【正文】 章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 與泥漿潤(rùn)滑套相比的優(yōu)點(diǎn)： 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，下沉量易于控制，且所需施工設(shè)備簡(jiǎn)單，可以水下施工，經(jīng)濟(jì)效果好。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 （二）浮運(yùn)沉井施工 圖 513 浮運(yùn)沉井下水示意 三、泥漿潤(rùn)滑套與壁后壓氣沉井施工法 （一）泥漿潤(rùn)滑套 泥漿潤(rùn)滑套是借助泥漿泵和輸送管道將特制的泥漿壓入沉井外壁與土層之間，在沉井外圍形成有一定厚度的泥漿層。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 圖 512 水中筑島下沉沉井 a) 無圍堰防護(hù)土島 。如封底是在不排水情況下進(jìn)行，則可用導(dǎo)管法灌注水下混凝土 (見鉆孔灌注樁施工 )，若灌注面積大，可用多根導(dǎo)管，以先周圍后中間，先低后高的次序進(jìn)行灌注。 基底處理： 砂性土或粘性土地基，一般可在井底鋪一層礫石或碎石至刃腳底面以上 200mm。待混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)要求后，再拆模繼續(xù)挖土下沉。 不排水下沉： 一般都采用機(jī)械除土，挖土工具可以是抓土斗或水力吸泥機(jī)，如土質(zhì)較硬，水力吸泥機(jī)需配以水槍射水將土沖松。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 沉井下沉施工可分為 排水下沉和不排水下沉 。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 圖 510 墊木布置實(shí)例 圖 511 沉井刃腳立模 1內(nèi)模； 2外模； 3立柱； 4角鋼； 5墊木； 6砂墊層 當(dāng)沉井混凝土強(qiáng)度達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度 70％ 時(shí)可拆除模板，達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后方可抽撤墊木。如土質(zhì)松軟，應(yīng)整平夯實(shí)或換土夯實(shí)。 a)制作第一節(jié)沉井 。 (四 ) 組合式沉井 定義： 當(dāng)采用低樁承臺(tái)而圍水挖基澆筑承臺(tái)有困難時(shí)；當(dāng)沉井刃腳遇到傾斜較大的巖層或在沉井范圍內(nèi)地基土軟硬不均而水深較大時(shí)可采用上面是沉井下面是樁基的混合式基礎(chǔ)，或稱組合式沉井。沉井的內(nèi)壁、外壁及橫隔板都是鋼筋鋼絲網(wǎng)水泥制成。 52 沉井的類型和構(gòu)造 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 圖 55 沉井構(gòu)造圖 (三 )浮運(yùn)沉井的構(gòu)造 不帶氣筒的浮式沉井適應(yīng)于水深較淺、流速不大、河床較平、沖刷較小的自然條件。對(duì)矩形或圓端形墩，可采用相應(yīng)形狀的沉井，當(dāng)墩的長(zhǎng)寬比較為接近時(shí)，可采用方形或圓形沉井。 沉井的優(yōu)點(diǎn)： 埋置深度可以很大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載； 沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時(shí)的擋土和擋土圍堰結(jié)構(gòu)物，施工工藝并不復(fù)雜。第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 51 概述 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 第一節(jié) 概 述 沉井的應(yīng)用己有很長(zhǎng)的歷史，它是由古老的掘井作業(yè)發(fā)展而成的一種施工方法，用沉井法修筑的基礎(chǔ)叫做沉井基礎(chǔ)，參見圖 51。它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后經(jīng)過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺(tái)或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。 51 概述 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 沉井 51 概述 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理、施工上可能的原則，一般在下列情況，可以采用沉井基礎(chǔ)： ，而表層地基土的容許承載力不足，做擴(kuò)大基礎(chǔ)開挖工作量大，以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井基礎(chǔ)與其他深基礎(chǔ)相比較，經(jīng)濟(jì)上較 ，雖然土質(zhì)較好，但沖刷大，或河中有 ，但河水較深；采用擴(kuò)大 51 概述 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 第二節(jié) 沉井的類型和構(gòu)造 一、沉井的分類 按沉井的施工方法分類 一般沉井 浮運(yùn)沉井 52 沉井的類型和構(gòu)造 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 按沉井的建筑材料分類 混凝土沉井 鋼筋混凝土沉井 竹筋混凝土沉井 圓形 圓端形 矩形 沉井的平面形狀 52 沉井的類型和構(gòu)造 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 沉井的立面形狀 柱形 階梯形 錐形 52 沉井的類型和構(gòu)造 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 圖 53 沉井的平面形狀 a) 單孔沉井； b) 雙孔沉井； c) 多孔沉井 52 沉井的類型和構(gòu)造 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 圖 54 沉井剖面圖 a）直壁柱型； b）外壁單階型； c）外壁多階型； d）內(nèi)壁多階型 二、沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造 (一 )沉井的輪廓尺寸 沉井的平面形狀： 決定于墩 (臺(tái) )底部的形狀。 (二 ) 沉井的一般構(gòu)造 一般沉井構(gòu)造上主要由井壁、刃腳、隔墻、井孔、凹槽、射水管、封底和蓋板 等組成。 鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井 是由內(nèi)、外壁組成的空心井壁沉井，這是制造浮運(yùn)沉井較好的方法，具有施工方便、節(jié)省鋼材等優(yōu)點(diǎn)。它主要由 雙壁的沉井底節(jié)、單壁鋼殼、鋼氣筒等組成。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 一、旱地上沉井的施工 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。 d)封底 圖 59 沉井施工順序示意 如天然地面土質(zhì)較好，只需將地面雜物清掉整平地面，就可在其上制造沉井，如為了減小沉井的下沉深度也可在基礎(chǔ)位置處挖一淺坑，在坑底制造沉井下沉，坑底應(yīng)高出地下水位 ～ 。 然后在刃腳位置處放上刃腳角鋼 ， 豎立內(nèi)模 （ 圖 511） ， 綁扎鋼筋 ， 再立外模澆筑第一節(jié)沉井 。長(zhǎng)邊下墊木隔一根抽一根，以固定墊木為中心，由遠(yuǎn)而近對(duì)稱地抽，最后抽除固定墊木，并隨抽隨用砂 原則： 分區(qū)、依次、對(duì)稱、同步。排水下沉?xí)r，有時(shí)也用機(jī)械除土。接筑前應(yīng)使第一節(jié)沉井位置正直，鑿毛頂面，然后立模澆筑混凝土。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 基底檢驗(yàn)： 檢驗(yàn)內(nèi)容是地基土質(zhì)是否和設(shè)計(jì)相符，是否平整，并對(duì)地基進(jìn)行必要的處理。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 、充填井孔及澆筑頂蓋 地基經(jīng)檢驗(yàn)及處理合乎要求后，應(yīng)立即進(jìn)行封底。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 沉井施工過程動(dòng)畫演示 1 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 沉井施工過程動(dòng)畫演示 2 二、水中沉井的施工 （一）筑島法 當(dāng)水深小于 3m，流速 ≤，可采用砂或礫石在水中筑島 (圖 512 a），周圍用草袋圍護(hù)；若水深或流速加大，可采用圍堤防護(hù)筑島 [圖 512b） ]；當(dāng)水深較大（通常 15m）或流速較大時(shí)，宜采用鋼板樁圍堰筑島 (圖 512c）。沉井在岸邊做成，利用在岸邊鋪成的滑道滑入水中，然后用繩索引到設(shè)計(jì)墩位。 b) 外管法壓漿管構(gòu)造 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 （二）壁后壓氣沉井法 它是通過對(duì)沿井壁內(nèi)周圍預(yù)埋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 (又稱空氣幕 )，使井壁周圍土松動(dòng)，減少井壁摩阻力，促使沉井順利下沉。 四、沉井施工新方法簡(jiǎn)介 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 20世紀(jì) 90年代以來，在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家提出了 ? 壓沉法 ? SS(Space System Caisson)法 ? SOCS(Super Open Caisson System)自動(dòng)化沉井等施工方法。 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 減小井壁摩阻力的方法： 53 沉井的施工 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 ?井壁內(nèi)埋設(shè)高壓射水管組，射水輔助下沉； ?利用泥漿套或空氣幕輔助下沉； ?增大開挖范圍和深度； ?必要時(shí)還可采用 ?。 防止流砂的措施 ： ? 排水下沉?xí)r發(fā)生流砂 ， 可采取向井內(nèi)灌水； ? 不排水除土下沉?xí)r ， 減小水頭梯度； ? 采用井點(diǎn) ， 或深井和深井泵降水 。 54 沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 沉井計(jì)算分為兩種情況： 沉井基礎(chǔ)埋置深度在局部沖刷線以下僅數(shù)米時(shí)：可按淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)定，不考慮沉井周圍土體對(duì)沉井的約束作用，按淺基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算。由于水平力的作用，沉井將圍繞位于地面下 z0 深度處 A 點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)一 ? 角（圖 520），地面下深度 z 處沉井基礎(chǔ)產(chǎn)生的水平位移 Δx和土的橫向抗力 pzx分別為： 54 沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 ?tan)( 0 zzx ???z x z z 0( ) tanp x C C z z ?? ? ? ?圖 520 水平及豎直荷載作用下的應(yīng)力分布 將深度 z處水平向地基系數(shù)代入上式 pzx表達(dá)式，可以得到： z x 0( ) t a np mz z z ???54 沉井的設(shè)計(jì)與計(jì)算 第五章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻 (55) 由上式可見，沉井井壁外側(cè)土的橫向抗力沿深度為二次拋物線變化。 圖 521 水平力作用下的應(yīng)力分布 當(dāng)基礎(chǔ)水平力 H 作用時(shí)，地面下深度 z處產(chǎn)生的水平位移 Δx，并引起井壁外側(cè)土的橫向抗力 pzx，分別為：