可可采用板樁圍圍堰筑島,并并考慮島體穩(wěn)穩(wěn)定性。筑島材料用透透水性好,易易于壓實(shí)的砂砂土或碎石土土,島面地基基土承載力應(yīng)應(yīng)滿足底節(jié)沉沉井混凝土產(chǎn)產(chǎn)生的最大壓壓應(yīng)力要求。。無圍堰筑島臨臨水面坡度,,一般可采用用1:1.75~1:3。有圍堰筑島要要防止圍堰漏漏土,以避免免沉井制造或或下沉過程中中,產(chǎn)生島面面沉降變形或或失穩(wěn)。浮運(yùn)沉井施工工沉井制作與下下水岸邊制作;利用滑道下水水;牽引到設(shè)計(jì)墩墩位。浮運(yùn)方式(詳詳細(xì)介紹見沉沉井構(gòu)造部分分)雙壁浮運(yùn)沉井井;帶臨時(shí)性井底底的浮運(yùn)沉井井;帶鋼浮筒的浮浮運(yùn)沉井。鋼絲網(wǎng)水泥薄薄壁沉井帶臨時(shí)性井底底的浮運(yùn)沉井井沉井下沉過程程中遇到的問問題及處理沉井發(fā)生傾斜斜與糾偏沉井發(fā)生偏移移的原因土島的水下部部分由于水流流沖刷或板樁樁漏土,造成成島面一側(cè)土土體松軟;井下平面土質(zhì)質(zhì)軟硬不勻;;未按規(guī)定程序序?qū)ΨQ抽出墊墊木或未及時(shí)時(shí)填砂夯實(shí);;下沉除土不勻勻勻,井內(nèi)底底面高差過大大;排水下沉沉井井內(nèi)除土?xí)r發(fā)發(fā)生流砂;刃腳下存在軟軟土夾層,掏掏空過多,沉沉井突然下沉沉;刃腳一側(cè)或一一角遇障礙物物,未及時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)與處理;;井內(nèi)棄土堆積積在沉井外一一側(cè),或河床床高差過大,,側(cè)壓力使沉沉井發(fā)生水平平位移。沉井糾偏扶正正糾正傾斜偏側(cè)除土偏壓重頂部加水平力力高壓射水偏側(cè)壓氣(空空氣幕沉井))糾正位移偏側(cè)除土沉井底面中心心向墩位設(shè)計(jì)計(jì)中心傾斜均勻除土沉井底面中心心線下沉至設(shè)設(shè)計(jì)中心線在另一側(cè)除土土扶正糾正扭轉(zhuǎn)在一對角線兩兩角偏出除土土,在另兩角角偏填土,利利用刃腳下不不相等的土壓壓形成扭矩,,使沉井在下下沉過程中逐逐步糾正扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角度。清除障礙物人工排除;少量炸藥爆破破;切割。沉井下沉的助助沉措施沉井下沉困難難的原因井壁摩阻力;;障礙物。助沉措施(主主要針對井壁壁阻力)臨時(shí)助沉措施施壓重與排水——增大自重或壓壓重;對于不不排水下沉的的沉井,強(qiáng)制制排水增大自自重;井壁外飽水降降低摩阻力——井壁外是粘土土層時(shí),沿井井壁射水降低低摩阻力;炮振法助沉——刃腳下已挖空空時(shí),在井底底少量裝藥爆爆破,使沉井井下沉。助沉設(shè)計(jì)構(gòu)造法——沉井外壁設(shè)計(jì)計(jì)成臺階式、、斜坡式(鐘鐘形)等;預(yù)埋管法——預(yù)先在井壁預(yù)預(yù)埋管組助沉沉。泥漿潤滑套下下沉法空氣幕下沉法法(壁后壓氣氣法)泥漿潤滑套下下沉法

基本原理理——在井壁外圍與與土層之間壓壓入泥漿隔離離層形成泥漿漿潤滑套,減減小摩阻力。。

基本構(gòu)成壓漿管;儲漿臺階;泥漿射口擋板板;泥漿地表圍圈圈。

施工工藝藝在井壁內(nèi)預(yù)埋埋壓漿管(管管徑φ38~50mm);壓漿管間距3~4m;射口方向與井井壁成45°角;儲漿臺設(shè)在距距刃腳底面2~3米處;儲漿臺階的寬寬度即泥漿套套厚度(100~200mm);為防止泥漿直直接噴射到土土壁上,射口口設(shè)置擋板;;在地面沉井外外圍設(shè)置泥漿漿地表圍圈;;泥漿由粘土、、水、添加劑劑(碳酸鈉))等組成。

泥漿地地表圍圈的作作用確保泥漿套厚厚度;防止表層土的的塌落;儲存泥漿;調(diào)整壓漿管出出漿的不平衡衡。

后處理——沉井下沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高后,,應(yīng)排除泥漿漿、或用水泥泥砂漿強(qiáng)制置置換泥漿??諝饽幌鲁练ǚǎū诤髩簹鈿夥ǎ?/p>

基本原理理——通過預(yù)埋的管管道從井壁出出氣口(氣龕龕)噴出壓縮縮空氣,在井井壁周圍形成成空氣幕,使使周圍土質(zhì)松松動或液化,,減小摩阻力力。

基本構(gòu)成成出氣口(氣龕龕);井壁內(nèi)預(yù)埋管管;風(fēng)壓機(jī);風(fēng)包;地面風(fēng)管。

施工工藝藝出氣孔(φ1mm)設(shè)置在氣龕龕內(nèi)(150mm×50mm);平均1.0~1.6m2設(shè)置一個(gè)氣龕龕;刃腳以上3米范圍內(nèi)不設(shè)設(shè)氣龕;風(fēng)壓應(yīng)大于最最深噴氣孔的的水壓力+管路損耗,一一般按最深孔理論水壓的的1.4~1.6倍??;停氣時(shí)自下而而上進(jìn)行,緩緩慢降壓。

