沉井與墩基礎(chǔ)講義PPT（共99）

第八章沉沉井與墩基礎(chǔ)礎(chǔ)內(nèi)容提要概述沉井的類型與與基本構(gòu)造沉井的施工沉井的設(shè)計與與計算對沉井設(shè)計理理論的討論墩基礎(chǔ)的類型型與特點墩基礎(chǔ)的承載載力與變形墩基礎(chǔ)設(shè)計要要點墩基礎(chǔ)施工要要點墩基工程質(zhì)量量檢測8.1概述沉井以現(xiàn)場澆注、、挖土下沉方方式設(shè)入地基基中的深基礎(chǔ)礎(chǔ)墩基礎(chǔ)在地基中鉆孔孔或鉆井灌注注混凝土而形形成的短粗型型深基礎(chǔ)沉井?dāng)嗝娉叽绱蟆?、承載力很高高，多做為大大、重型結(jié)構(gòu)構(gòu)物的基礎(chǔ)在橋梁、水閘閘、港工等工工程中應(yīng)用廣廣泛施工方便，對對臨近建筑物物影響小，內(nèi)內(nèi)部空間可利利用是工業(yè)地基尤尤其是軟土中中地下建筑物物的主要地基基類型之一墩基礎(chǔ)是一類短而粗粗的深基礎(chǔ)外形和工作方方法同樁相似似，與樁的定定義界限不明明顯斷面尺寸較大大，墩身較短短，體積巨大大，一般不采采用打入、壓壓入方法，只只能采用灌注注、砌筑方法法在橋梁和建筑筑工程中廣泛泛應(yīng)用，尤其其是在高層建建筑及重型構(gòu)構(gòu)筑物設(shè)計中中，單墩支持持單柱的方案案越來越多斷面尺寸：0.8~2.0m，可達(dá)到6m；深度：6~20m，長徑比不大大于30墩基礎(chǔ)支撐在較硬的的土層或巖層層上，墩的底底部可做成擴擴底墩水平承載能力力和抗拔能力力比單樁好用墩基礎(chǔ)代替替群樁基礎(chǔ)，，可避免復(fù)雜雜的設(shè)計施工工方法，節(jié)省省占地面積，，取得明顯的的經(jīng)濟(jì)效益在港口碼頭、、公路及鐵路路橋梁、海洋洋鉆井平臺、、堤壩與岸坡坡及高層建筑筑中應(yīng)用廣泛泛體型大、承載載能力高，使使得墩常以單單獨或小組方方法工作，并并承擔(dān)較大的的風(fēng)險，故設(shè)設(shè)計、施工、、監(jiān)測的要求求高墩基礎(chǔ)與樁基基礎(chǔ)的區(qū)別樁是細(xì)長的地地下結(jié)構(gòu)，墩墩的斷面尺寸寸較大，長細(xì)細(xì)比較小墩不能以打入入或壓入法施施工墩往往單獨承承擔(dān)荷載，且且承載力比樁樁高得多墩的荷載分擔(dān)擔(dān)與傳遞機理理與樁有所不不同墩基礎(chǔ)與沉井井基礎(chǔ)的區(qū)別別沉井自身結(jié)構(gòu)構(gòu)不同于實心心的墩沉井的外形輪輪廓尺寸比墩墩大很多沉井井的的承承載載能能力力比比墩墩高高施工工方方法法不不同同沉井井：：帶刃刃腳腳的的井井筒筒狀狀構(gòu)構(gòu)造造物物，，用用人人工工或或機機械械方方法法清清除除井井內(nèi)內(nèi)土土石石，，主主要要借借自自重重克克服服井井壁壁與與土土層層摩摩阻阻，，逐逐節(jié)節(jié)下下沉沉至至基基底底設(shè)設(shè)計計標(biāo)標(biāo)高高的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。圖8.1沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)示示意意8.2沉井井的的類類型型及及基基本本構(gòu)構(gòu)造造沉井井特點點下基基深深，，hmax=220m，適適用用于于深深水水，，整整體體性性強強，，穩(wěn)穩(wěn)定定性性好好，，承承載載力力大大造價價高高，，施施工工期期長長，，不不排排水水施施工工時時難難于于克克服服刃刃腳腳下下孤孤石石、、沉沉船船、、樹樹干干等等障障礙礙物物，，易易發(fā)發(fā)生生流流砂砂現(xiàn)現(xiàn)象象適用用條條件件上部部荷荷載載較較大大在山山區(qū)區(qū)河河流流中中沖沖刷刷大大河水水較較深深，，采采用用擴擴大大基基礎(chǔ)礎(chǔ)施施工工圍圍堰堰有有困困難難沉井井的的作作用用及及適適用用條條件件按沉沉井井橫橫截截面面形形狀狀分分類類單孔孔沉沉井井、、單單排排孔孔沉沉井井、、多多排排孔孔沉沉井井按沉沉井井豎豎直直截截面面形形狀狀分分類類柱形形沉沉井井、、階階梯梯形形沉沉井井、、錐錐形形沉沉井井下沉沉方方式式就地地制制造造下下沉沉沉沉井井(一般般沉沉井井)、浮浮運運沉沉井井制作作材材料料砼沉沉井井，，鋼鋼筋筋砼砼沉沉井井，，竹竹筋筋沉沉井井(南昌昌贛贛江江大大橋橋、、白白沙沙沱沱長長江江大大橋橋)，鋼鋼～～,磚石石～～,木～～8.2.1沉井井的的類類型型按沉沉井井的的橫橫截截面面形形狀狀分分類類單孔孔沉沉井井:圓形形、、正正方方形形及及矩矩形形。。