沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

1、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計計算第一章 概述 第一節(jié) 沉井的涵義及應(yīng)用范圍 沉井是一種在地面上制作、通過取除井內(nèi)土體的方法使之沉到地下某一深度的井體結(jié)構(gòu)。利用沉井作為擋土的支護(hù)結(jié)構(gòu)，可以建造各種類型或各種用途的地下工程構(gòu)筑物。沉并施工方法是修筑地下構(gòu)筑物或深基礎(chǔ)工程特殊而重要的施工方法，而沉井結(jié)構(gòu)則是與這種施工方法相適應(yīng)的工程結(jié)構(gòu)。與沉井相類似，沉箱也是通過取除箱內(nèi)土體使之沉到地下的一種工程結(jié)構(gòu)，所不同的是沉箱在取除箱內(nèi)土體的過程中，箱內(nèi)必須保持一定的氣壓，使箱外的土和水不致滲入箱內(nèi)，人員可在箱內(nèi)進(jìn)行取土作業(yè)。沉井則因可在水下取土而無需在井內(nèi)加壓，這是兩者主要的區(qū)別之處。 沉井的應(yīng)用范圍一般有以下幾方面： 一

2、、當(dāng)構(gòu)筑物埋置較深，采用沉井方式較經(jīng)濟(jì)時； 二、當(dāng)構(gòu)筑物埋置很深(如礦山的豎井)時，采用其他施工方式有困難，采用沉井最合適； 三、新建構(gòu)筑物附近存在已有建筑物，開挖施工可能對已有建筑物產(chǎn)生不利影響，就應(yīng)考慮使用沉井； 四、江心和岸邊的井式構(gòu)筑物，排水施工有困難時，采用沉井是最佳選擇； 五、建筑物的地下室、拱管橋的支墩及大型橋梁的橋墩采用沉井結(jié)構(gòu)都有成功實例。 第二節(jié) 沉井的特點 沉井作為建造地下工程構(gòu)筑物或深基礎(chǔ)的一種方法，與其他方法相比，具有十分明顯的特點。 一、沉井與廣泛應(yīng)用的大開挖方法相比，特點如下： (一)如果大開挖不設(shè)支護(hù)，則不但土方工程量大，而且往往由于需留出開挖邊坡，使場地面積大

3、大增加；沉井的土方工程量則可以限制在沉井的體積范圍內(nèi)，而且因為無需留出邊坡，場地面積也可大大減少。 (二)沉井不但可以作為地下結(jié)構(gòu)的外殼部分，而月在挖土下沉的過程中可作開挖支護(hù)。與設(shè)支護(hù)的大開挖方法相比，省去了開挖支護(hù)的費用。 (三)在地下水豐富的地區(qū)，大開挖方法的降水措施是必不可少的。這一措施需花費大量的人力與物力，而沉井施工方法則因町以采用水下挖十及水下封底等技術(shù)而節(jié)省了降水或排水的費用。 (四)對于一些深度較大的地下構(gòu)筑物或深基礎(chǔ)，大開挖法往往是不可能的或是費用巨大，此時，沉井的優(yōu)點則是無法比擬的。深度越大，則沉井的優(yōu)點就越為突出。 二、沉井與沉箱相比，特點如下： (一)一般情

4、況下，沉箱法所需的專用設(shè)備多，而沉井法則因所需的專用設(shè)備比較簡單而易于滿足，所需費用也比沉箱法為小。 (二)沉箱法在作業(yè)過程中，箱內(nèi)人員需在高于大氣壓力的條件下操作，其操作條件不如沉井法；而如下沉的深度較深，則需進(jìn)步增加箱內(nèi)的氣壓而使箱內(nèi)的操作條件大大劣化。所以，沉箱的下沉深度是受到一定程度的限制的，一般不超過35-40in，而沉井的下沉深度則無此限制。 三、沉井法雖然具有一定優(yōu)點，但在一些情況下，其應(yīng)用也是受到一定程度的限制的,這表現(xiàn)在： (一)沉井在下沉的過程中，對周圍一定范圍內(nèi)的土體將產(chǎn)生擾動，在一些土層中，這種擾動還相當(dāng)嚴(yán)重，如果周邊環(huán)境對這種擾動的反應(yīng)敏感，則還必需采取環(huán)境保護(hù)措施。

