長安大學(xué)基礎(chǔ)工程第五章沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻

如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！沉井是一種井筒狀結(jié)構(gòu)物，是依靠在井內(nèi)挖士，借助井體自重及其它輔助措施而逐步下沉至預(yù)定設(shè)計(jì)標(biāo)高，最終形成的建筑物基礎(chǔ)的一種深基礎(chǔ)型式。占地面積小，不需要板樁圍護(hù)，與大開挖相比較，挖土量少，對(duì)鄰近建筑物的影響比較小，操作簡便，無需特殊的專業(yè)設(shè)備。近年來，沉井的施工技術(shù)和施工機(jī)械都有很大改沉井基礎(chǔ)的典型施工方法：觸變泥漿潤滑套法；壁后壓氣(空氣幕)法；鉆吸排土沉井施工技術(shù)；中心島式下沉3．巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深；采用擴(kuò)大基礎(chǔ)施工圍堰有困難時(shí)。一、沉井分類按材料分類：如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！混凝土、鋼筋混凝土、鋼、磚、石、木等二、沉井構(gòu)造。井壁是沉井的主要部分，應(yīng)有足夠的厚度與強(qiáng)對(duì)于薄壁沉井，應(yīng)采用觸變泥漿潤滑套、壁外噴問題，應(yīng)謹(jǐn)慎核算，并采取適當(dāng)、有效的措施。定的強(qiáng)度，以免在下沉過程中損壞。刃腳底的水平面稱為踏面，如圖4-4所示。刃腳的式樣應(yīng)根據(jù)沉井下沉?xí)r所穿越土層的軟硬程度和刃腳單位長度上的反力大小決定，沉井重、土質(zhì)根據(jù)使用和結(jié)構(gòu)上的需要，在沉井井筒內(nèi)設(shè)置內(nèi)隔墻。內(nèi)隔墻的主要作用是增加沉井在如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！薄一些。(一)筑島法(二)浮運(yùn)沉井施工如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！沉井內(nèi)設(shè)置的內(nèi)隔墻或縱橫隔墻或縱橫框架形成的格子稱作井孔，井孔尺寸應(yīng)滿足工藝當(dāng)沉井下沉深度大，穿過的土質(zhì)又較好，估計(jì)下沉?xí)a(chǎn)生困難時(shí)，可在井壁中預(yù)埋射水使用觸變泥漿潤滑套施工方法時(shí)，應(yīng)有預(yù)埋的壓射泥漿管路。當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)過技術(shù)檢驗(yàn)并對(duì)井底清理整平后，即可封底，以防止地下水板及井內(nèi)結(jié)構(gòu)。凹槽的高度應(yīng)根據(jù)底板厚度決定，主要為傳遞底板反力而采取的構(gòu)造措施。沉井基礎(chǔ)施工一般可分為旱地施工、水中筑島施工及浮運(yùn)沉井施工三種，現(xiàn)分別簡介如橋梁墩臺(tái)位于旱地時(shí)，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、充填井孔以及澆筑頂板。在這種情況下，一般較容易施工，工序如下：(一)整平場地(二)制造第一節(jié)沉井(三)拆模及抽墊(四)挖土下沉(五)接高沉井(六)筑井頂圍堰(七)地基檢驗(yàn)和處理(八)封底、充填井孔及澆筑頂蓋如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！(一)沉井發(fā)生傾斜和偏移土島表面松軟，使沉井下沉不均，河底土質(zhì)軟硬不勻；挖土不對(duì)稱；井內(nèi)發(fā)生流砂，沉井突然下沉，刃腳遇到障礙物頂住而未及時(shí)發(fā)現(xiàn)；并內(nèi)挖除的土堆壓在沉井外一側(cè)，沉水流將沉井一側(cè)土沖空等。在沉井高的一側(cè)集中挖土；在低的一側(cè)回填砂石；在沉井高的一側(cè)加重物或用高壓身水沖松土層；必要時(shí)可在沉井頂面施加水平力扶正。