力求求簡簡單單對對稱稱，，利利于于受受力力，，便便于于施施工工單排排孔孔沉沉井井：：有兩兩個個或或兩兩個個以以上上的的井井孔孔，，各各孔孔以以內(nèi)內(nèi)隔隔墻墻分分開開并并在在同同一一方方向向排排布布，，矩矩形形、、長長圓圓形形及及組組合合形形狀狀多排排孔孔沉沉井井：：沉井井內(nèi)內(nèi)部部設(shè)設(shè)置置數(shù)數(shù)道道縱縱橫橫交交叉叉的的內(nèi)內(nèi)隔隔墻墻圖8.2沉井井的的平平面面形形式式按沉沉井井豎豎直直截截面面形形狀狀分分類類柱形形沉沉井井：：下沉沉過過程程不不易易傾傾斜斜、、井井壁壁接接長長簡簡單單，，模模板板反反復(fù)復(fù)利利用用階梯梯形形沉沉井井:下沉沉阻阻力力小小，，刃刃腳腳處處的的臺臺階階高高度度一一般般為為1~2m，階階梯梯寬寬度度為為10~20cm錐形形沉沉井井：：帶斜斜坡坡，，坡坡比比一一般般為為1/20~1/50，下下沉沉阻阻力力小小，，下下沉沉不不穩(wěn)穩(wěn)，，制制作作較較困困難難圖8.3沉井井的的豎豎向向剖剖面面圖圖柱形形階梯梯形形錐形形8.2.2沉井井基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的構(gòu)構(gòu)造造沉井井組組成成井壁壁刃腳腳內(nèi)隔隔墻墻井孔孔凹槽槽封底底蓋板板圖8.4沉井井的的一一般般構(gòu)構(gòu)造造a)柱形形;b)階梯梯形形;c)階梯梯形形;d)錐形形一般般：：厚厚0.8～1.5m，每每節(jié)節(jié)高高≤≤5m，砼砼強強度度等等級級≥≥C15。例：：湘湘江江大大橋橋(一橋橋)8#墩，，上上節(jié)節(jié)厚厚2.6m，下下節(jié)節(jié)3.0m，22××12××5m，下下沉沉12.6m圖8.4沉井井立立面面形形狀狀井壁壁:沉井井主主要要部部分分，，下下沉沉過過程程起起擋擋土土、、擋擋水水及及壓壓重重作作用用，，為為深深基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的護(hù)護(hù)壁壁和和建建筑筑物物的的基基礎(chǔ)礎(chǔ)。。刃腳腳：：井壁壁下下端端楔楔狀狀部部分分，，利利于于切切入入土土中中加加速速下下沉沉一般般底底面面(踏面面)厚不不大大于于15cm，以以型型鋼鋼加加強強，，高高1m以上上，，砼砼強強度度等等級級≥≥C20圖8.5刃腳腳構(gòu)構(gòu)造造示示意意內(nèi)隔隔墻墻：：加強強沉沉井井整整體體剛剛度度，，施施工工時時井井孔孔作作為為取取土土井井，，以以便便在在沉沉井井下下沉沉?xí)r時掌掌握握土土位位置置控控制制下下沉沉方方向向，，防防止止或或糾糾正正沉沉井井傾傾斜斜或或偏偏移移。。內(nèi)隔隔墻墻的的間間距距一一般般不不大大于于5~6m，厚厚度度一一般般為為0.5~1.0m一般般要要求求隔隔墻墻底底高高出出刃刃腳腳底底面面0.5~1.0m圖8.6隔墻構(gòu)造造示意井孔：挖土排土土的工作作場所和和通道位置：取土井的的平面布布置應(yīng)與與中軸線線對稱，，以利于于沉井均均勻下沉沉大?。河扇⊥练椒椒ǘǘǎ捎糜猛谕炼范啡⊥?xí)r時，應(yīng)能能使挖土土斗自由由升降，，一般寬寬度≥3m，對稱布布置20凹槽：使封底砼砼和井壁壁結(jié)合良良好深約0.15-0.30m，高約1.0m，距刃腳腳底面一一般在1.5m以上圖8.7凹槽構(gòu)造造示意封底和蓋蓋板封底厚由由計算確確定，頂頂面突出出刃腳根根部不小小于0.5m，并達(dá)凹凹槽上端端，砼強強度一般般地基C20，巖石地地基C15。蓋板厚厚一般1.5～2.0m，井孔充充填砼時時砼應(yīng)≥≥C10。頂蓋厚度度一般為為1.5~2.0m。沉井頂頂部澆注注鋼筋砼砼頂蓋，，承托上上部結(jié)構(gòu)構(gòu)。圖8.9封底和蓋蓋板示意意8.3沉井的施施工旱地沉井井施工：：平整場地地，制造造第一節(jié)節(jié)沉井、、拆模及及抽墊、、挖土下下沉、接接高沉井井、井頂頂圍堰、、地基檢檢驗和處處理、封封底、充充填井孔孔、澆筑筑頂蓋。。水上筑島島：水流速不不大，水水深≤3～4m時采用，，砂島應(yīng)應(yīng)高出施施工最高高水位0.5m以上，在在島上澆澆筑沉井井。