市政管道工程沉井与墩基础施工设计，98页ppt可下载！

内容提要：

• 概述

• 沉井的类型与基本构造

• 沉井的施工

• 沉井的设计与计算

• 对沉井设计理论的讨论

• 墩基础的类型与特点

• 墩基础的承载力与变形

• 墩基础设计要点

• 墩基础施工要点

• 墩基工程质量检测

沉井：以现场浇注、挖土下沉方式设入地基中的深基础。

墩基础：在地基中钻孔或钻井灌注混凝土而形成的短粗型深基础。

沉井：

墩基础：

墩基础与桩基础的区别：

墩基础与沉井基础的区别：

沉井：带刃脚的井筒状构造物，用人工或机械方法清除井内土石，主要借自重克服井壁与土层摩阻，逐节下沉至基底设计标高的基础。

图8.1 沉井基础示意

沉井

沉井的作用及适用条件

特点：

适用条件：

8.2.1 沉井的类型

按沉井横截面形状分类：

单孔沉井、单排孔沉井、多排孔沉井。

按沉井竖直截面形状分类：

柱形沉井、阶梯形沉井、锥形沉井。

下沉方式：

就地制造下沉沉井(一般沉井)、浮运沉井。

制作材料：

砼沉井，钢筋砼沉井，竹筋沉井(南昌赣江大桥、白沙沱长江大桥)，钢～,砖石～,木～。

按沉井的横截面形状分类：

图8.2  沉井的平面形式

按沉井竖直截面形状分类：

柱形 阶梯形 锥形

图8.3 沉井的竖向剖面图

8.2.2 沉井基础的构造

沉井组成：

图8.4  沉井的一般构造

井壁 ：沉井主要部分，下沉过程起挡土、挡水及压重作用，为深基础的护壁和建筑物的基础。

图8.4 沉井立面形状

a) 柱形;  b) 阶梯形;  c) 阶梯形;  d) 锥形

一般：厚0.8～1.5m，每节高≤5m，砼强度等级≥C15。

例：湘江大桥(一桥)8#墩，上节厚2.6m，下节3.0m，22×12×5m，下沉12.6m

刃脚 ：井壁下端楔状部分，利于切入土中加速下沉

一般底面(踏面)厚不大于15 cm，以型钢加强，高1m以上，砼强度等级≥C20。

图8.5  刃脚构造示意

内隔墙 ：加强沉井整体刚度，施工时井孔作为取土井，以便在沉井下沉时掌握土位置控制下沉方向，防止或纠正沉井倾斜或偏移。

图8.6 隔墙构造示意

井孔 ：挖土排土的工作场所和通道

位置：取土井的平面布置应与中轴线对称，以利于沉井均匀下沉。

大小：由取土方法而定，采用挖土斗取土时，应能使挖土斗自由升降，一般宽度≥3m，对称布置。

凹槽 ：使封底砼和井壁结合良好

深约0.15-0.30m，高约1.0m，距刃脚底面一般在1.5m以上

图8.7  凹槽构造示意

封底和盖板：

图8.9  封底和盖板示意

旱地沉井施工：平整场地，制造第一节沉井、拆模及抽垫、挖土下沉、接高沉井、井顶围堰、地基检验和处理、封底、充填井孔、浇筑顶盖。

水上筑岛：水流速不大，水深≤3～4m时采用，砂岛应高出施工最高水位0.5m以上，在岛上浇筑沉井。

浮运沉井：水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井壁为空体可浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。

8.3.1 沉前准备

清理场地

制造第一节沉井

图8.10 基坑砂垫层剖面图

图8.11 制造第一节沉井实例

首节沉井制作

第二节沉井的制作

沉井下沉中

沉井隔墙钢筋的绑扎

拆模及抽垫

拆模顺序：井孔模板、外侧模板、隔墙支撑及模板、   刃脚面支撑及模板

抽垫顺序：内壁、短边及长边下对称同步。长边下隔1根撤1根，最后以定位桩为中心由远而近对称撤除。

 图8.11  沉井垫木

（a）圆形沉井垫木；（b）矩形沉井垫木

8.3.2 取土下沉

图8.12除土下沉示意

排水下沉

当沉井穿过的土层较稳定，不会因排水而产生大量流砂时，可采用排水下沉。

挖土和取土方法：

土质为砂土或软黏土时，用水力机械施工；

砂、卵石层或硬黏土层时，采用抓主斗出土。

图8.12  排水下沉

不排水下沉

当上层不稳定、地下水涌水量很大，为防止因内排水而产生流砂等不利现象，需用不排水下沉。

挖土和取土方法：

使用机械抓主斗，或用高压水枪破土，然后用空气或吸泥机将泥水排出。

图8.13  不排水下沉

泥浆套下沉法：

泥浆套下沉法是在井壁与土层之间设一层触变泥浆，靠泥浆的润滑作用大大减少土对井的阻力，使沉井又快又稳地下沉。

8.3.3 接筑沉井

8.3.4 沉井封底

浮运沉井

水深筑岛困难时采用，岸边制作，滑入水中，井壁为空体浮于水面，就位后灌注砼下沉至河床。

图8.13 浮运沉井施工示意图

8.3.5 沉井下沉所遇问题及处理

主要内容：

8.4.1 沉井尺寸的确定

沉井高度

沉井平面形状和尺寸  

          A=A0+2（0.02~0.04) h0或A0+20cm

          B=B0+2（0.02~0.04) h0或B0+20cm

8.4.2 沉井作为天然地基上基础的计算

沉井作为天然地基基础计算

地基强度：沉井作为深基础时，一般要求下沉至坚实土层或岩层上，且地基强度须满足：

式中：

F—作用于沉井顶面处荷载

G—沉井自重

Rf—井侧总摩阻力

Rj—沉井底部地基土的总反力

Rj=fa*A(fa为基底土承载力特征值)

井侧总摩阻力Rf ：可假定井侧总摩阻力Rf沿深度成梯形分布，距地面5m范围内按三角形分布，5m以下为常数，故总摩阻力为：

U—沉井周长

q—单位面积摩阻力加权平均值。

图8.15 井壁摩阻力分布假设

8.4.3 沉井自重验算

为保证沉井在施工时能顺利下沉到设计标高，需要验算沉井自重是否满足下沉要求，用下沉系数K表示

确定沉井的外形尺寸和壁厚时，应保证沉井在各种施工阶段能克服四壁摩阻力Rf而顺利下沉，即：

G—各种施工阶段沉井的自重；

Rf—沉井井壁土的摩阻力。

8.4.4 第一节井壁在自重作用下应力的计算

在抽出垫木及挖土可能有不均匀等不利条件下，第一节井壁在自重作用下应按单支点、简支梁等验算井壁强度。

开始下沉

不排水取土下沉

图8.19 底节沉井支点布置示意

圆形沉井

按支撑在相互垂直直径的四个点验算，不排水下沉时，可能遇到障碍物，按直径两端支点下沉。