橋梁基礎(chǔ)工程沉井演示文稿

橋梁基礎(chǔ)工程沉井演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有25頁\編輯于星期二4.1概述沉井接高下沉抽墊挖土下沉封底制作第一節(jié)沉井4.1.1沉井的基本概念一般沉井浮運(yùn)沉井類型一般沉井的施工過程（常用）一般沉井現(xiàn)在是2頁\一共有25頁\編輯于星期二（1）整體剛度大，承載力較高，穩(wěn)定性好。（2）適用土質(zhì)范圍廣（如淤泥、砂土、黏土等）。（4）施工所引起的周圍土層變形小，對鄰近建筑物可近接施工。4.1.2特點(diǎn)（5）同時(shí)可擋土(擋土結(jié)構(gòu))和擋水（圍堰），簡化了施工過程。（1）可用于橋梁基礎(chǔ)、地下泵房、水池、油庫、礦用豎井、大型設(shè)備基礎(chǔ)及建筑物基礎(chǔ)。（6）施工工期較長，技術(shù)要求較高，會遇到下沉困難、傾斜等問題。（3）埋置深度大。4.1.3適用范圍（2）上部荷載大，良好持力層埋置較深；沖刷大，或有大卵石無法采用其他深基礎(chǔ)；河水較深，施工圍堰較困難?，F(xiàn)在是3頁\一共有25頁\編輯于星期二沉井平面長69m，寬51m，下沉深度為58m，相當(dāng)于9個(gè)半籃球場大的20層高樓埋進(jìn)地下。世界上最大的沉井——江陰長江公路大橋錨碇基礎(chǔ)現(xiàn)在是4頁\一共有25頁\編輯于星期二國內(nèi)最大的水中沉井基礎(chǔ)（泰州長江大橋）（58m44m）現(xiàn)在是5頁\一共有25頁\編輯于星期二4.2沉井基礎(chǔ)類型及構(gòu)造1.按施工方法分類一般沉井：設(shè)計(jì)位置上制造，就地挖土下沉。水淺、流速小時(shí)采用。浮運(yùn)沉井：岸邊制造，浮運(yùn)到位下沉。水深、流速大、有通航要求時(shí)。2.按材料分類混凝土沉井鋼筋混凝土沉井竹筋混凝土沉井鋼沉井3.按幾何形式圓形矩形圓端形單孔雙孔多孔分類現(xiàn)在是6頁\一共有25頁\編輯于星期二雙壁鋼殼底節(jié)浮式沉井現(xiàn)在是7頁\一共有25頁\編輯于星期二4.按剖面形狀一般沉井的構(gòu)造柱形階梯形錐形柱形階梯形錐形井壁刃腳內(nèi)隔墻井孔凹槽射水管組封底頂板刃腳現(xiàn)在是8頁\一共有25頁\編輯于星期二4.2.3浮運(yùn)沉井的構(gòu)造帶鋼氣筒的浮運(yùn)沉井雙壁浮運(yùn)沉井帶氣筒的浮運(yùn)沉井帶臨時(shí)性井底的浮運(yùn)沉井現(xiàn)在是9頁\一共有25頁\編輯于星期二4.3沉井的施工（一般沉井）1.平整場地2.制作第一節(jié)沉井3.拆模及抽墊4.挖土下沉5.接高沉井6.設(shè)置井頂防水圍堰7.基底檢驗(yàn)和處理8.沉井封底9.井孔填充和頂板澆注4.3.1施工過程墊木布置制作第一節(jié)沉井封底沉井接高下沉抽墊挖土下沉現(xiàn)在是10頁\一共有25頁\編輯于星期二挖土下沉現(xiàn)在是11頁\一共有25頁\編輯于星期二4.4.1沉井尺寸的確定（1）

