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文檔簡(jiǎn)介

第五章:沉井基礎(chǔ)

(OpenCaissonFoundation)1.沉井的基本概念、作用及適用條件2.沉井的類型和構(gòu)造

3.沉井作為整體深基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和計(jì)算4.沉井施工過(guò)程中的結(jié)構(gòu)計(jì)算5.沉井施工簡(jiǎn)介6.地下連續(xù)墻簡(jiǎn)介1.沉井的基本概念、作用及適用條件沉井的基本形態(tài)沉井是一個(gè)柱體井筒狀結(jié)構(gòu)物,井壁為剛度比較大的鋼筋混凝土,在井內(nèi)挖土并靠自身重量克服井壁與土的摩擦下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,封底填塞后形成基礎(chǔ)。沉井施工動(dòng)畫(huà)演示沉井的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):埋置深度大(大型沉井可以下沉幾十米);整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、有較大的承載面積,可以承受較大的豎向和水平荷載;施工技術(shù)簡(jiǎn)單,施工時(shí)不需要板樁圍護(hù),本身具有擋土與擋水的功能;適用范圍廣,尤其是存在較大卵石不便于樁基施工的地基;可以作為施工中事故處理、組合基礎(chǔ)的一部分來(lái)應(yīng)用。缺點(diǎn):施工期較長(zhǎng)(不能連續(xù)施工);遇有難于清除的障礙物(流砂、樹(shù)干、大塊孤石、舊橋基等)時(shí)下沉困難;河床覆蓋層下存在傾斜度較大巖層,沉井不易穩(wěn)定。沉井的適用條件上部荷載較大、穩(wěn)定性要求較高、良好持力層埋深較大,可與其他深基礎(chǔ)進(jìn)行比較;深水大河,沖刷大,或有較大卵石不便于樁基施工;巖石表面平坦、埋置淺、河水較深,不適宜用擴(kuò)大基礎(chǔ)的情況。2.沉井的類型和構(gòu)造沉井基礎(chǔ)的類型按沉井的施工方法分類現(xiàn)澆沉井——在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)位置就地澆筑預(yù)制沉井,達(dá)到強(qiáng)度后挖土沉井下沉,對(duì)于水中基礎(chǔ),則先筑島再在島上筑井下沉。浮運(yùn)沉井——在深水區(qū)域筑島困難或不經(jīng)濟(jì),當(dāng)河流流速不大時(shí)可采用岸邊澆筑浮運(yùn)就位下沉。按沉井的形狀分類按沉井的平面形狀分類圓形——下沉過(guò)程中易于控制方向,受力合理。圓端形——平面布置較合理,受力條件較好,但制作較復(fù)雜;矩形——制作簡(jiǎn)單,基礎(chǔ)受力有利,與上部結(jié)構(gòu)較易配合,但結(jié)構(gòu)易受撓曲力矩作用。按沉井的立面形狀狀分類豎直式——下沉中不易傾斜,,但井壁摩阻力較較大,一般適于入入土不深或軟土中中使用;傾斜式——井壁摩阻力小,但但施工復(fù)雜,下沉沉中易傾斜,適于于深度大、土質(zhì)較較密實(shí)地基;臺(tái)階式——同上。按沉井的建筑材料料分類無(wú)筋或少筋混凝土土沉井——主要用于小尺寸沉沉井,井壁較厚,,適于覆蓋層較松松軟,下沉深度不不大的基礎(chǔ)(4~7m)。鋼筋混凝土沉井——下沉深度大,適用用性強(qiáng),可做成薄薄壁結(jié)構(gòu),可根據(jù)據(jù)具體情況做成各各種合理的結(jié)構(gòu)形形式和厚度。鋼沉井——強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、、易于施工,宜于于做浮運(yùn)沉井,盡盡量重復(fù)使用。沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造沉井的輪廓尺寸沉井的平面形狀選選擇——沉井的平面形狀取取決于墩臺(tái)底部的的形狀。矩形沉井的長(zhǎng)寬比比不宜大于3;當(dāng)墩臺(tái)的長(zhǎng)寬比較較接近時(shí),可采用用方形或圓形沉井井;沉井的輪廓尺寸沉井頂面尺寸為墩墩臺(tái)底部尺寸加襟襟邊寬度;襟邊寬度不宜小于于0.2m,也不宜小于沉井井高度的1/50,浮運(yùn)沉井不小于于0.4m;墩臺(tái)身的邊緣應(yīng)盡盡可能支承于井壁壁上或蓋板支承面面上;沉井高度與上部結(jié)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條條件、地基土層的的承載力等因素有有關(guān),根據(jù)墩底標(biāo)標(biāo)高及沉井埋深確確定沉井高度;高度較大的沉井采采用分節(jié)制造和下下沉,每節(jié)高度不不宜大于5m,底節(jié)沉井若支承承于松軟土層中,,高度不大于沉井井寬度的0.8倍;沉井的一般構(gòu)造沉井一般由井壁、、刃腳、隔墻、井井孔、凹槽、封底底混凝土、頂蓋板板等構(gòu)成。井壁井壁的功能構(gòu)成沉井的主體部部分及外形尺寸;;施工過(guò)程中擋土、、擋水、獲得下沉沉重力;施工結(jié)束后成為基基礎(chǔ)的一部分,起起傳遞荷載的作用用;井壁的厚度與構(gòu)造造要求——與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、下沉沉需要的自重、便便于取土清基等因因素有關(guān)。一般井壁厚度取800~1500mm;鋼筋混凝土薄壁沉沉井及鋼制薄壁浮浮運(yùn)沉井的壁厚不不受上述限制;井壁混凝土強(qiáng)度≥≥C15;沉井底節(jié)混凝土的的含鋼量,對(duì)于鋼鋼筋混凝土≥0.1%,對(duì)于少筋混凝土土≥0.05%。刃腳——井壁下端的斜形尖尖利部分,用以切切土下沉。刃腳根據(jù)地質(zhì)情況況,可采用尖刃腳腳或帶踏面刃腳;;刃腳踏面寬度一般般100~200mm,軟土可適當(dāng)放寬寬;刃腳斜面與水平面面間的夾角≥45o;井內(nèi)隔墻底面比刃刃腳底面至少高出出500mm;刃腳高度一般≥1.0m;刃腳底面以型鋼加加強(qiáng);刃腳混凝土強(qiáng)度等等級(jí)≥C20。隔墻——當(dāng)沉井平面尺寸較較大,可設(shè)置隔墻墻(內(nèi)壁)將沉井井分為幾個(gè)井孔。。