T沉井的構(gòu)造與適用范圍講義

沉井的構(gòu)造與適用范圍

在修建負(fù)荷較大的建筑物時(shí)，其基礎(chǔ)要坐落在堅(jiān)固、有足夠承載能力的土層上，當(dāng)這類土層距地表面較深（8m～30m），天然基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)都受水文地質(zhì)條件限制時(shí)，常采用沉井基礎(chǔ)。沉井是橋梁墩（臺(tái)）深基礎(chǔ)的一種常用類型。橋墩沉井基礎(chǔ)示意圖沉井在下沉過程中，坑壁不需設(shè)臨時(shí)支撐和防水圍堰。如果沉井所穿過的土層允許排水開挖下沉，則沉井的埋置深度很容易達(dá)到，其垂直度亦好控制。如果遇到飽和水分土層時(shí)，排水開挖會(huì)出現(xiàn)翻砂現(xiàn)象，往往造成沉井歪斜。如果遇到孤石、倒木、溶洞及堅(jiān)硬的障礙物時(shí)，需做特殊處理。

沉井是基礎(chǔ)的組成部分之一，具有設(shè)計(jì)需要的壁厚和垂直隔墻，為上下開口的筒形結(jié)構(gòu)物，通常用混凝土或鋼筋混凝上制成。底節(jié)沉井一般是在河床或?yàn)┑刂u上建造的，特殊情況可采用浮式沉井，在其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，抽除刃腳墊木，對(duì)稱、均勻地挖去井內(nèi)土，通過取上井孔運(yùn)出井外棄之。隨著井內(nèi)土面逐漸下降，沉井在自重的作用下，克服刃腳土的支承力和外井壁與土的摩阻力而下沉。此時(shí)的井壁起著支撐坑壁土不內(nèi)塌的作用。沉井的全部高度是依據(jù)施工條件，分成若干節(jié)制成的。當(dāng)?shù)谝还?jié)沉井沉到適當(dāng)位置后，在其上接高第二節(jié)沉井，然后再繼續(xù)下沉。就這樣接高、下沉、再接高、再下沉，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，清理基底后進(jìn)行封底、填充和澆筑頂蓋板。一、適用范圍當(dāng)天然基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)受水文、地質(zhì)條件限制施工困難時(shí)，可采用沉井基礎(chǔ)，沉井基礎(chǔ)尤其適用于豎向和橫向承載力大的深基礎(chǔ)。（一）沉井種類1．按制造情況可分為：(1）就地澆筑下沉沉井：多采用混凝土或鋼筋混凝土沉井，筑島立模澆筑混凝土后，就地挖土下沉。(2)浮式沉井：多為鋼殼井壁，亦有空腔鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井、鋼筋混凝土薄壁沉井，是在岸上制造成型，通過滑道等方法下水浮運(yùn)到位。還有的在船上制作成型，采用一整套吊裝設(shè)備，使其浮運(yùn)到位，用沉船的方法使其入水下沉。2．按其豎向剖面形狀可分為：①柱形；②錐形；③階梯形