浮運沉井井：水深筑島島困難時時采用，，岸邊制制作，滑滑入水中中，井壁壁為空體體可浮于于水面，，就位后后灌注砼砼下沉至至河床。。8.3.1沉前準(zhǔn)備備鋪墊木（（枕木木、方木木）立模板綁綁鋼筋注混凝土土、養(yǎng)護(hù)護(hù)土內(nèi)模制制造沉井井刃腳清理場地地制造第一一節(jié)沉井井圖8.11制造第一一節(jié)沉井井實例圖8.10基坑砂墊墊層剖面面圖首節(jié)沉井井制作首節(jié)沉井井制作第二節(jié)沉沉井的制制作沉井下沉沉中沉井隔墻墻鋼筋的的綁扎拆模及抽抽墊拆模順序序：井孔模板板、外側(cè)側(cè)模板、、隔墻支支撐及模模板、刃刃腳面支支撐及模模板抽墊順序序：內(nèi)壁、短短邊及長長邊下對對稱同步步。長邊邊下隔1根撤1根，最后后以定位位樁為中中心由遠(yuǎn)遠(yuǎn)而近對對稱撤除除圖8.11沉井墊木木（a）圓形沉沉井墊木木；（b）矩形沉沉井墊木木取土下沉沉8.3.2取土下沉沉圖8.12除土下下沉沉示意意排水下沉沉當(dāng)沉井穿穿過的土土層較穩(wěn)穩(wěn)定，不不會因排排水而產(chǎn)產(chǎn)生大量量流砂時時，可采采用排水水下沉。。8.3.2取土下沉沉圖8.12排水下沉沉挖土和取取土方法法土質(zhì)為砂砂土或軟軟黏土?xí)r時，用水水力機械械施工砂、卵石石層或硬硬黏土層層時，采采用抓主主斗出土土不排水下下沉當(dāng)上層不不穩(wěn)定、、地下水水涌水量量很大，，為防止止因內(nèi)排排水而產(chǎn)產(chǎn)生流砂砂等不利利現(xiàn)象，，需用不不排水下下沉。8.3.2取土下沉沉圖8.13不排水下下沉挖土和取取土方法法使用機械械抓主斗斗，或用用高壓水水槍破土土，然后后用空氣氣或吸泥泥機將泥泥水排出出。泥漿套下下沉法泥漿套下下沉法是是在井壁壁與土層層之間設(shè)設(shè)一層觸觸變泥漿漿，靠泥泥漿的潤潤滑作用用大大減減少土對對井的阻阻力，使使沉井又又快又穩(wěn)穩(wěn)地下沉沉。8.3.2取土下沉沉8.3.3接筑沉井井第一節(jié)沉沉井頂面面下沉至至距地面面還剩1m～2m時，應(yīng)停停止挖土土，接筑筑第二節(jié)節(jié)沉井。。接筑前應(yīng)應(yīng)使第一一節(jié)沉井井位置正正直，鑿鑿毛頂面面，然后后立模澆澆筑混凝凝土。待混凝土土強度達(dá)達(dá)設(shè)計要要求后，，再拆模模繼續(xù)挖挖土下沉沉。每次澆注注的最大大高度不不宜超過過5m。對稱、均均勻地澆澆注，以以防傾斜斜。8.3.4沉井封底底達(dá)到設(shè)計計標(biāo)高后后，停止止挖土，，準(zhǔn)備封封底優(yōu)先考慮慮干封，，其成本本低，施施工快，，易保證證質(zhì)量封底一般般采用素素混凝土土要確保封封底質(zhì)量量，封底底要預(yù)留留集水井井集水井用用于當(dāng)封封底混凝凝土未達(dá)達(dá)到設(shè)計計強度時時連續(xù)抽抽水，待待封底達(dá)達(dá)到強度度要求后后將其封封死水下封底底應(yīng)特別別注意保保證混凝凝土澆注注質(zhì)量，，厚度應(yīng)應(yīng)按施工工中最不不利情況況由素砼砼強度及及沉井抗抗浮要求求計算確確定。浮運沉井井水深筑島島困難時時采用，，岸邊制制作，滑滑入水中中，井壁壁為空體體浮于水水面，就就位后灌灌注砼下下沉至河河床。圖8.13浮運沉井井施工示示意圖浮式沉井井：雙壁鋼殼殼直徑21.4米凈凈高13.6米8.3.5沉井下沉沉所遇問問題及處處理偏斜：沉井偏斜斜大多發(fā)發(fā)生在下下沉不深深時，導(dǎo)導(dǎo)致偏斜斜原因有有多種；；糾偏方法法有：除土土、壓重重、頂部部施加水水平力難沉：即沉井下下沉過慢慢或停沉沉；原因因（側(cè)阻阻過大、、踏面過過大、孤孤石樹根根等）；；解決方法法（射水、、加重井井壁、減減小踏面面、小型型爆破））突沉：沉井產(chǎn)生生較大的的傾斜或或超沉，，突沉常常發(fā)生于于軟土地地區(qū)；主要原因因是井壁側(cè)側(cè)阻較小小流砂：在粉、細(xì)細(xì)砂層中中下沉沉沉井，易易出現(xiàn)流流砂現(xiàn)象象；主要要原因是是土中動動水壓力力的水頭頭梯度大大于臨界界值；防治措施施有：采用用井點降降水及不不排水除除土，或或向井內(nèi)內(nèi)回灌水水沉井偏斜斜主要內(nèi)容容：沉井尺寸寸的確定定沉井作為為天然地地基上基基礎(chǔ)的計計算沉井自重重的驗算算第一節(jié)井井壁在自自重作用用下應(yīng)力力驗算刃腳驗算算沉井井壁壁計算沉井封底底混凝土土的計算算沉井抗浮浮驗算8.4沉井的設(shè)設(shè)計與計計算沉井高度度沉井底面面標(biāo)高，，主要根根據(jù)上部部荷載、、水文地地質(zhì)條件件及各土土層的承承載力等等確定。。