5、 (二)在下沉深度范圍內(nèi)，沉井刃腳下必須無大塊孤石、堅硬的土層或其他障礙物，否則沉井的下沉將受到嚴(yán)重的妨礙。一旦遇到上述障礙，無論是排水下沉與不排水下沉，在下沉過程中要處理這些障礙物是非常田難的。對于深度較深的沉井，要完全摸清刃腳下的情況也十分費力。 第三節(jié) 沉井技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 沉井，這一由古老的掘井作業(yè)發(fā)展而來的技術(shù)，由于其在建造地下構(gòu)筑物或深基礎(chǔ)工程中顯示的優(yōu)越性，隨著施工技術(shù)及施工機(jī)具的不斷發(fā)展而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。從20世紀(jì)50年代借鑒國外的設(shè)計理論和經(jīng)驗開始至今，我國建造的沉井不下1000座。其體積從直徑2m的集水井到巨大的江陰長江大橋的主索平衡墩(體積達(dá)60mx 58mx50m)

6、；沉井形狀包括方形、矩形、多邊形、圓形和橢圓形；構(gòu)造方面有單壁沉井、雙壁沉井、獨立沉井和連續(xù)沉井；施工方法方面，則有陸地沉井、筑島沉井和浮運沉井等。無論是設(shè)計理論方面或是實踐技術(shù)方面均積累了十分豐富的經(jīng)驗?，F(xiàn)在我國已有了自己的設(shè)計規(guī)程和施丁驗收規(guī)范。在沉井技術(shù)的發(fā)展過程中，為使沉井能下沉到更深的深度，減少井壁與土層間的摩阻力這一課題受到了國內(nèi)外的普遍關(guān)注。為達(dá)到這一日的，在井壁外噴射壓縮空氣和壓注觸變泥漿兩種技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，早在19461963年間，國外就采用噴射高壓空氣減阻的方法，使沉井的下沉深度達(dá)到130m以上。到20世紀(jì)70年代，采用此法的下沉深度達(dá)到了200m。應(yīng)用觸變泥漿套減阻的方

7、法首先在歐洲推廣，至1961年，已經(jīng)用這一方法下沉了450座沉井，深度為2030m，個別的達(dá)到45m，而由于減少了摩阻力，其井壁厚一般不超過O4m。1975年間，國外某公司建造了36座用此法下沉的沉井，其井壁厚一般也僅為04-o5m。上述我國江陰長江大橋主索平衡墩的沉井，也采用了噴射高壓空氣的減阻技術(shù)，此外，還有采用振動法減阻下沉的沉井，上述這些技術(shù)措施均獲得了良好的效果?？梢灶A(yù)料，隨著工程應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，沉井的設(shè)計技術(shù)和施工技術(shù)必將得到更為迅速的發(fā)展。 第四節(jié) 沉井的分類及用途 沉井的類型較多，其用途也不相同，設(shè)計沉井時應(yīng)根據(jù)沉井的用途和具體條件選用合適第2頁第二章 材 料 第一節(jié)材料選

8、用 1干式沉井主體結(jié)構(gòu)采用的混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20，受水浸泡的沉井主體結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度等級不低于C25，在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)混凝土強(qiáng)度等級不低于C30；水下封底混凝土強(qiáng)度等級不宜低于(220。海水環(huán)境和有侵蝕性物質(zhì)影響環(huán)境的沉井，材料選用應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 2凡有抗?jié)B要求的沉井，壁板和底板混凝土抗?jié)B等級按表2-11選用。 3，最冷月平均氣溫低于3的地區(qū)，外露的鋼筋混凝土沉井的混凝土應(yīng)具有良好的抗凍性能，并應(yīng)按表2-1-2的要求采用?；炷恋目箖龅燃墤?yīng)進(jìn)行試驗確定。 4沉井混凝土滿足抗?jié)B要求時，一般可不作外加的抗?jié)B處理；當(dāng)?shù)叵滤途畠?nèi)貯水對混凝土和鋼筋具有腐蝕性時，按現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范或進(jìn)行專