糾正沉井中心位置發(fā)生偏移的方法是先使沉井傾斜，然后均勻除土，使沉井底中心線下(二)沉井下沉困難增加沉井自重減小沉井外壁的摩阻力(一)泥漿潤滑套泥漿潤滑套是把配置的泥漿灌注在沉井井壁周圍，形成井壁與泥漿接觸。選用的泥漿配合比應(yīng)使泥漿性能具有良好的固壁性、觸變性和膠體穩(wěn)定性。一般采用的泥漿配合比(重量阻力(一般粘性土對(duì)井壁摩阻力為25~50kPa)，因而有提高沉井下沉的施工效率，減少井壁的圬土數(shù)量，加大了沉井的下沉深度，施工中沉井穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。泥漿潤滑套的構(gòu)造主要包括：射口擋板，地表圍圈及壓漿管。果一般較差。(二)壁后壓氣沉井法的氣管中噴射高壓氣流，氣流沿噴氣孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈壓氣層(又稱空氣與泥漿潤滑套相比，壁后壓氣沉井法在停氣后即可恢復(fù)土對(duì)井壁的摩阻力，下沉量易于如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！控制，且所需施工設(shè)備簡單，可以水下施工，經(jīng)濟(jì)效果好?，F(xiàn)認(rèn)為在一般條件下較泥漿潤滑套更為方便，它適用于細(xì)、粉砂類土的粘性土中。如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！。(一)非巖石地基上沉井基礎(chǔ)的計(jì)算HH先討論沉井在水平力H作用下的情況。由于水平力的作用，沉井將圍繞位于地面下Z0xzxAZ生的水平位移ΔxzxZZtg0=.C=C(ZZ)tgzxxzz0zz(kN/m4)。2如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！zz=mZ(ZZ)tgzx0從式中可見，土的橫各抗力沿深度為二次拋物線變化礎(chǔ)豎向位移圖相似。故=C6=Cdtgd01022Hjhbdz=HbmtgjhZ(ZZ)dZ=0zx100HhjhbZdZW=010zx1d2立解，可得Z=1Z=11tg1tg11式中：=h=，β為深度hCC00A1A1==Z(ZZ)zxAh0(二)基底嵌入基巖內(nèi)的計(jì)算方法max=N3Hd0式中A0為基礎(chǔ)底面積。離地面或最大沖刷線以下Z深度處基礎(chǔ)截面上的為z0zx111minAA若基底嵌入基巖內(nèi)，在水平力和豎直偏心荷載作用下，可以認(rèn)為基底不產(chǎn)生水平位移，基底邊緣處的豎向應(yīng)力為d2d22上述公式中只有一個(gè)未知數(shù)ω，故只需建立一個(gè)彎矩平衡方程便可解出ω值。A=0A解上式得10zx1d2tg=HmhDD=1D=1minAbDzxDh2基底邊緣處的應(yīng)力為NHd0jhbdZH01zx(三)墩臺(tái)頂面的水平位移基礎(chǔ)在水平力和力矩作用下,墩臺(tái)頂面會(huì)產(chǎn)生水平位移δ，它由地面處的水平位移Z0tg6=(ZK+Kh)o+601220或?qū)χС性趲r石地基上的墩臺(tái)頂面水平位移為1220(四)驗(yàn)算p22a22代入得如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！ h情況，并根據(jù)試驗(yàn)知道出現(xiàn)最大的橫向抗力大致在Z=和Z=h處，將考慮的這些值代入便3有下列不等式 hx12cosQ33 式中(式中(——相應(yīng)于Z=深度處的土橫向抗力；h33h332M算沉井結(jié)構(gòu)在施工過程中主要進(jìn)行下列驗(yàn)算。(一)沉井自重下沉驗(yàn)算為了使沉井能在自重下順利下沉，沉井重力(不排水下沉者應(yīng)扣除浮力)應(yīng)大于土對(duì)井QTQ——沉井自重(kN)；T——土對(duì)井壁的總摩阻力，T=xfhu，其中h、u為沉井穿過第i層土的iiiii厚度(m)和該段沉井的周長(m)，fi為第i層土對(duì)井壁單位面積的摩阻2iii4iii4當(dāng)不能滿足上式要求時(shí)，可選擇下列措施直至滿足要求：加大井壁厚度或調(diào)整取土井尺寸；如為不排水下沉者，則下沉到一定深度后可采用排水下沉；增加附加荷載或射水助沉；壁后壓氣法等措施。