沉井作為為基礎(chǔ)，，其頂面面應(yīng)埋入入地面0.2m或地下水水位以上上0.5m。8.4.1沉井尺寸寸的確定定沉井尺寸寸的確定定沉井平面面形狀和和尺寸沉井平面面形狀應(yīng)應(yīng)根據(jù)上上部建筑筑物的平平面形狀狀決定。。為取土方方便，取取土井寬寬度≮2.5m，沿沉井井中心線線布置為防止下下沉過程程中少許許偏斜對對建筑物物影響，，要求留留襟邊，，其寬度度≮下沉沉總深度度的2%，且不得得小于20cm。上部建筑筑底部長長寬尺寸寸為A0、B0，沉井下下下沉高高度為h0，沉井頂頂面尺寸為為A=A0+2（0.02~0.04)h0或A0+20cmB=B0+2（0.02~0.04)h0或B0+20cm井壁厚度度一般為為0.7~1.5m，內(nèi)隔墻墻厚度為為0.5m左右8.4.1沉井尺寸寸的確定定地基強度度：沉井作為為深基礎(chǔ)礎(chǔ)時，一一般要求求下沉至至堅實土土層或巖巖層上，，且地基基強度須須滿足：：F—作用于沉沉井頂面面處荷載載G—沉井自重重Rf—井側(cè)總摩摩阻力Rj—沉井底部部地基土土的總反反力Rj=faA(fa為基底土土承載力力特征值值)F+G≤Rj+Rf沉井作為為天然地地基基礎(chǔ)礎(chǔ)計算式中：8.4.2沉井作為為天然地地基上基基礎(chǔ)的計計算礎(chǔ)井側(cè)總摩摩阻力Rf：可假定井井側(cè)總摩摩阻力Rf沿深度成成梯形分分布，距距地面5m范圍內(nèi)按按三角形形分布，，5m以下為常常數(shù)，故故總摩阻阻力為Rf＝U(h－2.5)qU—沉井周長長q—單位面積積摩阻力力加權(quán)平平均值。。圖8.15井壁摩阻阻力分布布假設(shè)8.4.2沉井作為為天然地地基上基基礎(chǔ)的計計算8.4.3沉井自重重驗算確定沉井井的外形形尺寸和和壁厚時時，應(yīng)保保證沉井井在各種種施工階階段能克克服四壁壁摩阻力力Rf而順利下下沉，即即G—各種施工工階段沉沉井的自自重；Rf—沉井井壁壁土的摩摩阻力。。為保證沉沉井在施施工時能能順利下下沉到設(shè)設(shè)計標(biāo)高高，需要要驗算沉沉井自重重是否滿滿足下沉沉要求，，用下沉沉系數(shù)K表示在抽出墊墊木及挖挖土可能能有不均均勻等不不利條件件下，第第一節(jié)井井壁在自自重作用用下應(yīng)按按單支點點、簡支支梁等驗驗算井壁壁強度。。8.4.4第一節(jié)井井壁在自自重作用用下應(yīng)力力的計算算開始下沉沉不排水取取土下沉沉圖8.19底節(jié)沉井井支點布布置示意意圓形沉井井按支撐在在相互垂垂直直徑徑的四個個點驗算算，不排排水下沉沉?xí)r，可可能遇到到障礙物物，按直直徑兩端端支點下下沉考慮下兩兩種最不不利情況況：刃腳外撓撓：刃腳內(nèi)側(cè)側(cè)入土1m，并剛接接筑完上上節(jié)沉井井，井頂頂露出地地面或水水平面約約一節(jié)沉沉井高度度時處于于最不利利位置。。此時因因自重作作用，產(chǎn)產(chǎn)生向外外撓曲。。刃腳內(nèi)撓撓：沉井下沉沉至接近近設(shè)計標(biāo)標(biāo)高，刃刃腳下土土已掏空空，沉井井自重全全部由外外側(cè)摩阻阻力承擔(dān)擔(dān)。此時時在外側(cè)側(cè)水、土土壓力作作用下，，使刃腳腳產(chǎn)生向向內(nèi)撓曲曲。刃腳豎向向內(nèi)力計計算圖8.20刃腳向外外繞曲受受力示意意圖圖8.21刃腳向內(nèi)內(nèi)繞曲受受力示意意圖8.4.5刃腳計算算計算土壓壓力和水水壓力總的土壓壓力刃腳外撓撓圖8.22刃腳受力力圖8.4.5刃腳計算算土壓力作作用點到到刃腳底底面的距距離為計算水壓壓力總水壓力力水壓力作作用點到到刃腳底底面的距距離為計算井壁壁側(cè)的摩摩擦力按以下兩兩個公式式取較小小值刃腳外撓撓圖8.23井壁摩擦擦力T及刃腳下下的反力力8.4.5刃腳計算算刃腳外撓撓8.4.5刃腳計算算計算刃腳腳下土的的反力Rj圖8.24Rj作用點計計算Rj作用點計計算法假定U為三角形形分布，，則作用用點在距距離刃腳腳底面1/3高度處刃腳外撓撓8.4.5刃腳計算算計算刃腳腳自重刃腳外側(cè)側(cè)的摩擦擦力計算作用用在刃腳腳外側(cè)的的摩擦力力的方法法與計算算井壁側(cè)側(cè)面摩擦擦力T的方法相相同，取取較大值值，目的的為使刃刃腳彎矩矩為最大大刃腳外撓撓8.4.5刃腳計算算作用于刃刃腳上的的水平外外力的分分配沉井刃腳腳一方面面看做固固著在刃刃腳根部部的懸臂臂梁，又又可看做做一個封封閉的水水平框架架懸臂作用用框架作用用刃腳外撓撓8.4.5刃腳計算算刃腳內(nèi)側(cè)側(cè)豎直鋼鋼筋的確確定求得刃腳腳上所有有外力的的大小、、方向和和作用點點后，即即可求算算作用在在刃腳根根部截面面上單位位周長的的軸向力力F、水平剪剪力V以及對刃刃腳根部部截面中中心O點的力矩矩M。