9、門試驗確定防腐措施。 5沉井混凝土堿含量最大限值應(yīng)符合混凝土堿含量標(biāo)準(zhǔn)(CECs53)的規(guī)定。當(dāng)采用堿活性骨料時，混凝土中的最大堿含量為3Okgm3，采用非堿活性骨料時，對混凝土中的鹼第6頁含量可不作限制。 6沉井結(jié)構(gòu)的混凝土根據(jù)需要可適當(dāng)采用外加劑，采用外加劑時，應(yīng)符合混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范(GB 500119)的規(guī)定。 7普通鋼筋可選用HPB235、HRB335及HRB400、RRIM00等熱軋鋼筋，對必須控制裂縫寬度的構(gòu)件宜優(yōu)先選用帶肋鋼筋。 第二節(jié) 材料強(qiáng)度和彈性模量 1混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度、設(shè)計強(qiáng)度和彈性模量按表2-2-1-表2-2-3采用。第三章 沉井結(jié)構(gòu)上的作用 第一節(jié) 作用分類和作

10、用代表值 一、作用分類 沉井結(jié)構(gòu)上的作用可分為永久作用和可變作用兩類。永久作用包括結(jié)構(gòu)自重、上部建筑荷重、土的側(cè)向壓力、沉井內(nèi)的靜水壓力；可變作用包括沉井頂板和平臺上的活荷載、地面活荷載、助沉加載、地下水壓力(側(cè)壓力、浮托力)、頂管的頂力、流水壓力、融流冰塊壓力等。 二、作用代表值 對永久作用，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值； 對可變作用，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值或準(zhǔn)永久值作為代表值。 三、效應(yīng)組合 當(dāng)結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上可變作用時，承載能力極限狀態(tài)設(shè)計或正常使用極限狀態(tài)驗算按短期效應(yīng)組合設(shè)計，采用組合值為可變作用代表值?？勺冏饔媒M合值為可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以作用組合系數(shù)。 當(dāng)正常使用極限狀態(tài)

11、驗算按長期效應(yīng)組合設(shè)計時，采用準(zhǔn)永久值作為可變作用代表值?？勺冏饔脺?zhǔn)永久值為可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)。 第二節(jié) 永久作用標(biāo)準(zhǔn)值 一、自重標(biāo)準(zhǔn)值選用 結(jié)構(gòu)自重的標(biāo)準(zhǔn)值，可按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計尺寸與相應(yīng)材料的重度計算確定，鋼筋混凝土重度一般取25kNm，素混凝土重度一般取23kNm3。上部建筑自重的標(biāo)準(zhǔn)值按實際情況計算。永久設(shè)備的自重標(biāo)準(zhǔn)值，可按設(shè)備樣本提供的數(shù)據(jù)采用，在構(gòu)件上的設(shè)備轉(zhuǎn)動部分自重及軸流泵的軸向力應(yīng)乘以動力系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)值，動力系數(shù)可取2o。 二、作用在沉井壁上的側(cè)向主動土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 主動土壓力計算公式詳見本手冊第五章的第三節(jié)。 第三節(jié) 可變作用標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)永久值系數(shù) 一、地面活

12、荷載作用在沉井壁上的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值 1地面活荷載呵分為地面堆積荷載和地面車輛荷載； 2地面堆積荷載作用在沉井壁上的側(cè)壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，可將該荷載標(biāo)準(zhǔn)值折算為等效第10頁的土層厚度進(jìn)行計算。當(dāng)無明確要求時，地面堆積荷載標(biāo)準(zhǔn)值一般取10kNm2； 3地面車輛荷載作用在沉井壁上的側(cè)壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，為該荷載標(biāo)準(zhǔn)值傳遞到計算深度處的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值乘以計算深度處土層的主動土壓力系數(shù)進(jìn)行計算； 4地面堆積荷載和地面車輛荷載作用在沉井井壁卜的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值取二者中的大值，準(zhǔn)永久值系數(shù)可取o。 二、地下水(包括上層滯水)對沉井作用的標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)永久值系數(shù) 1沉井側(cè)壁上的水壓力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按靜水壓力計算； 2，計算地下水壓力

13、標(biāo)準(zhǔn)值的沒計水位，應(yīng)按施工階段和使用階段當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的最高和最低水位采用； 3水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的相應(yīng)設(shè)計水位，應(yīng)根據(jù)對結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)確定取最低水位或最高水位。當(dāng)取最低水位時，相應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)取1o；當(dāng)取最高水位時，相應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)可取平均水位與最高水位的比值。 三、流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值 當(dāng)沉井位于江心時，作用在沉并上的流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)設(shè)計水位按(331)式計算確定，流水壓力分布如圖331。流水壓力的準(zhǔn)永久值系數(shù)，參照本章第三節(jié)第二款確定。第四章 基本設(shè)計 第一節(jié) 沉井設(shè)計原則 一、各類沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)件均按承載能力極限狀態(tài)計算。 二、除刃腳外其他沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)件在使用階段均應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)驗算。