適用條件件——地下水位較高高的細(xì)、粉砂砂類土及粘土土層。

優(yōu)點(diǎn)(主主跨1385m懸索結(jié)構(gòu)的江江陰長江大橋橋主塔北錨碇碇特大基礎(chǔ)采采用空氣幕沉沉井)設(shè)備簡單;沉井下沉控制制容易;可在水下施工工;下沉到位后,,摩阻力較易易恢復(fù)。4.沉井作為整體體深基礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計(jì)和計(jì)算沉井的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算內(nèi)容使用期作為基基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算施工期沉井的的結(jié)構(gòu)計(jì)算沉井基礎(chǔ)的尺尺寸擬定根據(jù)墩臺尺寸寸擬定沉井的的平面尺寸類似于剛性擴(kuò)擴(kuò)大基礎(chǔ)的平平面尺寸擬定定方法。襟邊≥沉井全全高的1/50,且≥200mm;浮式沉井另加加200mm;沉井頂部設(shè)置置圍堰,襟邊邊寬度滿足安安裝墩臺身模模板要求。根據(jù)地基容許許承載力確定定沉井平面尺尺寸(根據(jù)地地基容許承載載力確定基底底平面尺寸))。墩臺身盡可能能支承在井壁壁或頂蓋板的的支承面上;;矩形沉井的長長寬比≤3。沉井高度沉井頂面標(biāo)高高確定與擴(kuò)大大基礎(chǔ)頂面標(biāo)標(biāo)高確定要求求相同;沉井底面標(biāo)高高按地基持力力層確定。細(xì)部尺寸沉井細(xì)部尺寸寸按構(gòu)造要求求初擬尺寸,,并經(jīng)驗(yàn)算調(diào)調(diào)整。沉井作為整體體深基礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計(jì)與計(jì)算計(jì)算方法剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)計(jì)算方法適用條件——基礎(chǔ)埋深較淺淺,一般埋深深小于地面線線或最大沖刷刷線以下5.0m。計(jì)算假定——不考慮基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面土的橫向向抗力的影響響。驗(yàn)算內(nèi)容——驗(yàn)算地基承載載力;沉井基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性性與沉降。剛性深基礎(chǔ)計(jì)計(jì)算方法適用條件——基礎(chǔ)埋深較大大,一般埋深深大于地面線線或最大沖刷刷線以下5.0m,αh≤2.5(?)。計(jì)算假定土的水平向彈彈性抗力按““m”法考慮(水平平向地基系數(shù)數(shù)隨深度成比比例增大);;不考慮基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面的粘著力力和摩阻力((只考慮基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面土的水水平抗力);;基礎(chǔ)剛度無窮窮大,基礎(chǔ)本本身無撓曲變變形,只有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動。計(jì)算內(nèi)容水平力作用位位置計(jì)算水平力作用下下地基應(yīng)力的的計(jì)算應(yīng)力驗(yàn)算墩臺頂水平位位移計(jì)算非巖石地基上上剛性深基礎(chǔ)礎(chǔ)的計(jì)算計(jì)算基本原理理——疊加原理、等等效作用原理理。將比較復(fù)雜的的受力狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為兩種比比較簡單的受受力狀態(tài)的疊疊加作用(利利用剛體假定定);水平力和彎矩矩的作用等效效為一個(gè)水平平力的作用((為等效彎矩矩作用,改變變水平力作用用位置);簡化后作用在在沉井上的荷荷載為:中心作用荷載載N;等效水平荷載載H。等效水平力作作用位置計(jì)算算等效水平力距距基底的作用用高度:∑Mi——地面線或局部部沖刷線以上上所有水平力力、彎矩、偏偏心豎向力對對基礎(chǔ)底面形心心的總彎矩。