根據(jù)F、V、M計算刃腳腳內(nèi)側(cè)所所需的數(shù)數(shù)值鋼筋筋。鋼筋面積積不小于于根部總總截面面面積的0.1%，布置鋼鋼筋時應(yīng)應(yīng)深入懸懸臂根部部以上0.5l1圖8.22刃腳受力力圖刃腳向內(nèi)內(nèi)撓曲8.4.5刃腳計算算計算刃腳腳外壁的的土壓力力和水壓壓力。土土壓力和和第一種種情況相相同。水水壓力的的計算，，不排水水下沉，，井壁外外側(cè)水壓壓力按100%計算，井井內(nèi)水壓壓力按50%計算，也也可按施施工中的的水頭差差計算；；排水下下沉?xí)r，，在不透透水土中中，按靜靜水壓力力的60%計算圖8.23刃腳向內(nèi)內(nèi)撓曲因刃腳下下的土已已掏空，，故Rj=0，U=0刃腳上的的側(cè)面摩摩擦力與與第一種種情況相相同，取取較小值值刃腳自重重計算、、外側(cè)豎豎向鋼筋筋的計算算和布置置，同第第一種情情況刃腳水平平內(nèi)力計計算8.4.5刃腳計算算矩形沉井井視為封閉閉的水平平框架計計算刃腳處于于第二種種不利情情況下，，刃腳受受到最大大水平剪剪力。作作用在刃刃腳上的的外力與與計算刃刃腳向內(nèi)內(nèi)撓曲時時一樣，，由于水水平鋼筋筋只分擔(dān)擔(dān)作用在在水平框框架上的的的荷載載，采用用分配系系數(shù)cf作用在水水平框架架上的均均布荷載載p等于作用用在刃腳腳上的水水平外力力乘以系系數(shù)cf刃腳水平平內(nèi)力計計算8.4.5刃腳計算算圓形沉井井同一標(biāo)高高上的土土壓力，，理論上上應(yīng)是均均勻的，，但實際際上由于于傾斜、、土質(zhì)不不均勻等等原因，，會引起起土壓力力不均勻勻分布。。為計算方方便，采采用調(diào)整整土的內(nèi)內(nèi)摩擦角角值來解解決。井壁上互互成90°的兩點處處的徑向向土壓力力位pA和pB，計算pA的內(nèi)摩擦擦角采用用ψ-（2.5°°~5°°），計算算pB的內(nèi)摩擦擦角采用用ψ+（2.5°°~5°°）圖8.26圓形井壁壁上壓力力的調(diào)整整作用在A、B截面上的的內(nèi)力為為刃腳水平平內(nèi)力計計算8.4.5刃腳計算算圓形沉井井刃腳的的環(huán)向拉拉力計算算沉井下沉沉途中，，由于刃刃腳內(nèi)側(cè)側(cè)的土反反力的作作用，使使圓形沉沉井的刃刃腳產(chǎn)生生環(huán)向拉拉力N，其值為為井壁水水平內(nèi)內(nèi)力計計算8.4.6沉井井井壁計計算井壁水水平外外力沿沿深度度變化化，井井壁水水平內(nèi)內(nèi)力應(yīng)應(yīng)分段段計算算，計計算水水平內(nèi)內(nèi)力時時，最最不利利位置置是沉沉井下下沉到到設(shè)計計標(biāo)高高，且且刃腳腳挖空空時，，把井井壁看看做框框架，，計算算各分分段的的內(nèi)力力及水水平鋼鋼筋井壁水水平內(nèi)內(nèi)力計計算8.4.6沉井井井壁計計算位于刃刃腳根根部以以上高高度等等于井井壁厚厚度的的一段段井壁壁施工階階段的的水平平荷載載有：：自身身的水水平荷荷載，，刃腳腳傳遞遞的水水平剪剪力，，其值值等于于作用用在懸懸臂梁梁上的的水平平外力力乘以以分配配系數(shù)數(shù)cb作用在在此段段井壁壁上的的均布布荷載載為：：其余各各段按斷面面變化化為準(zhǔn)準(zhǔn)，將將井壁壁分為為數(shù)段段，取取每一一段中中控制制設(shè)計計的井井壁進(jìn)進(jìn)行計計算。。作用用在框框架的的水平平荷載載為井壁垂垂直受受拉計計算8.4.6沉井井壁計計算井壁受拉的的最不利情情況為沉井井達(dá)到設(shè)計計標(biāo)高此時，上部部井壁被土土夾住，刃刃腳下的土土已挖空，，沉井好像像掛在土中中，在井壁壁內(nèi)將出現(xiàn)現(xiàn)較大的拉拉力，使井井壁有拉斷斷的危險。。