隔墻的功能縮短井壁的跨度,,減小井壁的撓曲曲應(yīng)力;增強(qiáng)沉井的整體剛剛度,便于掌握井井孔挖土位置和速速度,控制下沉方方向。隔墻的尺寸與構(gòu)造造要求隔墻間距≤5~6m;厚度可比井壁小200~400mm;隔墻底面高出刃腳腳底面0.5m以上(既要支承刃刃腳,又要避免阻阻礙沉井的下沉));排水下沉的沉井,,宜在隔墻下部設(shè)設(shè)置過(guò)人孔,便于于施工。井孔(取土井)井孔的功能——沉井下沉取土的通通道。井孔的尺寸與構(gòu)造造要求。井孔尺寸應(yīng)滿足施施工要求;井孔布置應(yīng)對(duì)稱于于沉井中心軸;井孔的最小邊長(zhǎng)≥≥3.0m(采用抓泥斗挖土土)。凹槽凹槽的功能增強(qiáng)封底混凝土與與井壁的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度度;將封底混凝土承受受的地基反力傳遞遞給井壁。凹槽的尺寸與構(gòu)造造要求在沉井外壁內(nèi)側(cè)離離刃腳踏面約2m處設(shè)置水平槽狀結(jié)結(jié)構(gòu);凹槽深度約150~250mm,高度約1000mm;當(dāng)井孔采用混凝土土或圬工填實(shí)時(shí),,也可不設(shè)凹槽。。射水管射水管的功能——通過(guò)在井壁預(yù)埋射射水管,幫助沉井井穿透較好土層,,達(dá)到比較深的深深度。射水管的尺寸與構(gòu)構(gòu)造要求射水管在井壁內(nèi)均均勻布置,以利于于通過(guò)控制水壓和和水量來(lái)調(diào)整下沉沉方向;射水管一般水壓≥≥600kPa。封底和蓋板封底的功能——沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高后,為使沉井井形成一個(gè)整體受受力結(jié)構(gòu),將井底底的地基反力傳至至井壁。封底的構(gòu)造要求封底混凝土頂面高高出凹槽的高度≥≥500mm;封底混凝土厚度≥≥井孔最小邊長(zhǎng)的的1.5倍(經(jīng)驗(yàn)值);封底混凝土一般在在水下澆筑,混凝凝土強(qiáng)度等級(jí)≥C20,巖石地基可用C15;蓋板的功能井孔內(nèi)是否填實(shí),,采用什么材料填填實(shí),主要依據(jù)沉沉井受力及穩(wěn)定性性要求而定;在滿足穩(wěn)定性等要要求的條件下,為為節(jié)省材料、減輕輕自重,可采用空空心沉井基礎(chǔ)或僅僅填砂礫,此時(shí)為為承受上部構(gòu)造,,需要在沉井頂部部設(shè)置鋼筋混凝土土蓋板。蓋板的構(gòu)造要求蓋板厚度一般取1.5~2.0m;鋼筋由計(jì)算決定。。浮運(yùn)沉井的構(gòu)造不帶氣筒的浮運(yùn)沉沉井帶氣筒的浮運(yùn)沉井井不帶氣筒的浮運(yùn)沉沉井適用性水深不大;流速不大;河床平緩;沖刷較小。施工工藝岸邊制造;通過(guò)滑道下水;浮運(yùn)到位;接高下沉。使用材料——鋼材、木材、鋼筋筋混凝土、鋼絲網(wǎng)網(wǎng)及水泥等。構(gòu)造形式雙壁浮運(yùn)沉井(鋼鋼絲網(wǎng)薄壁、鋼薄薄壁:用于平面尺尺寸較大沉井)帶臨時(shí)性井底的浮浮運(yùn)沉井鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉沉井由內(nèi)、外壁組組成的空心井壁沉沉井,入水后自浮浮于水中,浮運(yùn)到到位后向井壁腔內(nèi)內(nèi)灌水下沉落于河河床,再逐格對(duì)稱稱灌注水下混凝土土,使薄壁空腔沉沉井成為普通的重重力式沉井。(特特點(diǎn)——制造簡(jiǎn)單、施工方方便、節(jié)省鋼材));在底節(jié)井孔下端的的刃腳處設(shè)置可拆拆除的臨時(shí)性井底底,使沉井成為一一個(gè)浮體,浮運(yùn)到到位后,向井孔內(nèi)內(nèi)灌水,沉井下沉沉,落床穩(wěn)定后灌灌注井壁混凝土,,即可拆除支撐打打開(kāi)臨時(shí)性井底,,按一般沉井施工工。帶鋼氣筒的浮運(yùn)沉沉井適用性河水較深;水流較急;沉井較大;分孔較多。施工工藝在井孔位置裝置鋼鋼氣筒;向氣筒內(nèi)打氣增大大浮力(鋼氣筒是是沉井內(nèi)的防水結(jié)結(jié)構(gòu),利用壓縮空空氣排出氣筒內(nèi)的的水);構(gòu)造形式雙壁自浮底節(jié);單壁鋼殼;鋼氣筒。組合式沉井——下部樁基礎(chǔ)+上部沉井。適用性采用低承臺(tái)樁基礎(chǔ)礎(chǔ),圍水開(kāi)挖基坑坑澆筑承臺(tái)存在困困難;沉井刃腳遇傾斜度度較大的巖層;沉井范圍內(nèi)地基土土軟硬不勻而水深深較大。施工工藝按尺寸制作沉井,,下沉到預(yù)定標(biāo)高高;澆筑封底混凝土和和樁承臺(tái),并預(yù)留留孔位;在預(yù)留孔位鉆孔灌灌注成樁。3.沉井的施工旱地上沉井的施工工在旱地上進(jìn)行沉井井施工,一般比較較容易,其主要工工序如圖示:鋪砂墊層、墊木制作底節(jié)沉井拆除墊木、開(kāi)始下下沉沉井接高下沉沉井下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高沉井封底、填充井井孔平整場(chǎng)地清理雜物、平整地地面;如地下水位較低,,為減小沉井下沉沉深度,可開(kāi)挖基基坑,坑底高出地地下水面0.5~1.0m;如土質(zhì)松軟,在平平整場(chǎng)地夯實(shí)后,,再鋪墊0.3~0.5m厚的砂礫層。制作底節(jié)沉井刃腳踏面處鋪設(shè)墊墊木——使底節(jié)沉井重量在在墊木下產(chǎn)生的壓壓應(yīng)力≤100kPa;布設(shè)刃腳角鋼、豎豎立內(nèi)模、綁扎鋼鋼筋、立外模,澆澆筑混凝土;拆模和抽墊木沉井混凝土強(qiáng)度達(dá)達(dá)到70%的設(shè)計(jì)值后可拆模模;沉井強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)值后可抽出墊木木;抽出墊木應(yīng)按分區(qū)區(qū)、依次、對(duì)稱、、同步的原則進(jìn)行行,以避免沉井開(kāi)開(kāi)裂、移動(dòng)、傾斜斜;抽墊木時(shí)要隨抽隨隨時(shí)用砂土回填搗搗實(shí),注意防止沉沉井的傾斜。挖土下沉——排水下沉、不排水水下沉排水下挖土層比較穩(wěn)定;滲水量較?。慌潘畷r(shí)不會(huì)產(chǎn)生涌涌土或流砂的現(xiàn)象象;人工挖土必須采用用排水下沉(排水水下沉也可用機(jī)械械挖土);人工挖土下沉可使使沉井均勻下沉;;人工可清楚井下障障礙物。