3．按橫截面形狀可分為：①圓形；②矩形；③圓端形(l)圓形沉井：在下沉過程中垂直度和中線較易控制，較其他形狀沉井更能保證刃腳均勻作用在支承的土層上。在土壓力作用下，井壁只受軸向壓力，便于機(jī)械取土作業(yè)，但它只適用于圓形或接近正方形截面的墩（臺(tái)）。(2)矩形沉井：符合大多數(shù)墩（臺(tái)）的平面形狀，能更好地利用地基承載力，但四角處有較集中的應(yīng)力存在，且四角處土不易被挖除，井腳不能均勻地接觸承載土層。在側(cè)壓力作用下，井壁受較大的撓曲應(yīng)力，長寬比愈大其撓曲應(yīng)力亦愈大，通常要在沉井內(nèi)設(shè)隔墻支撐，以增加剛度，改善受力條件。(3)圓端形沉井：井壁受力比矩形沉井好，適宜圓端形橋墩，能充分利用基礎(chǔ)圬工。沉井制造時(shí)較圓形和矩形沉井復(fù)雜。其它異型沉井，如橢圓形、棱形等，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)工藝和施工條件而定。二、沉沉井構(gòu)構(gòu)造1．外井井壁為減小小沉井井下沉沉?xí)r的的摩阻阻力，，沉井井壁外外側(cè)也也可做做成1%～2%向內(nèi)斜斜坡。。為了了方便便沉井井接高高，多多數(shù)沉沉井都都做成成階梯梯形，，臺(tái)階階設(shè)在在每節(jié)節(jié)沉井井的接接縫處處，錯(cuò)錯(cuò)臺(tái)的的寬度度約為為5cm～20cm，井壁壁厚度度多為為0.7m1.5m。沉井構(gòu)構(gòu)造示示意圖圖1一外井井壁；；2一刃腳腳；3-隔墻；；4一井孔孔（取取上通通道））；5一預(yù)埋埋沖刷刷管:6一頂蓋蓋板；；7一凹槽槽；8一封底底混凝凝土2．刃腳腳沉井外外壁刃刃腳是是根據(jù)據(jù)所穿穿過土土層的的密實(shí)實(shí)程度度和單單位長長度上上土作作用反反力的的大小小，以以切人人土中中而不不受損損壞來來選擇擇的。。刃腳腳踏面面寬度度一般般采用用10cm-20cm，刃腳腳的斜斜坡度度。應(yīng)應(yīng)大于于或等等于45。，刃刃腳的的高度度多為為0.7m-2.0m，視其其井壁壁厚度度而定定。沉沉井下下沉深深度較較深，，需要要穿過過堅(jiān)硬硬上層層或到到巖層層時(shí)，，可用用型鋼鋼制成成的鋼鋼刃尖尖刃腳腳，（（見圖圖b）；沉沉井通通過緊緊密上上層時(shí)時(shí)可采采用鋼鋼筋加加固并并包以以角鋼鋼的刃刃腳，，見圖圖c）；地地質(zhì)構(gòu)構(gòu)造清清楚，，下沉沉過程程中不不會(huì)遇遇到障障礙時(shí)時(shí)可采采用普普通刃刃腳，，見圖圖a)。3．隔墻墻沉井隔隔墻系系大尺尺寸沉沉井的的分隔隔墻，，是沉沉井外外壁的的支撐撐。其其厚度度多為為0.8m～1.2m，底面面要高高出刃刃腳50cm以上，，避免免妨礙礙沉井井下沉沉。4．取土土井孔孔取上井井孔的的大小小視取取上方方法而而定，，最小小不小小于2.5m。平面面布局局是以以中心心線為為對(duì)稱稱軸。。5．預(yù)埋埋沖刷刷管沖刷管管同空空氣幕幕一樣樣是用用來助助沉的的，多多設(shè)在在井壁壁內(nèi)或或外側(cè)側(cè)處，，在下下沉深深度較較大、、沉井井自重重力小小一于于土的的摩阻阻力時(shí)時(shí)，或或所穿穿過的的土層層較堅(jiān)堅(jiān)硬時(shí)時(shí)采用用。射射水壓壓力視視土質(zhì)質(zhì)而定定。沖沖刷管管口徑徑為10mm～l2mm，每管管的排排水量量不小小于0.2m3/min,6．頂蓋蓋板頂蓋板板是傳傳遞沉沉井襟襟邊以以上荷荷載的的構(gòu)件件，不不填芯芯沉井井的沉沉井蓋蓋厚度度約為為1.5m~2.0m，其鋼鋼筋布布設(shè)應(yīng)應(yīng)按力力學(xué)計(jì)計(jì)算要要求的的條件件進(jìn)行行。7．凹槽槽凹槽是是為增增加封封底混混凝土土和沉沉井壁壁更好好地聯(lián)聯(lián)結(jié)而而設(shè)立立的。。8．封底底混凝凝土封底混混凝土土是傳傳遞墩