作用在井壁壁的側(cè)面摩摩阻力，按按沉井可能能被夾住的的不利位置置，此時假假設(shè)井壁摩摩阻力沿深深度成倒三三角形分布布井壁垂直受受拉計算8.4.6沉井井壁計計算等截面井壁壁根據(jù)自重和和倒三角形形分布的摩摩阻力相等等，推得x處的井壁摩摩阻力圖8.27等截面井壁壁受拉計算算x處的拉力為為對上式求導(dǎo)導(dǎo)，求得最最大拉力位位置為x/2，最大拉力力為G0/4井壁垂直受受拉計算8.4.6沉井井壁計計算非等截面井井壁圖8.27非等截面井井壁受拉計計算沉井上部側(cè)側(cè)摩阻力為為井壁x處的拉應(yīng)力力為任意高度上上的摩阻力力為沉井封底混混凝土計算算8.4.7沉井封底砼砼計算在施工抽水水時，封底底砼承受基基底水和土土的向上反反力，此時時若砼的齡齡期不足，，應(yīng)考慮砼砼的強度折折減沉井井孔用用砼填實時時，封底砼砼應(yīng)承受基基礎(chǔ)設(shè)計的的最大基底底反力，并并可計入孔孔內(nèi)其他填填充物作用用在封底砼砼的重量沉井抗浮驗驗算8.4.8沉井抗浮驗驗算抗浮穩(wěn)定系系數(shù):當(dāng)沉井下沉沉到設(shè)計標(biāo)標(biāo)高，砼封封底并做好好鋼筋砼頂頂板、抽除除井內(nèi)積水水后，而內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及及設(shè)備尚未未安裝，井井外地下水水位達(dá)最高高時，應(yīng)考考慮沉井的的抗浮穩(wěn)定定，即要求求K2：∑G—沉井結(jié)構(gòu)的的自重；P—水對沉井的的浮力，等等于地下水水位以下沉沉井排開同同體積的水水重沉井井壁上上的土壓力力計算8.5對沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計理論論的討論目前沉井土土壓力計算算多采用朗朗肯（Rankine）及庫倫（（Coulomb）土壓力理理論。由于沉井結(jié)結(jié)構(gòu)的剛度度較大，井井筒的截面面尺寸一般般不很大，，通常處于于空間受力力狀態(tài)，故故用平面問問題進(jìn)行土土壓力的計計算不盡合合理。當(dāng)深度較大大時，誤差差更明顯雖有一些考考慮空間問問題因素的的沉井土壓壓力計算方方法，但較較復(fù)雜，不不宜使用沉偏時土壓壓力的軸向向分布8.5對沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計理論論的討論傳統(tǒng)的土壓壓力理論計計算土壓力力，考慮沉沉偏時沉井井周圍土壓壓力分布時時，現(xiàn)行的的方法是對對圓形沉井井，采用調(diào)調(diào)整土內(nèi)摩摩擦角法，，矩形沉井井按均布考考慮。實際沉偏時時，沉井在在偏斜方向向兩端點處處的土壓力力狀態(tài)及量量值不同，，且與沉井井的平面尺尺寸，深度度及糾偏方方法等有關(guān)關(guān)。調(diào)整內(nèi)摩擦擦角的做法法本身隨意意性很大，，且其依據(jù)據(jù)是否充分分，到底能能否放映上上述因素，，尚不清楚楚。考慮壓力的的重液法8.5對沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計理論論的討論鑒于沉井土土壓力機理理尚缺乏研研究，傳統(tǒng)統(tǒng)土壓力理理論計算很很粗略，與與實際出入入很大為簡化計算算，可近似似的將水和和土視為水水土混合重重液，按重重液靜壓力力施加于沉沉井井壁，，即重液法法重液法簡單單易行，具具有一定使使用價值，，在國內(nèi)外外均有應(yīng)用用沉井底面土土層的承載載力8.5對沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)計理論論的討論沉井底面尺尺寸較大，，進(jìn)行足尺尺試驗測定定沉井底面面土層承載載力是十分分困難甚至至是不可能能的估算沉井豎豎向承載力力值時，需需確定沉井井底面土層層承載力特特征值通常按淺基基礎(chǔ)作用下下的地基承承載力做深深、寬度修修正后用于于計算實際上由于于深井深度度大，沉井井底面處土土層的承載載力屬于深深基礎(chǔ)承載載力課題墩基礎(chǔ)的類類型8.6墩基礎(chǔ)的類類型與特點點按墩的受力力情況分類類墩基礎(chǔ)主要要承受上部部結(jié)構(gòu)傳遞遞來的豎向向壓力及水水平力，較較少用于抗抗拔情況按傳遞上部部荷載的方方式，分為為摩擦墩與端承墩兩類墩以承受水水平荷載為為主時，稱稱水平受力墩墩圖8.28墩按受力情情況分類摩擦墩端承墩水平受力墩墩墩基礎(chǔ)的類類型8.6墩基礎(chǔ)的類類型與特點點按墩體形狀狀分類（軸軸向截面、、墩底）墩軸向截面面形狀柱形墩：截面尺寸寸及形狀不不隨深度變變化、形狀狀簡單、施施工方便、、設(shè)計計算算較簡單錐形墩：截面形狀狀隨深度不不變而尺寸寸隨深度線線性變化、、受力狀態(tài)態(tài)較好、成成孔施工較較復(fù)雜齒形墩：沿墩身設(shè)設(shè)置倒置的的臺階，故故可加大墩墩的側(cè)壁摩摩阻力，適適用于墩側(cè)側(cè)面有較厚厚黏性土層層的情況。。