不排水下挖一般采用機(jī)械挖土土;采用吸泥機(jī)挖土?xí)r時(shí),要不斷向井內(nèi)內(nèi)灌水,使井內(nèi)水水位高出井外1~2m。沉井接高——底節(jié)沉井頂面沉至至離地面一定高度度時(shí),停止挖土,,接筑第2節(jié)沉井。接筑前應(yīng)使第一節(jié)節(jié)沉井位置正直或或盡量糾正傾斜;;鑿毛頂面;立模澆筑混凝土;;待混凝土強(qiáng)度達(dá)到到設(shè)計(jì)值后再拆模模繼續(xù)挖土下沉。。筑井頂圍堰——當(dāng)沉井頂面低于地地面或水面,可在在沉井上接筑圍堰堰,其尺寸略小于于沉井,下端與沉沉井頂部預(yù)埋錨桿桿相連,墩臺(tái)身出出水后可拆除。地基檢驗(yàn)與處理——沉井沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高高后,要進(jìn)行基底底檢驗(yàn)(不排水下下沉的沉井可用潛潛水員下水檢驗(yàn)))。檢驗(yàn)的主要內(nèi)容::地質(zhì)情況與地基承承載力是否符合設(shè)設(shè)計(jì)要求;基底平整度;處理的主要內(nèi)容::清楚基底浮泥軟土土,防止封底混凝凝土和基底間摻有有有害夾層;基底為巖層時(shí),清清除巖面殘留物((風(fēng)化巖碎石、卵卵石、砂石等);;巖石基底傾斜時(shí),,將巖面鑿成臺(tái)階階或榫槽;基底為砂土或粘性性土?xí)r,可在基底底鋪設(shè)一層礫石或或碎石至刃腳底面面以上200mm。沉井封底、井孔填填充、澆筑頂蓋板板沉井封底基底檢驗(yàn)合格后即即行封底;對(duì)于排水下沉的沉沉井,在清基時(shí)若若滲水量較小,按按普通混凝土澆筑筑方式進(jìn)行封底;;對(duì)于滲水量大和不不排水下沉的沉井井,可采用剛性導(dǎo)導(dǎo)管法澆注水下混混凝土或水下壓漿漿混凝土封底。井孔是否填充,按按設(shè)計(jì)要求而定;;不排水封底的沉沉井,應(yīng)在封底混混凝土強(qiáng)度滿足抽抽水后的應(yīng)力要求求時(shí)方可抽水。沉井為空心或井孔孔僅填砂礫時(shí),沉沉井頂面應(yīng)澆筑鋼鋼筋混凝土頂蓋板板,以支持墩身。。水中沉井的施工筑島法適用條件——流速不大、沉井位位于淺水或可能被被水淹沒(méi)的岸灘((施工期最大水深深不超過(guò)3~4m)人工筑島要求島面標(biāo)高應(yīng)比施工工期最高水位高出出0.5~0.7m,有流冰時(shí)可適當(dāng)當(dāng)提高;筑島平面尺寸應(yīng)滿滿足沉井制作及抽抽墊木等施工要求求:無(wú)圍堰筑島,在沉沉井周圍設(shè)置≥2m寬的護(hù)道;有圍堰筑島時(shí),護(hù)護(hù)道寬度b按下式確定:H——筑島高度;——筑島土飽和時(shí)的內(nèi)內(nèi)摩擦角。護(hù)道寬度在任何情情況下不應(yīng)小于1.5m,當(dāng)實(shí)際的護(hù)道寬寬度小于計(jì)算值時(shí)時(shí),應(yīng)考慮沉井重重力對(duì)圍堰產(chǎn)生的的側(cè)壓力影響;筑島壓縮水面較大大時(shí),可采用板樁樁圍堰筑島,并考考慮島體穩(wěn)定性。。筑島材料料用透水水性好,,易于壓壓實(shí)的砂砂土或碎碎石土,,島面地地基土承承載力應(yīng)應(yīng)滿足底底節(jié)沉井井混凝土土產(chǎn)生的的最大壓壓應(yīng)力要要求。無(wú)圍堰筑筑島臨水水面坡度度,一般般可采用用1:1.75~1:3。有圍堰筑筑島要防防止圍堰堰漏土,,以避免免沉井制制造或下下沉過(guò)程程中,產(chǎn)產(chǎn)生島面面沉降變變形或失失穩(wěn)。浮運(yùn)沉井井施工沉井制作作與下水水岸邊制作作;利用滑道道下水;;牽引到設(shè)設(shè)計(jì)墩位位。浮運(yùn)方式式(詳細(xì)細(xì)介紹見(jiàn)見(jiàn)沉井構(gòu)構(gòu)造部分分)雙壁浮運(yùn)運(yùn)沉井;;帶臨時(shí)性性井底的的浮運(yùn)沉沉井;帶鋼浮筒筒的浮運(yùn)運(yùn)沉井。。鋼絲網(wǎng)水水泥薄壁壁沉井帶臨時(shí)性性井底的的浮運(yùn)沉沉井沉井下沉沉過(guò)程中中遇到的的問(wèn)題及及處理沉井發(fā)生生傾斜與與糾偏沉井發(fā)生生偏移的的原因土島的水水下部分分由于水水流沖刷刷或板樁樁漏土,,造成島島面一側(cè)側(cè)土體松松軟;井下平面面土質(zhì)軟軟硬不勻勻;未按規(guī)定定程序?qū)?duì)稱抽出出墊木或或未及時(shí)時(shí)填砂夯夯實(shí);下沉除土土不勻勻勻,井內(nèi)內(nèi)底面高高差過(guò)大大;排水下沉沉沉井內(nèi)內(nèi)除土?xí)r時(shí)發(fā)生流流砂;刃腳下存存在軟土土夾層,,掏空過(guò)過(guò)多,沉沉井突然然下沉;;刃腳一側(cè)側(cè)或一角角遇障礙礙物,未未及時(shí)發(fā)發(fā)現(xiàn)與處處理;井內(nèi)棄土土堆積在在沉井外外一側(cè),,或河床床高差過(guò)過(guò)大,側(cè)側(cè)壓力使使沉井發(fā)發(fā)生水平平位移。。沉井糾偏偏扶正糾正傾斜斜偏側(cè)除土土偏壓重頂部加水水平力高壓射水水偏側(cè)壓氣氣(空氣氣幕沉井井)糾正位移移偏側(cè)除土土沉井底面面中心向向墩位設(shè)設(shè)計(jì)中心心傾斜均勻除土土沉井底面面中心線線下沉至至設(shè)計(jì)中中心線在另一側(cè)側(cè)除土扶扶正糾正扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)在一對(duì)角角線兩角角偏出除除土,在在另兩角角偏填土土,利用用刃腳下下不相等等的土壓壓形成扭扭矩,使使沉井在在下沉過(guò)過(guò)程中逐逐步糾正正扭轉(zhuǎn)角角度。清除障礙礙物人工排除除;少量炸藥藥爆破;;切割。沉井下沉沉的助沉沉措施沉井下沉沉困難的的原因井壁摩阻阻力;障礙物。。助沉措施施(主要要針對(duì)井井壁阻力力)臨時(shí)助沉沉措施壓重與排排水——增大自重重或壓重重;對(duì)于于不排水水下沉的的沉井,,強(qiáng)制排排水增大大自重;;井壁外飽飽水降低低摩阻力力——井壁外是是粘土層層時(shí),沿沿井壁射射水降低低摩阻力力;炮振法助助沉——刃腳下已已挖空時(shí)時(shí),在井井底少量量裝藥爆爆破,使使沉井下下沉。助沉設(shè)計(jì)計(jì)構(gòu)造法——沉井外壁壁設(shè)計(jì)成成臺(tái)階式式、斜坡坡式(鐘鐘形)等等;預(yù)埋管法法——預(yù)先在井井壁預(yù)埋埋管組助助沉。泥漿潤(rùn)滑滑套下沉沉法空氣幕下下沉法((壁后壓壓氣法))泥漿潤(rùn)滑滑套下沉沉法