14、對軸心受拉或小偏心受拉的構(gòu)件按短期效應(yīng)組合進(jìn)行抗裂度驗算，對受彎構(gòu)件和大偏心受拉構(gòu)件按長期效應(yīng)組合進(jìn)行裂縫寬度驗算，對需要控制變形的結(jié)構(gòu)構(gòu)件按長期效應(yīng)組合進(jìn)行變形驗算。 三、各種型式的沉井都要進(jìn)行沉井下沉、下沉穩(wěn)定性及抗浮穩(wěn)定性驗算，對于埋深不均的頂管井在必要時還要進(jìn)行沉井結(jié)構(gòu)的傾覆和滑移驗算。 不同的穩(wěn)定特性采用不同的設(shè)計系數(shù)，驗算時，抵抗力應(yīng)只計入永久作用(可變作用不應(yīng)計入)，所有組合作用力均采用標(biāo)準(zhǔn)值。沉井設(shè)計特征系數(shù)見表個110第14頁Qlk第一個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，該荷載的效應(yīng)yQ，CQlQ1k大于其他任意第個 可變荷載的效應(yīng)YOjCjOjk； Qjk-廠其他第j個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；

15、Cgi、cQl、cQi；分別為第i個永久荷載、第一個可變荷載、第個可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)； e可變荷載的組合值系數(shù)，一般情況下取o9。 2永久荷載分項系數(shù)，應(yīng)按表4-2-1采用。第五章 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 沉井在下沉?xí)r，是一種工具性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在終沉封底或填充后又常成為深埋基礎(chǔ)或地下構(gòu)筑物的組成部分。因此，在各個不同階段，從制作、下沉直到建成投產(chǎn)使用，沉井各部位的傳力體系、所承受的外力及作用情況都在不斷變化。所以，沉井結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算應(yīng)按從施工到使用的各個階段分別依序進(jìn)行，以保證沉井結(jié)構(gòu)能滿足在施工、運行等各個階段的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求。 沉井施工階段的訓(xùn)算，與所選定的施工方法有關(guān)，對于不同的

16、施工方案，它在施工階段的設(shè)計計算內(nèi)容也不相同。例如，相同的沉井，當(dāng)采用排水取土下沉?xí)r，井壁所受到的水、土壓力等外荷載就比采用不排水取土下沉?xí)r的情況要大。又如，當(dāng)沉井采用觸變泥漿潤滑套助沉?xí)r，土壁對沉井的摩阻力將大大減少。 由于沉井在下沉施工階段是無底無蓋的筒狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)進(jìn)行井壁結(jié)構(gòu)計算時，通常在豎向截取單位高度(可選取數(shù)個不同深度)的一段，作為平面框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算。如果沉井平面尺寸較大，難以滿足強(qiáng)度和剛度要求，而在工藝、構(gòu)造條件允許時，可加設(shè)內(nèi)部支撐予以分隔，做成縱、橫隔墻或撐梁，以及豎向框架等形式。此時，沉井結(jié)構(gòu)先經(jīng)過平面計算再作豎向計算。 沉井使用階段的計算，是指構(gòu)筑物全部建成，沉井已經(jīng)封底

17、、填充或加蓋，做好了內(nèi)部隔墻及上部結(jié)構(gòu)等，這時候結(jié)構(gòu)傳力體系及受力狀態(tài)相對于施工階段又有了變化，應(yīng)再作為整體深基礎(chǔ)或地下構(gòu)筑物進(jìn)行驗算。 沉井各部位的截面及配筋，應(yīng)綜合各階段最不利的受力狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計。 第一節(jié) 設(shè)計計算的內(nèi)容和步驟 一般的沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的內(nèi)容和步驟如下： 1根據(jù)水文、地質(zhì)資料及工藝使用要求和施工條件，確定沉井的平面形狀、尺寸、埋置(下沉)深度，布置結(jié)構(gòu)體系，選定施工方案。 2，確定截面尺寸 計算外荷載，并繪出水、土壓力計算圖形。 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置，估算封底混凝土厚度。 初步確定沉井井壁厚度及其他一些部位構(gòu)件的截面尺寸。 3施工階段強(qiáng)度計算 并壁平面框架內(nèi)力計算及配筋； 刃腳計算及