圖8.29墩按豎向斷斷面形式分分類柱形墩錐形墩齒形墩墩基礎(chǔ)的類類型8.6墩基礎(chǔ)的類類型與特點點按墩體形狀狀分類（豎向截面面形狀、墩墩底）墩底形狀（取決于墩墩底基巖的的承載能力力及墩底荷荷載水平））直底墩：用于墩底底為堅硬土土層或巖層層擴底墩：為使墩承承擔(dān)更大的的荷載嵌底墩：當(dāng)墩底支支撐于巖層層上，為使使墩底牢固固，防止水水平荷載導(dǎo)導(dǎo)致墩底滑滑動而將墩墩端部嵌入入巖層圖8.30墩按墩底形形狀分類直底墩擴底墩嵌底墩墩基礎(chǔ)的類類型8.6墩基礎(chǔ)的類類型與特點點按施工方法法分類成孔方法：鉆孔、沖沖孔、挖孔孔孔壁支護(hù)：無護(hù)壁墩墩、有護(hù)壁壁墩無護(hù)壁墩：成孔過程程及成孔后后，孔壁無無需保護(hù)而而直接澆注注砼，適應(yīng)應(yīng)于上部土土層較好不不宜坍塌的的情況有護(hù)壁墩：在施工過過程中加以以支撐，防防止土體坍坍塌或地下下水流入孔孔內(nèi)，有鋼鋼筒、木板板、磚石或或砂土等圖8.31墩按有無護(hù)護(hù)壁分類無護(hù)壁墩有護(hù)壁墩超過100G的市政課件件下載地址址：/share/home?uk=3308272875/cgNbAUeLQ5khi訪問密碼9e0d/cgNbKsknwtuxm訪問密碼d5cf十一月市政政培訓(xùn)班的的網(wǎng)址：/item.htm?idspm=2014.21600715.0.012年過的一級級市政和造造價師一一次性八門門/372227696/blog/1411052872攜手十一通通過市政政qq群：136816564墩基礎(chǔ)的類類型8.6墩基礎(chǔ)的類類型與特點點按鋼材布置置情況分類類（鋼作為為加勁材料料）鋼筋混凝土土墩：配筋與一一般灌注樁樁的配筋類類似鋼套筒墩鋼核墩圖8.31墩按有無護(hù)護(hù)壁分類鋼筋砼墩鋼套筒墩采用成品鋼鋼管或型鋼鋼，鋼材用用量大，主主要適用于于墩身受力力很大的情情況鋼核墩墩的特點8.6墩基礎(chǔ)的類類型與特點點有很高的承承載力，單單墩質(zhì)量要要求高在較密實的的砂層、卵卵石地基中中，打樁困困難，做墩墩基易于施施工與沉井、沉沉箱相比，，墩基施工工只需輕型型機具，在在適當(dāng)?shù)牡氐鼗c環(huán)境境條件下，，常有較大大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)優(yōu)勢。噪音音小，但成成孔施工中中可能引起起流砂有較大的豎豎向和水平平承載力，，還有較大大的抗拔能能力墩身斷面尺尺寸較大，，便于檢查查墩底持力力層與墩側(cè)側(cè)土質(zhì)情況況墩的豎向抗抗壓承載力力8.7墩基礎(chǔ)的承承載力與變變形墩載荷試驗驗方法經(jīng)驗公式方方法理論公式方方法墩身材料強強度方法墩的豎向抗抗壓承載力力8.7墩基礎(chǔ)的承承載力與變變形墩載荷試驗驗方法（最最常用、最最可靠）安全系數(shù)法法根據(jù)豎向荷荷載Q與s的關(guān)系曲線線特征，先先確定墩的的極限承載載力Qu，然后除以以安全系數(shù)數(shù)k=2.0容許變形法法按變形控制制原則進(jìn)行行墩基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計時，根根據(jù)Q-s曲線，按某某一容許變變形值[s]取相應(yīng)荷載載作為承載載力特征值值直底墩，[s]=10~25mm，擴底墩，，[s]=10~15mm。