基本本原理——在井壁外外圍與土土層之間間壓入泥泥漿隔離離層形成成泥漿潤(rùn)潤(rùn)滑套,,減小摩摩阻力。。

基本構(gòu)成成壓漿管;;儲(chǔ)漿臺(tái)階階;泥漿射口口擋板;;泥漿地表表圍圈。。

施工工工藝在井壁內(nèi)內(nèi)預(yù)埋壓壓漿管((管徑φ38~50mm);壓漿管間間距3~4m;射口方向向與井壁壁成45°角;儲(chǔ)漿臺(tái)設(shè)設(shè)在距刃刃腳底面面2~3米處;儲(chǔ)漿臺(tái)階階的寬度度即泥漿漿套厚度度(100~200mm);為防止泥泥漿直接接噴射到到土壁上上,射口口設(shè)置擋擋板;在地面沉沉井外圍圍設(shè)置泥泥漿地表表圍圈;;泥漿由粘粘土、水水、添加加劑(碳碳酸鈉))等組成成。

泥泥漿地表表圍圈的的作用確保泥漿漿套厚度度;防止表層層土的塌塌落;儲(chǔ)存泥漿漿;調(diào)整壓漿漿管出漿漿的不平平衡。

后處處理——沉井下沉沉至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高后后,應(yīng)排排除泥漿漿、或用用水泥砂砂漿強(qiáng)制制置換泥泥漿??諝饽幌孪鲁练ǎǎū诤髩簤簹夥ǎ?/p>

基本本原理——通過(guò)預(yù)埋埋的管道道從井壁壁出氣口口(氣龕龕)噴出出壓縮空空氣,在在井壁周周圍形成成空氣幕幕,使周周圍土質(zhì)質(zhì)松動(dòng)或或液化,,減小摩摩阻力。。

基本本構(gòu)成出氣口((氣龕));井壁內(nèi)預(yù)預(yù)埋管;;風(fēng)壓機(jī);;風(fēng)包;地面風(fēng)管管。

施工工工藝出氣孔((φ1mm)設(shè)置在在氣龕內(nèi)內(nèi)(150mm×50mm);平均1.0~1.6m2設(shè)置一個(gè)個(gè)氣龕;;刃腳以上上3米范圍內(nèi)內(nèi)不設(shè)氣氣龕;風(fēng)壓應(yīng)大大于最深深噴氣孔孔的水壓壓力+管路損耗耗,一般般按最深深孔理論水水壓的1.4~1.6倍??;停氣時(shí)自自下而上上進(jìn)行,,緩慢降降壓。

適用用條件——地下水位位較高的的細(xì)、粉粉砂類土土及粘土土層。

優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)(主跨跨1385m懸索結(jié)構(gòu)構(gòu)的江陰陰長(zhǎng)江大大橋主塔塔北錨碇碇特大基基礎(chǔ)采用用空氣幕幕沉井))設(shè)備簡(jiǎn)單單;沉井下沉沉控制容容易;可在水下下施工;;下沉到位位后,摩摩阻力較較易恢復(fù)復(fù)。4.沉井作為為整體深深基礎(chǔ)的的設(shè)計(jì)和和計(jì)算沉井的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)算算內(nèi)容使用期作作為基礎(chǔ)礎(chǔ)的設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算施工期沉沉井的結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算算沉井基礎(chǔ)礎(chǔ)的尺寸寸擬定根據(jù)墩臺(tái)臺(tái)尺寸擬擬定沉井井的平面面尺寸類似于剛剛性擴(kuò)大大基礎(chǔ)的的平面尺尺寸擬定定方法。。襟邊≥沉沉井全高高的1/50,且≥200mm;浮式沉井井另加200mm;沉井頂部部設(shè)置圍圍堰,襟襟邊寬度度滿足安安裝墩臺(tái)臺(tái)身模板板要求。。根據(jù)地基基容許承承載力確確定沉井井平面尺尺寸(根根據(jù)地基基容許承承載力確確定基底底平面尺尺寸)。。墩臺(tái)身盡盡可能支支承在井井壁或頂頂蓋板的的支承面面上;矩形沉井井的長(zhǎng)寬寬比≤3。沉井高度度沉井頂面面標(biāo)高確確定與擴(kuò)擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)頂面標(biāo)標(biāo)高確定定要求相相同;沉井底面標(biāo)高高按地基持力力層確定。細(xì)部尺寸沉井細(xì)部尺寸寸按構(gòu)造要求求初擬尺寸,,并經(jīng)驗(yàn)算調(diào)調(diào)整。沉井作為整體體深基礎(chǔ)的設(shè)設(shè)計(jì)與計(jì)算計(jì)算方法剛性擴(kuò)大基礎(chǔ)礎(chǔ)計(jì)算方法適用條件——基礎(chǔ)埋深較淺淺,一般埋深深小于地面線線或最大沖刷刷線以下5.0m。計(jì)算假定——不考慮基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面土的橫向向抗力的影響響。驗(yàn)算內(nèi)容——驗(yàn)算地基承載載力;沉井基基礎(chǔ)的穩(wěn)定性性與沉降。剛性深基礎(chǔ)計(jì)計(jì)算方法適用條件——基礎(chǔ)埋深較大大,一般埋深深大于地面線線或最大沖刷刷線以下5.0m,αh≤2.5(?)。計(jì)算假定土的水平向彈彈性抗力按““m”法考慮(水平平向地基系數(shù)數(shù)隨深度成比比例增大);;不考慮基礎(chǔ)側(cè)側(cè)面的粘著力力和摩阻力((只考慮基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面土的水水平抗力);;基礎(chǔ)剛度無(wú)窮窮大,基礎(chǔ)本本身無(wú)撓曲變變形,只有轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。計(jì)算內(nèi)容水平力作用位位置計(jì)算水平力作用下下地基應(yīng)力的的計(jì)算應(yīng)力驗(yàn)算墩臺(tái)頂水平位位移計(jì)算非巖石地基上上剛性深基礎(chǔ)礎(chǔ)的計(jì)算計(jì)算基本原理理——疊加原理、等等效作用原理理。