18、配筋； 井壁的豎向計算配筋； 豎向框架的內(nèi)力計算及配筋；第19頁框架底粱防突沉的強(qiáng)度驗算； 計算沉井封底混凝土的厚度； 鋼筋混凝土底板的計算及配筋。 4使用階段計算 沉井結(jié)構(gòu)各部分的強(qiáng)度計算和抗裂驗算； 地基承載力及變形(沉降)計算； 沉井抗浮、抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定驗算等。 第二節(jié) 沉井尺寸設(shè)計要點 一、井頂標(biāo)高 沉井頂面的設(shè)計標(biāo)高，除應(yīng)符合工藝、使用要求外，由于在終沉后，尚需進(jìn)行封底及內(nèi)部充填、安裝及上部建筑作業(yè)。故用于水中或岸邊構(gòu)筑物的井頂設(shè)計標(biāo)高應(yīng)高于施工期間最高水位(加浪高)o5m以上；用于人工筑島或陸地制作的沉井，宜高于島面或地面O3m以上，以防止地面水流入井內(nèi)。一般情況下，沉井頂面標(biāo)

19、高都應(yīng)高于地面o3m以上。 二、沉井刃腳踏面標(biāo)高 在確定沉井刃腳踏面設(shè)計標(biāo)高(即埋置深度)時，應(yīng)注意以下幾點： 1用于地下或水中的空腹式構(gòu)筑物，應(yīng)按使用凈空要求確定沉井刃腳踏面設(shè)計標(biāo)高。 2根據(jù)抗沖刷計算，沉井的刃腳應(yīng)埋置在沖刷線以下足夠深度，并且滿足抗傾覆、抗滑移等穩(wěn)定性要求。 3根據(jù)地基承載力及變形(沉降)計算，選擇較好的持力層。 4沉井在終沉?xí)r，刃腳踏面標(biāo)高由于超沉或未到設(shè)計位置，按給水排水工程鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程規(guī)定的施工允許誤差，應(yīng)在設(shè)計時預(yù)留。 三、沉井平面尺寸 沉井在平面上的內(nèi)部凈空尺寸除應(yīng)滿足使用要求外，尚應(yīng)計入沉井下沉的施工允許豎向偏斜和水平位移，而且兩項偏差可能同時存

20、在。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，沉井四角(圓形沉井為相互垂直兩直徑與圓周的交點)中任何兩角的刃腳底面高差，不得超過該兩角間水平距離的l，最大不得超過30Omm；如兩角間水平距離小于l0m時，其刃腳高差允許為lOOmm。沉井的水平位移，不得超過下沉總深度的1，但下沉總深度小于lOm時，其水平位移允許為lOOmm。因此，按施工需要擴(kuò)大沉井的平面尺寸，對于空腹式構(gòu)筑物，應(yīng)擴(kuò)大內(nèi)部凈空尺寸；用于填充實體式基礎(chǔ)可擴(kuò)大外沿預(yù)留裙邊的尺寸。 浮運沉井沉放時，其沉放至水下基床后，平面位置的偏差更大。 四、沉井井壁厚度和各部位的截面尺寸 沉井井壁厚度及各部位的截面尺寸應(yīng)滿足如下幾個方面的基本要求： 下沉要求； 沉井結(jié)構(gòu)在各個

21、階段的穩(wěn)定要求(如抗浮、抗滑移、抗傾覆)； 沉井結(jié)構(gòu)在各個階段的強(qiáng)度及剛度要求； 使用階段的抗?jié)B要求。第六章 沉井的結(jié)構(gòu)布置及構(gòu)造 第一節(jié)結(jié)構(gòu)布置 一、沉井平面及豎向布置 沉井平面應(yīng)盡町能對稱布置，以利沉井穩(wěn)定下沉。如果平面上不對稱，造成沉井的偏心，令沉井作業(yè)困難，向哪邊偏心就有可能向哪邊傾斜。同樣，沉井的豎向布置也應(yīng)使重心盡可能居中。形狀怪異的結(jié)構(gòu)不適宜采用沉井。 二、矩形沉井長寬比 矩形沉井長寬比不宜大于2。當(dāng)長寬比過大時，需要采取措施，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度。上海某水廠的二級泵房平面尺寸為59mxl6m，深度12m。設(shè)計時考慮到長寬比為368，20，設(shè)計要求施工時帶一道縱墻和兩道橫墻廠沉。施工單