(僅有豎向力力與水平力時(shí)時(shí):;;僅有中中心豎向力時(shí)時(shí):))等效水平力作作用下地基應(yīng)應(yīng)力的計(jì)算在水平力H的作用下,沉沉井繞位于地地面(或局部部沖刷線)以以下深度z0處的A點(diǎn)轉(zhuǎn)動ω角度,地面下下任意深度Z處基礎(chǔ)產(chǎn)生的的水平位移Δx、土的水平抗抗力pzx、基礎(chǔ)底面豎豎向土抗力pd/2分別用下式表表示:(二次拋物線線分布)(水平面上的的豎向地基系系數(shù)C0不變,C0不得小于10m0)以上計(jì)算式中中有2個(gè)未知量,即:z0、ω建立靜力平衡衡方程,解出出未知量z0、ω:bl——基礎(chǔ)計(jì)算寬度度(可以參照照第4章“m”法計(jì)算確定));W——基礎(chǔ)底面截面面模量。聯(lián)立求解后得得到:對O點(diǎn)取力矩上式中,β——深度h處沉井側(cè)面土土的水平向地地基系數(shù)Ch與沉井底面土土的豎向地基基系數(shù)的比值值:將求出的參數(shù)數(shù)Z0、ω相應(yīng)表達(dá)式中中,可求得地地基應(yīng)力計(jì)算算式:應(yīng)力驗(yàn)算基底應(yīng)力驗(yàn)算算基底應(yīng)力驗(yàn)算算條件:[fa]h——沉井底面處土土的容許壓應(yīng)應(yīng)力(按淺基基礎(chǔ)P.32式(2-10)確定;考慮水平力H與豎向力N共同作用時(shí)的的壓應(yīng)力計(jì)算算:基礎(chǔ)側(cè)面水平平壓應(yīng)力驗(yàn)算算機(jī)理及計(jì)算假假定——因剛性基礎(chǔ)的的破壞就是周周圍土體的破破壞,假定達(dá)達(dá)到破壞時(shí)基基礎(chǔ)側(cè)面土體體達(dá)到極限平平衡狀態(tài),基基礎(chǔ)一側(cè)處于于主動土壓力力,另一側(cè)處處于被動土壓壓力,則任意意深度處基礎(chǔ)礎(chǔ)對土產(chǎn)生的的水平壓力((或稱土對基基礎(chǔ)作用的水水平土抗力)),應(yīng)小于相相應(yīng)深度處地地基土對基礎(chǔ)礎(chǔ)產(chǎn)生的凈土土壓力σZX(被動土壓力力pp和主動土壓力力pa之差即是基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面水平抗抗力極限值))?;A(chǔ)側(cè)面水平平壓應(yīng)力驗(yàn)算算pzx——任意深度z處基礎(chǔ)對土產(chǎn)產(chǎn)生的水平壓壓力,可按p.194式5-7)計(jì)算;pp-pa——基礎(chǔ)側(cè)面地基基土的水平抗抗力極限值。。考慮上部結(jié)構(gòu)構(gòu)類型不同及及荷載作用情情況不同的影影響,引入系系數(shù)η1、η2:η1:考慮上部結(jié)結(jié)構(gòu)形式的系系數(shù),靜定結(jié)結(jié)構(gòu)η1=1.0,超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)η1=0.7;η2:考慮結(jié)構(gòu)重重力在總荷載載中所占百分分比的系數(shù)::Mg:結(jié)構(gòu)重力對對基礎(chǔ)底面重重心產(chǎn)生的彎彎矩;M:全部荷載對基基礎(chǔ)底面重心心產(chǎn)生的總彎彎矩。根據(jù)朗肯土壓壓力理論,主主動及被動土土壓力:代入前式,可可以得到基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面水平壓壓應(yīng)力驗(yàn)算的的一般式:事實(shí)上,上式式兩側(cè)都是與與深度有關(guān)的的變量。根據(jù)測試,最最大水平應(yīng)力力位置大致在在z/3和z=h處,則可以根根據(jù)P.194式(5-7)計(jì)算出該深深度處的基礎(chǔ)礎(chǔ)對土產(chǎn)生的的水平壓力,,同時(shí)利利用上式確定定該深度處的的基礎(chǔ)側(cè)面水水平抗力極限限值,則可以以對該深度處處的基礎(chǔ)側(cè)面面水平壓應(yīng)力力進(jìn)行驗(yàn)算::基礎(chǔ)截面彎矩矩計(jì)算因需要驗(yàn)算沉沉井截面強(qiáng)度度并配筋,要要算出地面或或最大沖刷線線以下深度Z處截面上的彎彎矩:墩臺頂水平位位移計(jì)算與校校核墩臺頂?shù)乃狡轿灰疲篽0——地面至墩臺頂頂?shù)母叨?;?——在h0范圍墩臺身彈彈性撓曲變形形引起在墩臺臺頂?shù)乃轿晃灰啤R话戕D(zhuǎn)角ω很小,用ω代替tanω影響不大。