將比較復(fù)雜的的受力狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為兩種比比較簡(jiǎn)單的受受力狀態(tài)的疊疊加作用(利利用剛體假定定);水平力和彎矩矩的作用等效效為一個(gè)水平平力的作用((為等效彎矩矩作用,改變變水平力作用用位置);簡(jiǎn)化后作用在在沉井上的荷荷載為:中心作用荷載載N;等效水平荷載載H。等效水平力作作用位置計(jì)算算等效水平力距距基底的作用用高度:∑Mi——地面線或局部部沖刷線以上上所有水平力力、彎矩、偏偏心豎向力對(duì)對(duì)基礎(chǔ)底面形心心的總彎矩。(僅有豎向力力與水平力時(shí)時(shí):;;僅有中中心豎向力時(shí)時(shí):))等效水平力作作用下地基應(yīng)應(yīng)力的計(jì)算在水平力H的作用下,沉沉井繞位于地地面(或局部部沖刷線)以以下深度z0處的A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)ω角度,地面下下任意深度Z處基礎(chǔ)產(chǎn)生的的水平位移Δx、土的水平抗抗力pzx、基礎(chǔ)底面豎豎向土抗力pd/2分別用下式表表示:(二次拋物線線分布)(水平面上的的豎向地基系系數(shù)C0不變,C0不得小于10m0)以上計(jì)算式中中有2個(gè)未知量,即:z0、ω建立靜力平衡衡方程,解出出未知量z0、ω:bl——基礎(chǔ)計(jì)算寬度度(可以參照照第4章“m”法計(jì)算確定));W——基礎(chǔ)底面截面面模量。聯(lián)立求解后得得到:對(duì)O點(diǎn)取力矩上式中,β——深度h處沉井側(cè)面土土的水平向地地基系數(shù)Ch與沉井底面土土的豎向地基基系數(shù)的比值值:將求出的參數(shù)數(shù)Z0、ω相應(yīng)表達(dá)式中中,可求得地地基應(yīng)力計(jì)算算式:應(yīng)力驗(yàn)算基底應(yīng)力驗(yàn)算算基底應(yīng)力驗(yàn)算算條件:[fa]h——沉井底面處土土的容許壓應(yīng)應(yīng)力(按淺基基礎(chǔ)P.32式(2-10)確定;考慮水平力H與豎向力N共同作用時(shí)的的壓應(yīng)力計(jì)算算:基礎(chǔ)側(cè)面水平平壓應(yīng)力驗(yàn)算算機(jī)理及計(jì)算假假定——因剛性基礎(chǔ)的的破壞就是周周圍土體的破破壞,假定達(dá)達(dá)到破壞時(shí)基基礎(chǔ)側(cè)面土體體達(dá)到極限平平衡狀態(tài),基基礎(chǔ)一側(cè)處于于主動(dòng)土壓力力,另一側(cè)處處于被動(dòng)土壓壓力,則任意意深度處基礎(chǔ)礎(chǔ)對(duì)土產(chǎn)生的的水平壓力((或稱土對(duì)基基礎(chǔ)作用的水水平土抗力)),應(yīng)小于相相應(yīng)深度處地地基土對(duì)基礎(chǔ)礎(chǔ)產(chǎn)生的凈土土壓力σZX(被動(dòng)土壓力力pp和主動(dòng)土壓力力pa之差即是基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面水平抗抗力極限值))?;A(chǔ)側(cè)面水平平壓應(yīng)力驗(yàn)算算pzx——任意深度z處基礎(chǔ)對(duì)土產(chǎn)產(chǎn)生的水平壓壓力,可按p.194式5-7)計(jì)算;pp-pa——基礎(chǔ)側(cè)面地基基土的水平抗抗力極限值。??紤]上部結(jié)構(gòu)構(gòu)類型不同及及荷載作用情情況不同的影影響,引入系系數(shù)η1、η2:η1:考慮上部結(jié)結(jié)構(gòu)形式的系系數(shù),靜定結(jié)結(jié)構(gòu)η1=1.0,超靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)η1=0.7;η2:考慮結(jié)構(gòu)重重力在總荷載載中所占百分分比的系數(shù)::Mg:結(jié)構(gòu)重力對(duì)對(duì)基礎(chǔ)底面重重心產(chǎn)生的彎彎矩;M:全部荷載對(duì)基基礎(chǔ)底面重心心產(chǎn)生的總彎彎矩。根據(jù)朗肯土壓壓力理論,主主動(dòng)及被動(dòng)土土壓力:代入前式,可可以得到基礎(chǔ)礎(chǔ)側(cè)面水平壓壓應(yīng)力驗(yàn)算的的一般式:事實(shí)上,上式式兩側(cè)都是與與深度有關(guān)的的變量。根據(jù)測(cè)試,最最大水平應(yīng)力力位置大致在在z/3和z=h處,則可以根根據(jù)P.194式(5-7)計(jì)算出該深深度處的基礎(chǔ)礎(chǔ)對(duì)土產(chǎn)生的的水平壓力,,同時(shí)利利用上式確定定該深度處的的基礎(chǔ)側(cè)面水水平抗力極限限值,則可以以對(duì)該深度處處的基礎(chǔ)側(cè)面面水平壓應(yīng)力力進(jìn)行驗(yàn)算::基礎(chǔ)截面彎矩矩計(jì)算因需要驗(yàn)算沉沉井截面強(qiáng)度度并配筋,要要算出地面或或最大沖刷線線以下深度Z處截面上的彎彎矩:墩臺(tái)頂水平位位移計(jì)算與校校核墩臺(tái)頂?shù)乃狡轿灰疲篽0——地面至墩臺(tái)頂頂?shù)母叨?;?——在h0范圍墩臺(tái)身彈彈性撓曲變形形引起在墩臺(tái)臺(tái)頂?shù)乃轿晃灰啤R话戕D(zhuǎn)角ω很小,用ω代替tanω影響不大。同同時(shí),基礎(chǔ)實(shí)實(shí)際剛度并非非無(wú)窮大,考考慮基礎(chǔ)實(shí)際際剛度對(duì)地面面處水平位移移及對(duì)地面處處轉(zhuǎn)角的影響響,用系數(shù)K1、K2表示(見(jiàn)p.170表5-1):L——相鄰跨中最小小跨的跨度,,L<25m時(shí),按25m計(jì)算。基底嵌入巖基基內(nèi)的剛性深深基礎(chǔ)的計(jì)算算計(jì)算要點(diǎn)基底嵌入巖基基,基底無(wú)水水平位移,基基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)中心心與基底中心心重合:z0=h;基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),,基底嵌入巖巖基處基底巖巖基對(duì)基礎(chǔ)作作用有水平力力P,由于力臂很很?。ㄇ度肷钌疃炔淮螅?,,其對(duì)基礎(chǔ)底底面的彎矩可可忽略,但要要驗(yàn)算在P作用下嵌固處處基礎(chǔ)的抗剪剪強(qiáng)度。