22、位執(zhí)意不從，最終改成帶一道縱墻下沉，取消兩道橫墻，即該沉井橫向只有框架，如圖611和圖6-1-2所示。 當(dāng)沉井下沉到還有3m就達(dá)到預(yù)定下沉標(biāo)高時，發(fā)生突沉，其中某一只角下沉80cra，沉井的每個橫向框架都發(fā)生裂縫。這是一例嚴(yán)重的教訓(xùn)，這樣的沉井，不加強(qiáng)剛度，就難以抵抗施工因素造成的整體變形。 三、平面分格 不同的沉井，根據(jù)不同的使用要求，平面上會有不同的分格。沉井分格因有下沉操作要求，故分格的尺寸有所限制，通常每格的凈尺寸不得小于3m。如果沉井作為頂管的工作井，其分格的尺寸尚應(yīng)滿足頂管工作井的要求。分格寬度B=3D+(2o-24m)，D為頂管的外徑(m)，分格的長度一般不小于75m。 四、刃腳

23、布置 刃腳通常沿沉井外壁布置。當(dāng)下沉系數(shù)太大時，中隔墻或底梁下面也適當(dāng)布置刃腳以增加下沉阻力；當(dāng)沉井尺寸比較大，考慮隔墻及底梁底受力要求，中隔墻下也應(yīng)布置刃腳。某廠水泵房位于長江人?？?，該工程由國外設(shè)計，地下部分采用沉井法施工。沉井長398m、第60頁寬3945m、深162m，沉井井壁厚15-17m，井內(nèi)還設(shè)有七道隔墻，總重約17500t，沉井構(gòu)造如圖6-1-3所示。刃腳沿沉井周邊布置，中隔墻下無刃腳，施工時用砂包墊平。 該沉井在抽除刃腳下承墊木以后，就發(fā)生裂縫39條(其中：貫穿者27條。未貫穿者12條)，裂縫寬度02-04mm不等，最大達(dá)lmm。從裂縫部位來看，全部集中在七道隔墻上，尤其在預(yù)

24、留洞口兩側(cè)較集中，幾乎每個洞口均出現(xiàn)裂縫，但在四周外墻上未發(fā)現(xiàn)裂縫。 尺寸這么大的沉井僅在周邊設(shè)置刃腳是不妥當(dāng)?shù)模?dāng)拆除周邊刃腳下的承墊木時，中隔墻承受懸臂力矩和剪力；沉井下沉?xí)r，中隔墻的正彎矩電很大。該沉井在抽墊木后及下沉過程中出現(xiàn)許多裂縫，都表明這座沉井刃腳的布置不合理。 第二節(jié) 刃腳形式和構(gòu)造 一、刃腳形式 刃腳的形式一般有下列五種(見圖6-2-1)。 a型刃腳適用于干封底情況，在無地下水地區(qū)可以采用，不適用于軟土地區(qū)。 b型刃腳是常用的形式，適用帶水下沉的沉井。 c型刃腳外壁設(shè)臺階，可以減少下沉阻力，適用下沉系數(shù)較小而難于下沉的沉井。第七章 沉井施工概要 第一節(jié)概要簡述 沉井，是深基礎(chǔ)

25、和地下工程的一種結(jié)構(gòu)形式，也是常采用的施工方法之一。 沉井是在經(jīng)過整平或處理的地基上制作的無蓋、無底的結(jié)構(gòu)物，采取不同的方式取出井內(nèi)的土體，主要靠其本身重量克服井壁與土的摩阻力和刃腳下的阻力下沉到設(shè)計標(biāo)高。經(jīng)封底后形成的地下空間，可作為地下構(gòu)筑物或作為基礎(chǔ)使用。 沉井施工法，不僅適用于軟土地基，在硬土、砂、礫石等土層也可應(yīng)用。由于沉井是一種傳統(tǒng)的施工方法，再加j：采用了新的技術(shù)，因而應(yīng)用范圍很廣。但沉井在密集建筑群、管線復(fù)雜及環(huán)境保護(hù)要求高的地區(qū)使用，應(yīng)采取特殊措施。 一、沉井特點 1沉井制作場地較為靈活，既可就地制作(包括在江邊或江中圍堰筑島制作)，也可在滑道、拼裝船上制作，尤其在水域里，沉