墩的豎向抗抗壓承載力力8.7墩基礎(chǔ)的承承載力與變變形按經(jīng)驗公式式確定墩的的承載力值值再除以安全全系數(shù)k=2.0~3.0該方法精度度較低，用用于初步設(shè)設(shè)計階段用用于初估墩墩的承載力力墩的豎向抗抗壓承載力力8.7墩基礎(chǔ)的承承載力與變變形按理論公式式計算墩的的承載力按土的極限限平衡理論論，墩的極極限承載力力墩底下為較較硬密土層層，按整體體剪切破壞壞計算，即即墩的豎向抗抗壓承載力力8.7墩基礎(chǔ)的承承載力與變變形按墩身材料料強度確定定墩的承載載力特征值值置于堅硬土土層或巖層層上的墩，，由于其可可承受荷載載高，承載載能力往往往由墩身材材料強度控控制，設(shè)計計用保證外外荷載滿足足墩身材料料強度要求求確定軸心心受壓情情況墩的沉降降估算8.7墩基礎(chǔ)的的承載力力與變形形墩的沉降降由三部部分組成成sp——墩身軸向向壓縮變變形sb——墩底土層層壓縮變變形ss——墩端下沉沉渣壓縮縮變形墩的抗拔拔承載力力8.7墩基礎(chǔ)的的承載力力與變形形墩的抗拔拔承載力力Tu——墩的極限限抗拔承承載力Tun——墩的凈極極抗拔力力G——墩體的有有效重度度直底墩抗抗拔破壞壞模式擴底墩抗抗拔破壞壞模式墩的水平平承載能能力與位位移8.7墩基礎(chǔ)的的承載力力與變形形對于承受受水平力力及彎矩矩作用為為主的墩墩，可根根據(jù)墩身身長度與與墩的相相對剛度度系數(shù)R之比β，將墩分分為剛性墩半剛性墩墩柔性墩系數(shù)β計算方法法多墩共同同承擔(dān)水水平力，，水平力力的分配配設(shè)計依據(jù)據(jù)與原則則8.8墩基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計要點點設(shè)計依據(jù)據(jù)建筑物或或構(gòu)筑物物的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式及及特點、、場地與與地基的的工程地地質(zhì)條件件、荷載載類型、、量級及及組合條條件、墩墩基承載載能力與與沉降的的設(shè)計控控制準(zhǔn)則則設(shè)計原則則墩基礎(chǔ)的的設(shè)計必必須針對對每一根根墩的具具體條件件來進(jìn)行行墩的設(shè)計計應(yīng)緊密密結(jié)構(gòu)墩墩的施工工技術(shù)、、施工條條件進(jìn)行行墩基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計步驟驟及內(nèi)容容8.8墩基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計要點點選擇墩的的類型確定墩的的基本尺尺寸墩的承載載力特征征值與變變形計算算墩基本身身的配筋筋、加勁勁材料的的設(shè)計計計算與墩墩身護(hù)壁壁結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計，并并繪制施施工圖提出對施施工方法法、質(zhì)量量檢測等等工作的的意見和和建議設(shè)計中的的若干重重要因素素8.8墩基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計要點點上部結(jié)構(gòu)構(gòu)的復(fù)雜雜性及對對不均勻勻沉降的的敏感程程度特殊荷載載的作用用，如地地震力、、墩上的的負(fù)摩擦擦力、膨膨脹土的的膨脹力力墩基施工工對鄰近近建筑物物及設(shè)施施的不利利影響，，如墩成成孔造成成土層側(cè)側(cè)移與滲滲水等現(xiàn)在及未未來環(huán)境境因素對對墩基形形狀的不不利影響響在復(fù)雜地地質(zhì)條件件下中途途改變改改變設(shè)計計方案的的可能性性及由此此帶來的的其他工工程問題題墩基施工工先進(jìn)、、便利技技術(shù)的應(yīng)應(yīng)用及墩墩基質(zhì)量量檢測的的便利性性和可靠靠性墩基礎(chǔ)的的施工程程序8.9墩基礎(chǔ)施施工要點點清理場地地放線定位位成孔施工工驗孔清底底放設(shè)鋼材材砼灌注墩基礎(chǔ)的的施工程程序8.9墩基礎(chǔ)施施工要點點清理場地地施工的前前期準(zhǔn)備備工作對進(jìn)場道道路、材材料堆放放及施工工操作現(xiàn)現(xiàn)場應(yīng)清清楚雜物物、整平平，安排排施工臨臨時建筑筑物、設(shè)設(shè)施放線定位位在整平的的施工場場地，按按設(shè)計要要求放出出建筑物物軸線和和邊線，，在設(shè)計計墩位處處設(shè)置標(biāo)標(biāo)志即定定位。墩基礎(chǔ)的的施工程程序8.9墩基礎(chǔ)施施工要點點成孔施工工：鉆孔、挖挖空、沖孔鉆孔法：：大型鉆鉆機在地地基中定定位鉆孔孔挖孔法：：機械挖挖孔、人人工挖孔孔機械挖孔孔：挖孔前前先在墩墩位處打打鋼套筒筒，在鋼鋼套筒內(nèi)內(nèi)用機械械抓