水平力H作用下的地基基應(yīng)力計(jì)算因只有一個(gè)未未知量ω,只要建立一一個(gè)靜力平衡衡方程:解得:其中,由此可得:應(yīng)力驗(yàn)算基底應(yīng)力驗(yàn)算算基底邊緣處的的應(yīng)力:基礎(chǔ)側(cè)面水平平壓應(yīng)力驗(yàn)算算出現(xiàn)最大水平平壓應(yīng)力的位位置在h/2處,根據(jù)前述述同樣概念,,基礎(chǔ)側(cè)面水水平壓應(yīng)力驗(yàn)驗(yàn)算式:基礎(chǔ)截面彎矩矩計(jì)算地面以下Z深度處基礎(chǔ)截截面上的彎矩矩:嵌固處水平力力P的計(jì)算根據(jù)靜力平衡衡條件ΣX=0的條件,可求求得基底嵌固固處水平阻力力P:墩臺(tái)頂面水平平位移4.沉井施工過(guò)程程中的結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算沉井在施工過(guò)過(guò)程中,會(huì)受受到不同荷載載并處于不同同的工作狀態(tài)態(tài),沉井的結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度應(yīng)滿滿足不同施工工階段的最不不利荷載下的的受力要求。。沉井自重下沉沉驗(yàn)算校核方法一般情況下,,為使沉井順順利下沉,沉沉井自重下沉沉的重量>土土對(duì)井壁的摩摩阻力:Q>TQ——沉井自重(kN),如不排水水下沉,扣除除水的浮力;;T——土對(duì)井壁的總總摩阻力,T=Σfihiui,土對(duì)井壁產(chǎn)產(chǎn)生的單位面面積摩阻力,,如無(wú)實(shí)測(cè)資資料,可按下下表確定。土的名稱摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)土的名稱摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)可塑~軟塑粘性土10~20砂卵石18~30硬塑粘性土25~50砂礫石15~20砂類土12~25軟土12~18泥漿套3~5井壁與土體間間的摩阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值fi助沉措施增大壁厚或調(diào)調(diào)整取土井尺尺寸;改用排水下沉沉;增加附加荷載載;射水助沉;泥漿潤(rùn)滑或壁壁后壓氣等。。底節(jié)沉井的豎豎向撓曲驗(yàn)算算底節(jié)沉井在抽抽出墊木下沉沉過(guò)程中,可可按承受自重重作用的梁計(jì)計(jì)算井壁內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)生的豎向撓撓曲應(yīng)力并進(jìn)進(jìn)行強(qiáng)度校核核。抽出墊木設(shè)置置支承點(diǎn)時(shí),,可按底節(jié)沉沉井受力最有有利的位置設(shè)設(shè)置,使底節(jié)節(jié)沉井在支承承點(diǎn)處產(chǎn)生的的負(fù)彎矩與跨跨中產(chǎn)生的正正彎矩基本相相等。沉井下下沉過(guò)程中支支承點(diǎn)的設(shè)置置與排水與不不排水條件有有關(guān)。排水下沉排水下沉挖土土可人為控制制,沉井支承承點(diǎn)始終可以以控制在最有有利的位置,,布置原則如如下:沉井長(zhǎng)寬比>>1.5,支承點(diǎn)設(shè)在在長(zhǎng)邊,支承承點(diǎn)間距0.7L,驗(yàn)算井壁頂頂部與下部彎彎曲抗拉強(qiáng)度度;圓形沉井支承承在相互垂直直直徑的4個(gè)支點(diǎn)上。不排水下沉水下挖土無(wú)法法控制,可按按最不利布置置確定支承點(diǎn)點(diǎn)并進(jìn)行驗(yàn)算算:產(chǎn)生最大正彎彎矩——支承在矩形的的短邊角點(diǎn)((按簡(jiǎn)支梁計(jì)計(jì)算跨中內(nèi)力力及抗裂);;產(chǎn)生最大負(fù)彎彎矩——支承在矩形的的長(zhǎng)邊中點(diǎn)((按懸臂梁計(jì)計(jì)算支點(diǎn)內(nèi)力力及抗裂);;產(chǎn)生最大負(fù)彎彎矩——圓形沉井支承承在直徑上兩兩個(gè)支點(diǎn)上((按圓環(huán)梁計(jì)計(jì)算內(nèi)力及抗抗裂)。沉井刃腳受力力計(jì)算沉井刃腳在沉沉井下沉過(guò)程程中,有時(shí)切切入土中,有有時(shí)懸空,是是沉井受力最最大、最復(fù)雜雜的部分。簡(jiǎn)化方法將刃腳承擔(dān)的的荷載分解為為分別由豎直直的懸臂梁承承擔(dān)和由刃腳腳構(gòu)成的水平平框架承擔(dān)兩兩個(gè)部分。計(jì)計(jì)算時(shí),首先先進(jìn)行水平力力的分配,再再分別按懸臂臂梁及水平框框架模式進(jìn)行行內(nèi)力及配筋筋計(jì)算。刃腳計(jì)算中的的水平力分配配作用在刃腳外外側(cè)水平力,,由刃腳的懸懸臂作用和水水平框架作用用共同承擔(dān),,外側(cè)水平力力要進(jìn)行分配配。豎直方向刃腳豎直方向向視為懸臂梁梁,懸臂長(zhǎng)度度等于刃腳斜斜面部分高度度。當(dāng)隔墻的的底面距刃腳腳底面為500mm,或大于500mm而有垂直埂肋肋時(shí),作用于于懸臂部分的的水平荷載應(yīng)應(yīng)乘以懸臂作作用折減系數(shù)數(shù)α(刃腳懸臂作作用的分配系系數(shù)):L1——支承在隔墻間間的井壁最大大計(jì)算跨度;;hk——刃腳斜面部分分高度。水平方向刃腳在水平方方向視為閉合合框架,當(dāng)滿滿足上述同樣樣要求,隔墻墻參與閉合框框架作用,作作用于閉合框框架部分的水水平荷載應(yīng)乘乘以框架作用用折減系數(shù)β(閉合框架作作用的分配系系數(shù)):L2——支承在隔墻間間的井壁最小小計(jì)算跨度。。分配條件當(dāng)隔墻底面與與刃腳底面的的距離不滿足足上述要求時(shí)時(shí),則不考慮慮分配,全部部外側(cè)水平力力由固定于井井壁下部的懸懸臂梁承擔(dān),,即α=1.0。刃腳不再起起水平框架作作用,但仍按按構(gòu)造要求布布置水平配筋筋,使其能承承受一定的正正、負(fù)彎矩。。經(jīng)過(guò)分配后,,可以將刃腳腳受力情況按按豎向、橫向向兩個(gè)方向進(jìn)進(jìn)行計(jì)算。刃腳豎向內(nèi)力力計(jì)算一般取單寬懸懸臂梁進(jìn)行受受力分析,懸懸臂固定于井井壁下部,梁梁的跨度即是是刃腳高度。。