同同時(shí),基礎(chǔ)實(shí)實(shí)際剛度并非非無窮大,考考慮基礎(chǔ)實(shí)際際剛度對地面面處水平位移移及對地面處處轉(zhuǎn)角的影響響,用系數(shù)K1、K2表示(見p.170表5-1):L——相鄰跨中最小小跨的跨度,,L<25m時(shí),按25m計(jì)算?;浊度霂r基基內(nèi)的剛性深深基礎(chǔ)的計(jì)算算計(jì)算要點(diǎn)基底嵌入巖基基,基底無水水平位移,基基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動中心心與基底中心心重合:z0=h;基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動時(shí),,基底嵌入巖巖基處基底巖巖基對基礎(chǔ)作作用有水平力力P,由于力臂很很小(嵌入深深度不大),,其對基礎(chǔ)底底面的彎矩可可忽略,但要要驗(yàn)算在P作用下嵌固處處基礎(chǔ)的抗剪剪強(qiáng)度。水平力H作用下的地基基應(yīng)力計(jì)算因只有一個(gè)未未知量ω,只要建立一一個(gè)靜力平衡衡方程:解得:其中,由此可得:應(yīng)力驗(yàn)算基底應(yīng)力驗(yàn)算算基底邊緣處的的應(yīng)力:基礎(chǔ)側(cè)面水平平壓應(yīng)力驗(yàn)算算出現(xiàn)最大水平平壓應(yīng)力的位位置在h/2處,根據(jù)前述述同樣概念,,基礎(chǔ)側(cè)面水水平壓應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算式:基礎(chǔ)截面彎矩矩計(jì)算地面以下Z深度處基礎(chǔ)截截面上的彎矩矩:嵌固處水平力力P的計(jì)算根據(jù)靜力平衡衡條件ΣX=0的條件,可求求得基底嵌固固處水平阻力力P:墩臺頂面水平平位移4.沉井施工過程程中的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算沉井在施工過過程中,會受受到不同荷載載并處于不同同的工作狀態(tài)態(tài),沉井的結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)滿滿足不同施工工階段的最不不利荷載下的的受力要求。。沉井自重下沉沉驗(yàn)算校核方法一般情況下,,為使沉井順順利下沉,沉沉井自重下沉沉的重量>土土對井壁的摩摩阻力:Q>TQ——沉井自重(kN),如不排水水下沉,扣除除水的浮力;;T——土對井壁的總總摩阻力,T=Σfihiui,土對井壁產(chǎn)產(chǎn)生的單位面面積摩阻力,,如無實(shí)測資資料,可按下下表確定。土的名稱摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)土的名稱摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)可塑~軟塑粘性土10~20砂卵石18~30硬塑粘性土25~50砂礫石15~20砂類土12~25軟土12~18泥漿套3~5井壁與土體間間的摩阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值fi助沉措施增大壁厚或調(diào)調(diào)整取土井尺尺寸;改用排水下沉沉;增加附加荷載載;射水助沉;泥漿潤滑或壁壁后壓氣等。。底節(jié)沉井的豎豎向撓曲驗(yàn)算算底節(jié)沉井在抽抽出墊木下沉沉過程中,可可按承受自重重作用的梁計(jì)計(jì)算井壁內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生的豎向撓撓曲應(yīng)力并進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度校核核。抽出墊木設(shè)置置支承點(diǎn)時(shí),,可按底節(jié)沉沉井受力最有有利的位置設(shè)設(shè)置,使底節(jié)節(jié)沉井在支承承點(diǎn)處產(chǎn)生的的負(fù)彎矩與跨跨中產(chǎn)生的正正彎矩基本相相等。沉井下下沉過程中支支承點(diǎn)的設(shè)置置與排水與不不排水條件有有關(guān)。排水下沉排水下沉挖土土可人為控制制,沉井支承承點(diǎn)始終可以以控制在最有有利的位置,,布置原則如如下:沉井長寬比>>1.5,支承點(diǎn)設(shè)在在長邊,支承承點(diǎn)間距0.7L,驗(yàn)算井壁頂頂部與下部彎彎曲抗拉強(qiáng)度度;圓形沉井支承承在相互垂直直直徑的4個(gè)支點(diǎn)上。不排水下沉水下挖土無法法控制,可按按最不利布置置確定支承點(diǎn)點(diǎn)并進(jìn)行驗(yàn)算算:產(chǎn)生最大正彎彎矩——支承在矩形的的短邊角點(diǎn)((按簡支梁計(jì)計(jì)算跨中內(nèi)力力及抗裂);;產(chǎn)生最大負(fù)彎彎矩——支承在矩形的的長邊中點(diǎn)((按懸臂梁計(jì)計(jì)算支點(diǎn)內(nèi)力力及抗裂);;產(chǎn)生最大負(fù)彎彎矩——圓形沉井支承承在直徑上兩兩個(gè)支點(diǎn)上((按圓環(huán)梁計(jì)計(jì)算內(nèi)力及抗抗裂)。