橋墩截面沉井平面形狀及尺寸。（2）土層情況及荷載大小沉井埋深沉井高度。（3）水、土壓力及井壁摩擦力井壁厚度、井孔尺寸、內(nèi)墻厚度。（4）刃腳受力刃腳的形狀和尺寸。（5）水壓力及土反力封底混凝土厚度。4.4沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算（6）確定頂板厚度。4.4.2施工過程的設(shè)計(jì)與檢算（1）沉井的下沉能力驗(yàn)算（4）底節(jié)沉井驗(yàn)算（2）刃腳受力計(jì)算（3）井壁受力計(jì)算（5）混凝土封底及頂板計(jì)算現(xiàn)在是12頁\一共有25頁\編輯于星期二1．沉井的下沉能力驗(yàn)算沉井自重（扣除浮力）下沉總阻力下沉系數(shù)下沉總阻力=側(cè)面總摩阻力+刃腳踏面的阻力（1）側(cè)面總阻力入土總深度平均摩阻力（2）刃腳踏面的阻力刃腳踏面的阻力=刃腳踏面面積×地基承載力減少井壁摩阻力的方法（1）高壓射水（2）泥漿套（3）空氣幕泥漿套側(cè)阻力分布現(xiàn)在是13頁\一共有25頁\編輯于星期二2.刃腳受力計(jì)算豎向向外撓曲向內(nèi)撓曲1）豎向刃角受力水平方向撓曲荷載分配系數(shù)看作固定于刃腳根部的懸臂梁。2）水平方向看作水平框架。刃腳斜面部分的高度支承于隔墻間的井壁最大跨度支承于隔墻間的井壁最小跨度現(xiàn)在是14頁\一共有25頁\編輯于星期二向外撓曲地基土反力水、土壓力（1）向外撓曲最不利位置1）入土1m。2）選擇不同的下沉深度。受力計(jì)算（取單位寬度）1）外側(cè)土、水壓力a.“土水分算”，土壓力按朗肯主動土壓力計(jì)算（采用浮重度）。b.乘以水平荷載分配系數(shù)進(jìn)行荷載分配。合力作用位置現(xiàn)在是15頁\一共有25頁\編輯于星期二2）土的豎向反力單位周長沉井的自重單位寬度摩阻力3）摩阻力摩阻力4）刃腳自重井壁厚度5）計(jì)算并配置外壁受彎鋼筋。取小值現(xiàn)在是16頁\一共有25頁\編輯于星期二（2）向內(nèi)撓曲向內(nèi)撓曲1）下沉到設(shè)計(jì)深度且刃腳下的土被掏空時(shí)。2）受力計(jì)算參見向外撓曲時(shí)。（3）水平受力計(jì)算1）下沉到設(shè)計(jì)深度且刃腳下的土被掏空時(shí)。2）沉井所受荷載為3）計(jì)算彎矩等內(nèi)力，根據(jù)彎矩配置水平鋼筋。3）計(jì)算并配置內(nèi)側(cè)豎向受彎鋼筋。現(xiàn)在是17頁\一共有25頁\編輯于星期二3．井壁受力計(jì)算水平受力計(jì)算豎向拉應(yīng)力驗(yàn)算沉井下部懸空，由井壁摩擦力支承，并由此因自重在井壁內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。（1）豎向受拉計(jì)算由平衡條件，得拉力解得（2）水平受力計(jì)算1）下沉到設(shè)計(jì)深度且刃腳下的土被掏空時(shí)。據(jù)此沿井壁縱向配置抗拉鋼筋。2）取各節(jié)最下面的1m以土、水壓力計(jì)算內(nèi)力。底節(jié)還應(yīng)計(jì)入刃腳傳來的水平剪力作為荷載。3）按水平框架計(jì)算彎矩等內(nèi)力。4）按彎矩配置水平受彎鋼筋?，F(xiàn)在是18頁\一共有25頁\編輯于星期二4．沉井底節(jié)計(jì)算排水挖土下沉(最有利)不排水挖土下沉（最不利）（1）井壁豎向拉裂計(jì)算1）排水挖土下沉、不排水挖土下沉?xí)r按不同的支承方式計(jì)算。2）拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，或加大底節(jié)沉井高度，或配筋。（2）內(nèi)隔墻豎向拉裂計(jì)算（內(nèi)隔墻跨度較大時(shí)）現(xiàn)在是19頁\一共有25頁\編輯于星期二5．混凝土封底及頂板計(jì)算抗彎抗剪（1）封底混凝土計(jì)算計(jì)算內(nèi)容計(jì)算荷載空心沉井：通車后產(chǎn)生的最大地基反力。實(shí)心沉井：沉井自重產(chǎn)生的地基反力及水壓力。（2）頂蓋計(jì)算計(jì)算跨中最大彎矩并驗(yàn)算抗壓強(qiáng)度。1）墩身底面支承于井壁和隔墻時(shí)2）墩身底面位于井孔內(nèi)時(shí)除進(jìn)行1）外，還有計(jì)算墩臺邊緣處頂蓋截面的彎矩和剪力?，F(xiàn)在是20頁\一共有25頁\編輯于星期二4.4.3使用條件下的沉井基礎(chǔ)檢算（1）沉井埋深較小時(shí)可按淺基礎(chǔ)計(jì)算，偏于安全。（2）埋深較大時(shí)按剛性深基礎(chǔ)（h2.5）計(jì)算，需考慮側(cè)面土體的橫向抗力。1.沉井底持力層為土層或風(fēng)化巖石（1）井側(cè)土的抗力轉(zhuǎn)動中心沉井水平位移沉井轉(zhuǎn)角水平抗力（2）井底的土反力豎向荷載和沉井自重豎向地基系數(shù)現(xiàn)在是21頁\一共有25頁\編輯于星期二（1）水平力2.平衡方程（2）彎矩（對井底中心）井底反力產(chǎn)生的彎矩3.轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)動中心位置①、②聯(lián)立求解后，得4.井身彎矩①②計(jì)算寬度現(xiàn)在是22頁\一共有25頁\編輯于星期二2.沉井下端嵌入巖石假設(shè)轉(zhuǎn)動中心位于底端，則轉(zhuǎn)動中心轉(zhuǎn)角水平抗力井身彎矩令y0=h，由前述轉(zhuǎn)角和彎矩計(jì)算公式得到由水平方向平衡方程得到井底水平反力現(xiàn)在是23頁\一共有25頁\編輯于星期二3.驗(yàn)算（1）基底壓應(yīng)力（《鐵路橋基規(guī)范》）（2）側(cè)面水平抗力按朗肯土壓理論計(jì)算樁側(cè)土壓力以y=h/3及y=h處為驗(yàn)算截面，則有（3）墩臺頂面水平位移驗(yàn)算沉井轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的水平位移墩身撓曲產(chǎn)生的水平位移被動、主動土壓力現(xiàn)在是24頁\一共有25頁\編輯于星期二

例4-3

一單線鐵路橋梁位于平坡直線地段，其中某墩為圓端形，墩底截面寬3.5m，長6.8m，墩底標(biāo)高為-0.3m，擬采用沉井基礎(chǔ)，沉井底標(biāo)高為-16.30m，沉井自重14000.8kN，若計(jì)浮力作用，沉井自重為7910kN。該橋墩墩址處河床標(biāo)高0.00m，最低水位0.40m，施工水位1.40m，一般沖刷線標(biāo)高-1.0m，局部沖刷線標(biāo)高為-4.00m。墩址處土層資料如圖4-25所示。沉