刃腳向外撓曲曲計(jì)算最不利狀態(tài)——沉井下沉、刃刃腳內(nèi)側(cè)切入入土中約1.0m,在地面已接接高一節(jié)沉井井,刃腳受井井孔內(nèi)土體的的側(cè)向土壓力力作用,在根根部產(chǎn)生向外外的最大彎矩矩。θa1hk刃腳所受各力力刃腳外側(cè)的主主動(dòng)土壓力及及水壓力;土對(duì)刃腳外側(cè)側(cè)摩阻力;刃腳下土的抵抵抗力;刃腳自重。各力的計(jì)算刃腳外側(cè)單單位寬度上上的土壓力力及水壓力力計(jì)算土壓力:水壓力:刃腳外側(cè)土土壓力及水水壓力的合合力:作用位置::為不使計(jì)算算的土壓力力與水壓力力過(guò)大(偏偏于不安全全),《公橋基規(guī)》規(guī)定:作用用于井壁外外側(cè)的計(jì)算算土壓力與與水壓力的的合力不大大于靜水壓壓力的70%,否則按靜靜水壓力的的70%計(jì)算。刃腳外側(cè)單單位寬度上上的摩阻力力計(jì)算按以下2式計(jì)算,按按最不利原原則取其較較大者:(?)hk——刃腳斜面部部分高度;;τ——土與井壁間間單位面積積上的摩阻阻力;E——刃腳外側(cè)單單位寬度總總主動(dòng)土壓壓力,刃腳下土的的抵抗力計(jì)計(jì)算刃腳下單位位寬度承受受的豎向反反力:q——單位寬度井井壁自重,,不排水施施工時(shí)扣除除浮力;T’——沉井入土部部分單位寬寬度上的總總摩阻力,,可以下2式計(jì)算并取取較小者::(?)E’——沉井入土部部分單位寬寬度上總主主動(dòng)土壓力力。為計(jì)算確定定刃腳底反反力作用在在斜面上的的水平分力力H及作用位置置,令:R=v1+v2(R為已知)v1——作用在刃腳腳踏面上的的豎向反力力,按均勻勻分布考慮慮,v2——作用在刃腳腳斜面上的的豎向分力力(水平分分力H),按三角角形分布考考慮,b2——刃腳切入土土中1.0m時(shí)刃腳斜面面的水平投投影長(zhǎng)度,,根據(jù)上述關(guān)關(guān)系:聯(lián)立上述2式,可以求求得v1、v2的計(jì)算表達(dá)達(dá)式:根據(jù)豎向分分力v2與水平分力力H的關(guān)系:δ2——土與刃腳斜斜面間的外外摩擦角,,通??梢砸匀。海ㄍ镣恋膬?nèi)摩擦擦角)水平分力同同樣按三角角形分布考考慮,H的作用點(diǎn)位位于地面與與刃腳底面面間離刃腳腳底面1/3處。刃腳自重計(jì)計(jì)算根據(jù)幾何關(guān)關(guān)系:刃腳自重g的作用點(diǎn)距距刃腳根部部中心軸的的距離:刃腳根部中中心軸處的的內(nèi)力計(jì)算算注意點(diǎn):作用在刃腳腳部分的各各水平力均均應(yīng)按分配配系數(shù)α進(jìn)行折減;;注意各力的的正負(fù)方向向,并在相相應(yīng)的計(jì)算算公式里體體現(xiàn);對(duì)刃腳根部部進(jìn)行相應(yīng)應(yīng)的強(qiáng)度驗(yàn)驗(yàn)算與配筋筋計(jì)算;一般刃腳的的鋼筋配筋筋率≥0.1%;懸臂部分刃刃腳的豎直直鋼筋應(yīng)伸伸入根部以以上0.5L1(L1:支承于隔隔墻間的井井壁最大計(jì)計(jì)算跨度))。刃腳向內(nèi)撓撓曲計(jì)算最不利狀態(tài)態(tài)——沉井下沉至至設(shè)計(jì)標(biāo)高高,刃腳踏踏面下的土土已挖空而而尚未澆筑筑封底混凝凝土,此時(shí)時(shí)刃腳外側(cè)側(cè)作用最大大土壓力和和水壓力,,產(chǎn)生向內(nèi)內(nèi)彎曲的最最大彎矩。。作用荷載刃腳外側(cè)主主動(dòng)土壓力力、水壓力力;土對(duì)刃腳外外側(cè)的摩阻阻力;刃腳自重。。T1荷載計(jì)算刃腳外側(cè)單單位寬度井井壁上的主主動(dòng)土壓力力及水壓力力、刃腳自自重的計(jì)算算方法與前前面相同;;水壓力計(jì)算算:不排水下沉沉——井壁外側(cè)水水壓力值按按100%計(jì)算,內(nèi)側(cè)側(cè)水壓力值值按50%計(jì)算,或按按施工中可可能出現(xiàn)的的水位差計(jì)計(jì)算。排水下沉——在不透水土土中,按靜靜水壓力的的70%計(jì)算;在透水性土土中,按靜靜水壓力的的100%計(jì)算。計(jì)算所得的的水平力均均按分配系系數(shù)α進(jìn)行折減;;作用在刃腳腳外側(cè)單位位寬度的摩摩阻力,仍仍按以下2式計(jì)算,但但取其較小小者:刃腳根部中中心軸處的的內(nèi)力計(jì)算算——按上述相同同方法求出出刃腳根部部的內(nèi)力,,并進(jìn)行強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算與與配筋計(jì)算算,同樣需需要滿足刃刃腳的最小小配筋率0.1%,懸臂部分分刃腳的豎豎直鋼筋應(yīng)應(yīng)伸入根部部以上0.5L1的條件。刃腳水平內(nèi)內(nèi)力計(jì)算最不利狀態(tài)態(tài)——沉井下沉至至設(shè)計(jì)標(biāo)高高,刃腳踏踏面下的土土已挖空,,尚未澆筑筑封底混凝凝土。工作狀態(tài)——封閉的水平平框架,承承受最大的的水平均布布荷載。荷載分配——在將刃腳作作為單位寬寬度的懸臂臂梁計(jì)算時(shí)時(shí),已考慮慮了水平力力懸臂折減減系數(shù)α,則作用于于水平框架架上的水平平力應(yīng)乘以以折減系數(shù)數(shù)β,以此作為為水平框架架上的外力力,求出框框架的彎矩矩及軸向內(nèi)內(nèi)力,并計(jì)計(jì)算框架的的水平鋼筋筋用量。水平框架計(jì)算圖內(nèi)力計(jì)算——關(guān)于框架的的內(nèi)力計(jì)算算,可以利利用各種計(jì)計(jì)算手冊(cè)進(jìn)進(jìn)行計(jì)算,,沉井常見(jiàn)見(jiàn)的框架形形式有單孔孔矩形框架架、單孔圓圓端形框架架、雙孔矩矩形框架、、雙孔圓端端形框架、、圓形沉井井的內(nèi)力計(jì)計(jì)算公式。。計(jì)算出內(nèi)內(nèi)力M、N、Q后,可根據(jù)據(jù)內(nèi)力計(jì)算算刃腳的水水平鋼筋。。當(dāng)框架跨跨度很小,,水平鋼筋筋可不必按按正負(fù)彎矩矩進(jìn)行彎起起,而按正正負(fù)彎矩的的需要布置置成內(nèi)外兩兩圈鋼筋。。井壁受力計(jì)計(jì)算豎向驗(yàn)算;;水平向驗(yàn)算算。井壁豎向拉拉力驗(yàn)算沉井下沉過(guò)過(guò)程中,刃刃腳下已挖挖空,而上上層土摩阻阻力較大,,沉井處于于懸吊狀態(tài)態(tài),在下部部沉井自重重作用下井井壁處于受受拉狀態(tài)。。