沉井刃腳受力力計(jì)算沉井刃腳在沉沉井下沉過程程中,有時(shí)切切入土中,有有時(shí)懸空,是是沉井受力最最大、最復(fù)雜雜的部分。簡化方法將刃腳承擔(dān)的的荷載分解為為分別由豎直直的懸臂梁承承擔(dān)和由刃腳腳構(gòu)成的水平平框架承擔(dān)兩兩個(gè)部分。計(jì)計(jì)算時(shí),首先先進(jìn)行水平力力的分配,再再分別按懸臂臂梁及水平框框架模式進(jìn)行行內(nèi)力及配筋筋計(jì)算。刃腳計(jì)算中的的水平力分配配作用在刃腳外外側(cè)水平力,,由刃腳的懸懸臂作用和水水平框架作用用共同承擔(dān),,外側(cè)水平力力要進(jìn)行分配配。豎直方向刃腳豎直方向向視為懸臂梁梁,懸臂長度度等于刃腳斜斜面部分高度度。當(dāng)隔墻的的底面距刃腳腳底面為500mm,或大于500mm而有垂直埂肋肋時(shí),作用于于懸臂部分的的水平荷載應(yīng)應(yīng)乘以懸臂作作用折減系數(shù)數(shù)α(刃腳懸臂作作用的分配系系數(shù)):L1——支承在隔墻間間的井壁最大大計(jì)算跨度;;hk——刃腳斜面部分分高度。水平方向刃腳在水平方方向視為閉合合框架,當(dāng)滿滿足上述同樣樣要求,隔墻墻參與閉合框框架作用,作作用于閉合框框架部分的水水平荷載應(yīng)乘乘以框架作用用折減系數(shù)β(閉合框架作作用的分配系系數(shù)):L2——支承在隔墻間間的井壁最小小計(jì)算跨度。。分配條件當(dāng)隔墻底面與與刃腳底面的的距離不滿足足上述要求時(shí)時(shí),則不考慮慮分配,全部部外側(cè)水平力力由固定于井井壁下部的懸懸臂梁承擔(dān),,即α=1.0。刃腳不再起起水平框架作作用,但仍按按構(gòu)造要求布布置水平配筋筋,使其能承承受一定的正正、負(fù)彎矩。。經(jīng)過分配后,,可以將刃腳腳受力情況按按豎向、橫向向兩個(gè)方向進(jìn)進(jìn)行計(jì)算。刃腳豎向內(nèi)力力計(jì)算一般取單寬懸懸臂梁進(jìn)行受受力分析,懸懸臂固定于井井壁下部,梁梁的跨度即是是刃腳高度。。刃腳向外撓曲曲計(jì)算最不利狀態(tài)——沉井下沉、刃刃腳內(nèi)側(cè)切入入土中約1.0m,在地面已接接高一節(jié)沉井井,刃腳受井井孔內(nèi)土體的的側(cè)向土壓力力作用,在根根部產(chǎn)生向外外的最大彎矩矩。θa1hk刃腳所受各力力刃腳外側(cè)的主主動土壓力及及水壓力;土對刃腳外側(cè)側(cè)摩阻力;刃腳下土的抵抵抗力;刃腳自重。各力的計(jì)算刃腳外側(cè)單位位寬度上的土土壓力及水壓壓力計(jì)算土壓力:水壓力:刃腳外側(cè)土壓壓力及水壓力力的合力:作用位置:為不使計(jì)算的的土壓力與水水壓力過大((偏于不安全全),《公橋基規(guī)》規(guī)定:作用于于井壁外側(cè)的的計(jì)算土壓力力與水壓力的的合力不大于于靜水壓力的的70%,否則按靜水水壓力的70%計(jì)算。刃腳外側(cè)單位位寬度上的摩摩阻力計(jì)算按以下2式計(jì)算,按最最不利原則取取其較大者::(?)hk——刃腳斜面部分分高度;τ——土與井壁間單單位面積上的的摩阻力;E——刃腳外側(cè)單位位寬度總主動動土壓力,刃腳下土的抵抵抗力計(jì)算刃腳下單位寬寬度承受的豎豎向反力:q——單位寬度井壁壁自重,不排排水施工時(shí)扣扣除浮力;T’——沉井入土部分分單位寬度上上的總摩阻力力,可以下2式計(jì)算并取較較小者:(?)E’——沉井入土部分分單位寬度上上總主動土壓壓力。為計(jì)算確定刃刃腳底反力作作用在斜面上上的水平分力力H及作用位置,,令:R=v1+v2(R為已知)v1——作用在刃腳踏踏面上的豎向向反力,按均均勻分布考慮慮,v2——作用在刃腳斜斜面上的豎向向分力(水平平分力H),按三角形形分布考慮,,b2——刃腳切入土中中1.0m時(shí)刃腳斜面的的水平投影長長度,根據(jù)上述關(guān)系系:聯(lián)立上述2式,可以求得得v1、v2的計(jì)算表達(dá)式式:根據(jù)豎向分力力v2與水平分力H的關(guān)系:δ2——土與刃腳斜面面間的外摩擦擦角,通??煽梢匀。海ㄍ镣恋膬?nèi)摩擦角角)水平分力同樣樣按三角形分分布考慮,H的作用點(diǎn)位于于地面與刃腳腳底面間離刃刃腳底面1/3處。