26、井這一特點是其他深基礎(chǔ)難以取代的。 2沉井結(jié)構(gòu)剛度大，井壁能承受井外的水土壓力，取土?xí)r無需像地下連續(xù)墻或板樁那樣需加設(shè)支護(hù)。 3同敞口基坑開挖相比，沉井的挖土量較少，深度越深，其優(yōu)越性越明顯。 4沉井不僅可以作為臨時擋土隔水構(gòu)筑物，更可作為結(jié)構(gòu)本身或結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。其混凝土質(zhì)量比在泥漿下澆筑的地下連續(xù)墻更可靠。 5. 沉井下沉?xí)r，對周圍土體有擾動，因此，對在井周破壞棱體范圍內(nèi)的構(gòu)筑物、管線，須采取有效措施，并進(jìn)行必要的保護(hù)和監(jiān)測。 二、施工工藝 沉井施工工藝包括施工準(zhǔn)備、地基處理、井墻制作、沉井下沉、沉井封底五個大部分。沉井施工工藝流程詳見圖711。 三、施工要求 (一)沉井制作 1做地基處理，控制

27、砂墊層質(zhì)量，使沉井第一次制作時的重量通過承墊木或素混凝土墊層擴(kuò)散后的荷載小于下臥層地基土的承載力特征值。 2，為防止出現(xiàn)冷縫，應(yīng)具備足夠的混凝土熟料供應(yīng)能力。 3當(dāng)沉井為多次制作多次下沉?xí)r，每次接高都須滿足沉井的穩(wěn)定要求；即傳送至刃腳下土層的荷載，應(yīng)小于該層土的極限承載力。必要時須在井周回填砂土或向井內(nèi)灌水，保持刃腳下土層的穩(wěn)定性。 (二)沉井下沉 1-采用承墊木法施工時，應(yīng)按施工組織設(shè)計中規(guī)定的先后順序，對稱、同步、協(xié)調(diào)地抽去第72頁墊木，并在抽出墊木的空穴位置及時填砂。 2對于高壓縮性的軟土層，如淤泥質(zhì)土，要嚴(yán)格控制“鍋底O”深度，防止因“鍋底”超深而引起沉井突然下沉。 3按確保沉井穩(wěn)定的

28、需要掌握臨界挖深。對沉井下沉過程中的基底隆起、管涌或承壓水引起的不透水層穿破，下沉前要有預(yù)計，下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格掌握。 4，按勤測勤糾偏的原則進(jìn)行沉井下沉。在終沉階段，刃腳的標(biāo)高差和平面軸線偏差，要始終控制在規(guī)范容許的范圍內(nèi)。 (三)沉井封底 1排水法施工封底(干封底) (1)沉井達(dá)到終沉標(biāo)高后8小時的累計下沉量1cm時，可進(jìn)行混凝土干封底； (2)干封底可采用分格澆筑方法，其澆筑順序及每次澆筑格數(shù)，要根據(jù)下沉終止時的刃腳高差及井格內(nèi)涌土情況而定； (3)封底前應(yīng)將鍋底整平，與封底混凝土接觸的刃腳和井壁須鑿毛并洗干凈； (4)設(shè)置集水井，其四周應(yīng)設(shè)倒濾層，并與排水溝相連； (5)集水井在混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可封堵。對采用井點或井管降水措施的沉井，可酌情少設(shè)(或不設(shè))集水井，但降水需在底板混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度后方可停止運轉(zhuǎn)。 2不排水法施工封底(水下封底) (1)與水下混凝土接觸的刃腳及井壁、隔墻的混凝土面，需由潛水員水下沖洗干凈，井清除井格中的泥渣； (2)澆筑水下混凝土?xí)r，需確保連續(xù)不斷地供應(yīng)混凝土熟料； (3)水下混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后方可抽除井內(nèi)集水。第八章 沉井下沉過程中經(jīng)常