此時(shí),需需要驗(yàn)算的的內(nèi)容包括括:井壁的豎向向拉力,并并據(jù)此配置置井壁受拉拉鋼筋;沉井分節(jié)之之間的錨固固鋼筋。上層土比較較堅(jiān)硬,摩摩阻力較大大。沉井最最大拉力Smax發(fā)生在硬土土層與軟土土層的界面面處:Q’max——硬土與軟土土交界面處處以下部分分沉井的最最大重力;;T’——土層界面處處以下井壁壁與土之間間的摩阻力力。根據(jù)地質(zhì)條條件可以明明確判斷軟軟硬土層的的位置沉井周圍土土質(zhì)比較均均勻不能明確判判斷產(chǎn)生最最大摩阻力力的土層位位置,可近近似假定井井壁上的摩摩阻力沿井井壁為倒三三角形分布布。地面處處摩阻力最最大,刃腳腳底面處為為0。按圖示計(jì)算算模式:距刃腳底面面x處井壁的拉拉力:由,得得到到:代入前式可可求得:強(qiáng)度驗(yàn)算與與配筋計(jì)算算根據(jù)求得的的Smax可以驗(yàn)算井井壁是否需需要設(shè)豎向向受拉鋼筋筋;對(duì)于不排水水下沉,由由于浮力的的存在,井井壁受到的的豎向拉力力很小,可可不進(jìn)行此此項(xiàng)驗(yàn)算;;沉井分節(jié)處處拉力全由由鋼筋承擔(dān)擔(dān),鋼筋抗抗拉安全系系數(shù)1.25,同時(shí)驗(yàn)算算鋼筋的錨錨固長(zhǎng)度。。井壁水平內(nèi)內(nèi)力計(jì)算最不利狀態(tài)態(tài)——沉井沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高,,刃腳下土土已挖空尚尚未封底。。計(jì)算圖式——與刃腳水平平方向內(nèi)力力計(jì)算相同同,按平面面封閉框架架計(jì)算內(nèi)力力,但井壁壁上的土壓壓力與水壓壓力計(jì)算,,不考慮折折減系數(shù)。。計(jì)算荷載土壓力;水壓力;刃腳作為懸懸臂作用((向內(nèi)撓曲曲),通過(guò)過(guò)刃腳固端端傳來(lái)的水平剪力。。計(jì)算方法——選取刃腳根根部以上、、厚度為λ的水平框架架,計(jì)算在在周圍均布布荷載作用用下框架內(nèi)內(nèi)力與配筋筋。注意點(diǎn):分節(jié)澆筑,,且各節(jié)井井壁厚度不不同,在各各變截面處處(井壁厚厚度變化最最下端處))取單位高高度1.0m的水平框架架計(jì)算,控控制該厚度度井壁受力力,各水平平力不乘以以折減系數(shù)數(shù)(分配系系數(shù));采用泥漿潤(rùn)潤(rùn)滑套下沉沉的沉井,,泥漿壓力力要大于土土壓力和水水壓力,井井壁壓力按按泥漿壓力力計(jì)算(泥泥漿容重乘乘以泥漿高高度);采用空氣幕幕下沉的沉沉井,井壁壁壓力與普普通沉井的的計(jì)算相同同。內(nèi)隔墻的計(jì)計(jì)算——主要驗(yàn)算底底節(jié)沉井的的內(nèi)隔墻,,依據(jù)內(nèi)隔隔墻與井壁壁的相對(duì)剛剛度確定內(nèi)內(nèi)隔墻與井井壁的連接接。最不利狀態(tài)態(tài)——隔墻下土已已挖空。作用荷載隔墻自重;;澆筑第2節(jié)沉井時(shí)內(nèi)內(nèi)隔墻混凝凝土的重力力作用;刃腳懸臂作作用(向外外撓曲)對(duì)對(duì)隔墻產(chǎn)生生的附加彎彎矩(排水水下沉的沉沉井一般隔隔墻開(kāi)有過(guò)過(guò)人孔,減減弱了隔墻墻的截面的的抗彎能力力),引起起隔墻下緣緣拉力而使使隔墻下緣緣開(kāi)裂。計(jì)算模式兩端鉸支梁梁計(jì)算模式式——隔墻厚度t2<<井壁厚厚度t1,兩者剛度度(t23/l2∶t13/l1)相差很大大,將隔墻墻視為兩端端鉸支于井井壁上的梁梁;兩端固接梁梁計(jì)算模式式——隔墻厚度t2與井壁厚度度t1比較接近,,兩者剛度度相差不大大,將隔墻墻視為兩端端固接于井井壁上的梁梁。隔墻計(jì)算圖式混凝土封底底及頂蓋的的計(jì)算封底混凝土土計(jì)算計(jì)算原則——根據(jù)基底反反力條件驗(yàn)驗(yàn)算封底混混凝土的厚厚度。作用荷載施工階段——沉井自重作作用產(chǎn)生的的基底反力力、浮托力力(不排水水施工時(shí)可可以不考慮慮);使用階段——井孔內(nèi)不填填塞時(shí),按按使用階段段基礎(chǔ)承受受的最大設(shè)設(shè)計(jì)反力驗(yàn)驗(yàn)算封底層層厚度(有有其他填塞塞物,如水水、砂石時(shí)時(shí),可計(jì)入入其對(duì)封底底混凝土的的壓重作用用)。計(jì)算圖式支承在凹槽槽或隔墻底底面刃腳斜斜面上的周周邊支承雙雙向板,承承受均布荷荷載作用;;沿井孔刃腳腳斜面高度度截面上的的抗剪強(qiáng)度度。驗(yàn)算方法按雙向板(矩形形或圓端形)或或圓板(圓形))進(jìn)行厚度驗(yàn)算算——周邊支承雙向板板承受均布荷載載時(shí)的最大彎矩矩按下表計(jì)算,,底板與井壁的的連接一般按簡(jiǎn)簡(jiǎn)支考慮,當(dāng)?shù)椎装迮c井壁有可可靠連接時(shí)(如如預(yù)埋連接鋼筋筋)也可按彈性性固定考慮:最終,封底混凝凝土底板的厚度度應(yīng)按上述兩種種方法計(jì)算并取取其控制情況確確定底板厚度。。上表中彎矩系數(shù)數(shù)是按泊桑比μ=0的理想材料計(jì)算算得到,而實(shí)際際混凝土和鋼筋筋混凝土的泊桑桑比μ=1/6,則實(shí)際的彎矩矩計(jì)算式:周邊支承的圓形形板在均布荷載載作用下,板中中心點(diǎn)的彎矩::d——圓板計(jì)算直徑((取刃腳斜面一一半計(jì))。求出彎矩后,封封底混凝土厚度度的驗(yàn)算:γsi——荷載安全系數(shù),,γsi=1.1;γm——材料安全系數(shù),,γm=2.31;b——計(jì)算寬度,b=1.0m;Rwj——混凝土彎曲抗拉拉極限強(qiáng)度。為簡(jiǎn)化計(jì)算,也也可采用板樁封封底驗(yàn)算公式((2-29)進(jìn)行初步估算算。沿井孔刃腳斜面面高度截面上的的抗剪強(qiáng)度考慮在井孔范圍圍內(nèi)封底混凝土土沿刃腳斜面高高度截面上的剪剪力驗(yàn)算,如剪剪應(yīng)力不滿足底底板的抗剪強(qiáng)度度,應(yīng)增大底板板厚度。沉井頂蓋板計(jì)算算計(jì)算圖式——支承在井壁與隔隔墻上的雙向板板或圓板。計(jì)算情況墩身底面較大,,部分支承在井井壁上,頂蓋板板只

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