刃腳自重計(jì)算算根據(jù)幾何關(guān)系系:刃腳自重g的作用點(diǎn)距刃刃腳根部中心心軸的距離::刃腳根部中心心軸處的內(nèi)力力計(jì)算注意點(diǎn):作用在刃腳部部分的各水平平力均應(yīng)按分分配系數(shù)α進(jìn)行折減;注意各力的正正負(fù)方向,并并在相應(yīng)的計(jì)計(jì)算公式里體體現(xiàn);對刃腳根部進(jìn)進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算與配配筋計(jì)算;一般刃腳的鋼鋼筋配筋率≥≥0.1%;懸臂部分刃腳腳的豎直鋼筋筋應(yīng)伸入根部部以上0.5L1(L1:支承于隔墻墻間的井壁最最大計(jì)算跨度度)。刃腳向內(nèi)撓曲曲計(jì)算最不利狀態(tài)——沉井下沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高,刃刃腳踏面下的的土已挖空而而尚未澆筑封封底混凝土,,此時(shí)刃腳外外側(cè)作用最大大土壓力和水水壓力,產(chǎn)生生向內(nèi)彎曲的的最大彎矩。。作用荷載刃腳外側(cè)主動動土壓力、水水壓力;土對刃腳外側(cè)側(cè)的摩阻力;;刃腳自重。T1荷載計(jì)算刃腳外側(cè)單位位寬度井壁上上的主動土壓壓力及水壓力力、刃腳自重重的計(jì)算方法法與前面相同同;水壓力計(jì)算::不排水下沉——井壁外側(cè)水壓壓力值按100%計(jì)算,內(nèi)側(cè)水水壓力值按50%計(jì)算,或按施施工中可能出出現(xiàn)的水位差差計(jì)算。排水下沉——在不透水土中中,按靜水壓壓力的70%計(jì)算;在透水性土中中,按靜水壓壓力的100%計(jì)算。計(jì)算所得的水水平力均按分分配系數(shù)α進(jìn)行折減;作用在刃腳外外側(cè)單位寬度度的摩阻力,,仍按以下2式計(jì)算,但取取其較小者::刃腳根部中心心軸處的內(nèi)力力計(jì)算——按上述相同方方法求出刃腳腳根部的內(nèi)力力,并進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算與配配筋計(jì)算,同同樣需要滿足足刃腳的最小小配筋率0.1%,懸臂部分刃刃腳的豎直鋼鋼筋應(yīng)伸入根根部以上0.5L1的條件。刃腳水平內(nèi)力力計(jì)算最不利狀態(tài)——沉井下沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高,刃刃腳踏面下的的土已挖空,,尚未澆筑封封底混凝土。。工作狀態(tài)——封閉的水平框框架,承受最最大的水平均均布荷載。荷載分配——在將刃腳作為為單位寬度的的懸臂梁計(jì)算算時(shí),已考慮慮了水平力懸懸臂折減系數(shù)數(shù)α,則作用于水水平框架上的的水平力應(yīng)乘乘以折減系數(shù)數(shù)β,以此作為水水平框架上的的外力,求出出框架的彎矩矩及軸向內(nèi)力力,并計(jì)算框框架的水平鋼鋼筋用量。水平框架計(jì)算圖內(nèi)力計(jì)算——關(guān)于框架的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算,可可以利用各種種計(jì)算手冊進(jìn)進(jìn)行計(jì)算,沉沉井常見的框框架形式有單單孔矩形框架架、單孔圓端端形框架、雙雙孔矩形框架架、雙孔圓端端形框架、圓圓形沉井的內(nèi)內(nèi)力計(jì)算公式式。計(jì)算出內(nèi)內(nèi)力M、N、Q后,可根據(jù)內(nèi)內(nèi)力計(jì)算刃腳腳的水平鋼筋筋。當(dāng)框架跨跨度很小,水水平鋼筋可不不必按正負(fù)彎彎矩進(jìn)行彎起起,而按正負(fù)負(fù)彎矩的需要要布置成內(nèi)外外兩圈鋼筋。。井壁受力計(jì)算算豎向驗(yàn)算;水平向驗(yàn)算。。井壁豎向拉力力驗(yàn)算沉井井下下沉沉過過程程中中,,刃刃腳腳下下已已挖挖空空,,而而上上層層土土摩摩阻阻力力較較大大,,沉沉井井處處于于懸懸吊吊狀狀態(tài)態(tài),,在在下下部部沉沉井井自自重重作作用用下下井井壁壁處處于于受受拉拉狀狀態(tài)態(tài)。。此此時(shí)時(shí),,需需要要驗(yàn)驗(yàn)算算的的內(nèi)內(nèi)容容包包括括::井壁壁的的豎豎向向拉拉力力,,并并據(jù)據(jù)此此配配置置井井壁壁受受拉拉鋼鋼筋筋;;沉井井分分節(jié)節(jié)之之間間的的錨錨固固鋼鋼筋筋。。上層層土土比比較較堅(jiān)堅(jiān)硬硬,,摩摩阻阻力力較較大大。。沉沉井井最最大大拉拉力力Smax發(fā)生生在在硬硬土土層層與與軟軟土土層層的的界界面面處處::Q’’max———硬土土與與軟軟土土交交界界面面處處以以下下部部分分沉沉井井的的最最大大重重力力;;T’’———土層層界界面面處處以以下下井井壁壁與與土土之之間間的的摩摩阻阻力力。。