(二)第二節(jié)(底節(jié))沉井的豎向撓曲驗(yàn)算(三)沉井刃腳受力計(jì)算刃腳懸臂作用的分配系數(shù)為刃腳框架作用的分配系數(shù)為k2刃腳豎向受力情況一般截取單位寬度井壁來分析，把刃腳視為固定在井壁上的懸臂梁，(1)刃腳向外撓曲的內(nèi)力計(jì)算1)作用在刃腳外側(cè)單位寬度上的土壓力及水壓力的合力為h式中：p——作用在刃腳根部處的土壓力及水壓力強(qiáng)度之和；2222p——刃腳底面處的土壓力及水壓力強(qiáng)度之和。2222kh高度。kp——力的作用點(diǎn)(離刃腳根部的距離)為t=k.et=k.e3+w3e2+w2p+p地面下深度hi處刃腳承受的土壓力ei可按朗金主動(dòng)土壓辦公式計(jì)算，即如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！2)作用在刃腳外側(cè)單位寬度上的摩阻力Ti可按下列二式計(jì)算，并取其較小者1k或1E——刃腳外側(cè)總的主動(dòng)土壓力，即E=h(e+e)。2k323)刃腳下抵抗力的計(jì)算。刃腳下豎向反力R(取單位寬度)可按下式計(jì)算1212R的作用點(diǎn)距井壁外側(cè)的距離為R12213根據(jù)力的平衡條件，可知v=a(=aR=2a1R2v=2R22a+b12224)刃腳(單位寬度)自重g為g=h.y2kk如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！x1求出以上各力的數(shù)值、方向及作用點(diǎn)后，再算出各力對(duì)刃腳根部中心軸的變矩總和值0RHe+wTg0RHe+wTg.5L1 (L1為支承于隔墻間的井壁最大計(jì)算跨度)。(2)刃腳向內(nèi)撓曲的內(nèi)力計(jì)算計(jì)算刃腳向內(nèi)撓曲的最不利情況是沉井已下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，刃腳下的土已挖空而尚未澆刃腳水平向受力最不利的情況是沉井已下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高，刃腳下的土已挖空，尚未澆筑刃腳所受水平力乘以a，而作用于框架的水平力應(yīng)乘以分配系數(shù)式β后，其值作為水平框架(1)單孔矩形框架A點(diǎn)處的彎矩A24B處的彎矩B12C24軸向力1121222(2)單孔圓端形(3)雙孔矩形(4)雙孔圓端形(5)圓形沉井(四)井壁受力計(jì)算沉井在下沉過程中，刃腳下的土已被挖空，但沉井上部被摩擦力較大的土體夾住(這一下被拉斷的可能，因而應(yīng)驗(yàn)算井壁的豎向拉應(yīng)力。拉應(yīng)力的大小與井壁摩阻力分布圖有關(guān)，在判斷可能夾住沉井的土層不明顯時(shí)，可近似假定沿沉井高度成倒三角形分布。在地面處摩x由于由于T=T2Gxxhh2U離刃腳底x處井壁的拉力為S，其值為xxh2hh2dxhh2maxh2h2(2)42．井壁橫向受力計(jì)算(五)混凝土封底及頂蓋的計(jì)算計(jì)算封底混凝土厚度，可按下列兩種方法計(jì)算并取其控制者。(1)封底混凝土視為支承在凹槽或隔墻底面和刃腳上的底板，按周邊支承的雙向板(矩形或圓端形沉井)或圓板(圓形沉井)計(jì)算：M=M+M+M1023如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)聯(lián)系我們告知！yyMsimsimmwttmtmMkNm)，按支承條件考慮的荷wsisisisimm有時(shí)為簡單初步估算也可采用式邊剪斷的可能性。若剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度則應(yīng)加大封底混凝土的抗剪面積。2．鋼筋混凝土蓋板的計(jì)算(一)浮運(yùn)沉井穩(wěn)定性驗(yàn)算置VVh=00A0000311311MY=1h體積V)對(duì)其中心到刃腳底距離的乘積。2如不慎侵犯了你的權(quán)益，請(qǐng)