根據(jù)據(jù)地地質(zhì)質(zhì)條條件件可可以以明明確確判判斷斷軟軟硬硬土土層層的的位位置置沉井井周周圍圍土土質(zhì)質(zhì)比比較較均均勻勻不能能明明確確判判斷斷產(chǎn)產(chǎn)生生最最大大摩摩阻阻力力的的土土層層位位置置,,可可近近似似假假定定井井壁壁上上的的摩摩阻阻力力沿沿井井壁壁為為倒倒三三角角形形分分布布。。地地面面處處摩摩阻阻力力最最大大,,刃刃腳腳底底面面處處為為0。按圖圖示示計(jì)計(jì)算算模模式式::距刃刃腳腳底底面面x處井井壁壁的的拉拉力力::由,,得得到到::代入入前前式式可可求求得得::強(qiáng)度度驗(yàn)驗(yàn)算算與與配配筋筋計(jì)計(jì)算算根據(jù)據(jù)求求得得的的Smax可以以驗(yàn)驗(yàn)算算井井壁壁是是否否需需要要設(shè)設(shè)豎豎向向受受拉拉鋼鋼筋筋;;對于于不不排排水水下下沉沉,,由由于于浮浮力力的的存存在在,,井井壁壁受受到到的的豎豎向向拉拉力力很很小小,,可可不不進(jìn)進(jìn)行行此此項(xiàng)項(xiàng)驗(yàn)驗(yàn)算算;;沉井井分分節(jié)節(jié)處處拉拉力力全全由由鋼鋼筋筋承承擔(dān)擔(dān),,鋼鋼筋筋抗抗拉拉安安全全系系數(shù)數(shù)1.25,同同時(shí)時(shí)驗(yàn)驗(yàn)算算鋼鋼筋筋的的錨錨固固長長度度。。井壁壁水水平平內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算最不不利利狀狀態(tài)態(tài)———沉井井沉沉至至設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)標(biāo)高高,,刃刃腳腳下下土土已已挖挖空空尚尚未未封封底底。。計(jì)算算圖圖式式———與刃刃腳腳水水平平方方向向內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算相相同同,,按按平平面面封封閉閉框框架架計(jì)計(jì)算算內(nèi)內(nèi)力力,,但但井井壁壁上上的的土土壓壓力力與與水水壓壓力力計(jì)計(jì)算算,,不不考考慮慮折折減減系系數(shù)數(shù)。。計(jì)算算荷荷載載土壓壓力力;;水壓壓力力;;刃腳腳作作為為懸懸臂臂作作用用((向向內(nèi)內(nèi)撓撓曲曲)),,通通過過刃刃腳腳固固端端傳傳來來的的水平平剪剪力力。。計(jì)算算方方法法———選取取刃刃腳腳根根部部以以上上、、厚厚度度為為λ的水水平平框框架架,,計(jì)計(jì)算算在在周周圍圍均均布布荷荷載載作作用用下下框框架架內(nèi)內(nèi)力力與與配配筋筋。。注意意點(diǎn)點(diǎn)::分節(jié)節(jié)澆澆筑筑,,且且各各節(jié)節(jié)井井壁壁厚厚度度不不同同,,在在各各變變截截面面處處((井井壁壁厚厚度度變變化化最最下下端端處處))取取單單位位高高度度1.0m的水水平平框框架架計(jì)計(jì)算算,,控控制制該該厚厚度度井井壁壁受受力力,,各各水水平平力力不不乘乘以以折折減減系系數(shù)數(shù)((分分配配系系數(shù)數(shù)));;采用用泥泥漿漿潤潤滑滑套套下下沉沉的的沉沉井井,,泥泥漿漿壓壓力力要要大大于于土土壓壓力力和和水水壓壓力力,,井井壁壁壓壓力力按按泥泥漿漿壓壓力力計(jì)計(jì)算算((泥泥漿漿容容重重乘乘以以泥泥漿漿高高度度));;采用用空空氣氣幕幕下下沉沉的的沉沉井井,,井井壁壁壓壓力力與與普普通通沉沉井井的的計(jì)計(jì)算算相相同同。。內(nèi)隔隔墻墻的的計(jì)計(jì)算算———主要要驗(yàn)驗(yàn)算算底底節(jié)節(jié)沉沉井井的的內(nèi)內(nèi)隔隔墻墻,,依依據(jù)據(jù)內(nèi)內(nèi)隔隔墻墻與與井井壁壁的的相相對對剛剛度度確確定定內(nèi)內(nèi)隔隔墻墻與與井井壁壁的的連連接接。。最不不利利狀狀態(tài)態(tài)———隔墻墻下下土土已已挖挖空空。。作用用荷荷載載隔墻墻自自重重;;澆筑筑第第2節(jié)沉沉井井時(shí)時(shí)內(nèi)內(nèi)隔隔墻墻混混凝凝土土的的重重力力作作用用;;刃腳腳懸懸臂臂作作用用((向向外外撓撓曲曲))對對隔隔墻墻產(chǎn)產(chǎn)生生的的附附加加彎彎矩矩((排排水水下下沉沉的的沉沉井井一一般般隔隔墻墻開開有有過過人人孔孔,,減減弱弱了了隔隔墻墻的的截截面面的的抗抗彎彎能能力力)),,引引起起隔隔墻墻下下緣緣拉拉力力而而使使隔隔墻墻下下緣緣開開裂裂。。計(jì)算算模模式式兩端端鉸鉸支支梁梁計(jì)計(jì)算算模模式式———隔墻墻厚厚度度t2<<<井井壁壁厚厚度度t1,兩兩者者剛剛度度((t23/l2∶t13/l1)相相差差很很大大,,將將隔隔墻墻視視為為兩兩端端鉸鉸支支于于井井壁壁上上的的梁梁;;兩端端固固接接梁梁計(jì)計(jì)算算模模式式———隔墻墻厚厚度度t2與井井壁壁厚厚度度t1比較較接接近近,,兩兩者者剛剛度度相相差差不不大大,,將將隔隔墻墻視視為為兩兩端端固固接接于于井井壁壁上上的的梁梁。。隔墻計(jì)算圖式混凝凝土土封封底底及及頂頂蓋蓋的的計(jì)計(jì)算算封底底混混凝凝土土計(jì)計(jì)算算計(jì)算算原原則則———根據(jù)據(jù)基基底底反反力力條條件件驗(yàn)驗(yàn)算算封封底底混混凝凝土土的的厚厚度度。。作用用荷荷載載施工工階階段段———沉井井自自重重作作用用產(chǎn)產(chǎn)生生的的基基底底反反力力、、浮浮托托力力((不不排排水水施施工工時(shí)時(shí)可可以以不不考考慮慮));;使用用階階段段———井孔孔內(nèi)內(nèi)不不填填塞塞時(shí)時(shí),,按按使使用用階階段段基基礎(chǔ)礎(chǔ)承承受受的的最最大大設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)反反力力驗(yàn)驗(yàn)算算封封底底層層厚厚度度((有有其其他他填填塞塞物物,,如如水水、、砂砂石石時(shí)時(shí),,可可計(jì)計(jì)入入其其對對封封底底混混凝凝土土的的壓壓重重作作用用))。。計(jì)算算圖圖式式支承承在在凹凹槽槽或或隔隔墻墻底底面面刃刃腳腳斜斜面面上上的的周周邊邊支支承承雙雙向向板板,,承承受受均均布布荷荷載載作作用用;;沿井孔孔刃腳腳斜面面高度度截面面上的的抗剪剪強(qiáng)度度。驗(yàn)算方方法按雙向向板((矩形形或圓圓端形形)或或圓板板(圓圓形))進(jìn)行行厚度度驗(yàn)算算——周邊支支承雙雙向板板承受受均布布荷載載時(shí)的的最大大彎矩矩按下下表計(jì)計(jì)算,,底板板與井井壁的的連接接一般般按簡簡支考考慮,,當(dāng)?shù)椎装迮c與井壁壁有可可靠連連接時(shí)時(shí)(如如預(yù)埋埋連接接鋼筋筋)也也可按按彈性性固定定考慮慮:最終,,封底底混凝凝土底底板的的厚度度應(yīng)按按上述述兩種種方法法計(jì)算算并取取其控控制情情況確確定底底板厚厚度。。上表中中彎矩矩系數(shù)數(shù)是按按泊桑桑比μ=0的理想想材料料計(jì)算算得到到,而而實(shí)際際混凝凝土和和鋼筋筋混凝凝土的的泊桑桑比μ=1/6,則實(shí)實(shí)際的的彎矩矩計(jì)算算式::周邊支支承的的圓形形板在在均布布荷載載作用用下,,板中中心點(diǎn)點(diǎn)的彎彎矩::d——圓板計(jì)計(jì)算直直徑((取刃刃腳斜斜面一一半計(jì)計(jì))。。求出彎彎矩后后,封封底混混凝土土厚度度的驗(yàn)驗(yàn)算::γsi——荷載安安全系系數(shù),,γsi=1.1;γm——材料安安全系系數(shù),,γm=2.31;b——計(jì)算寬寬度,,b=1.0m;Rwj——混凝土土彎曲曲抗拉拉極限限強(qiáng)度度。為簡化化計(jì)算算,也也可采采用板板樁封封底驗(yàn)驗(yàn)算公公式((2-29)進(jìn)行行初步步估算算。沿井孔孔刃腳腳斜面面高度度截面面上的的抗剪剪強(qiáng)度度考慮在在井孔孔范圍圍內(nèi)封封底混混凝土土沿刃刃腳斜斜面高高度截截面上上的剪剪力驗(yàn)驗(yàn)算,,如剪剪應(yīng)力力不滿滿足底底板的的抗剪剪強(qiáng)度度,應(yīng)應(yīng)增大大底板板厚度度。沉井頂頂蓋板板計(jì)算算計(jì)算圖圖式——支承在在井壁壁與隔隔墻上上的雙雙向板板或圓圓板。。計(jì)算情情況墩身底底面較較大,,部分分支承承在井井壁上上,頂頂蓋板板只承承受澆澆注墩墩身混混凝土土的均均布荷荷載來來計(jì)算算板的的內(nèi)力力,但但不需需要進(jìn)進(jìn)行蓋蓋板的的剪力力驗(yàn)算算。對對于墩墩身則則應(yīng)驗(yàn)驗(yàn)算承承受全全部最最不利利荷載載作用用下支支承墩墩身的的井壁壁和隔隔墻的的抗壓壓強(qiáng)度度。墩身全全部位位于井井孔范范圍以以內(nèi),,除按按上面面的情情況計(jì)計(jì)算外外,尚尚應(yīng)按按最不不利荷荷載作作用驗(yàn)驗(yàn)算墩墩身邊邊緣處處的抗抗剪強(qiáng)強(qiáng)度。。浮運(yùn)沉沉井的的計(jì)算算要點(diǎn)點(diǎn)簿壁浮浮運(yùn)沉沉井作作為浮浮體,,在浮浮運(yùn)過過程中中的穩(wěn)穩(wěn)定性性,是是沉井井安全全施工工的必必要條條件。。浮運(yùn)沉沉井穩(wěn)穩(wěn)定性性驗(yàn)算算浮運(yùn)沉沉井在在浮運(yùn)運(yùn)階段段及就就位接接高下

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