文档介绍：沉井基础是一种历史悠久的基础型式之一,适用于地基浅层较差而深部较好的地层,既可以用作陆地基础,也可用作较深的水中基础。所谓沉井基础,就是用一个事先筑好的以后能充当桥梁墩台或结构物基础的井筒状结构物,一边井内挖土,一边靠它的自重克服井壁摩阻力后不断下沉到设计标高,经过混凝土封底并填塞井孔,浇筑沉井顶盖,沉井基础便告完成。然后即可在其上修建墩身,沉井基础的施工步骤如图9-1所示。(1)沉井底节在人工筑岛上灌筑;(2)沉井开始下沉及接高;(3)沉井已下沉至设计标高;(4)进行封底及墩身等工作。图9-1沉井基础施工步骤图沉井是桥梁工程中较常采用的一种基础型式。南京长江大桥正桥1号墩基础就是钢筋混凝土沉井基础。它是从长江北岸算起的第一个桥墩。那里水很浅,但地质钻探结果表明在地面以下100m以内尚未发现岩面,地面以下50m处有较厚的砾石层,×。,在当时来说,是一项非常艰巨的工程(图9-2)。而1999年建成通车的江阴长江大桥的北桥塔側的锚锭,也是一个沉井基础,尺寸为,是目前世界上平面尺寸最大的沉井基础。沉井基础的特点是其入土深度可以很大,且刚度大、整体性强、稳定性好,有较大的承载面积,能承受较大的垂直力、水平力及挠曲力矩,施工工艺也不复杂。缺点是施工周期较长;如遇到饱和粉细砂层时,排水开挖会出现翻砂现象,往往会造成沉井歪斜;下沉过程中,如遇到孤石、树干、溶洞及坚硬的障碍物及井底岩层表面倾斜过大时,施工有一定的困难,需做特殊处理。遵循经济上合理、施工上可能的原则,通常在下列情况下,可优先考虑采用沉井基础: (1).在修建负荷较大的建筑物时,其基础要坐落在坚固、有足够承载能力的土层上;当这类土层距地表面较深(8m~30m),天然基础和桩基础都受水文地质条件限制时;(2).山区河流中浅层地基土虽然较好,但冲刷大,或河中有较大卵石不便桩基施工时;(3).倾斜不大的岩面,在掌握岩面高差变化的情况下,可通过高低刃脚与岩面倾斜相适应或岩面平坦且覆盖薄,但河水较深采用扩大基础施工围堰有困难时。沉井有着广泛的工程应用范围,不仅大量用于铁路及公路桥梁中的基础工程;市政工程中给、排水泵房,地下电厂,矿用竖井,地下贮水、贮油设施;而且建筑工程中也用于基础或开挖防护工程,尤其适用于软土中地下建筑物的基础。图9-(1).按沉井施工方法分①.就地制作下沉沉井即底节沉井一般是在河床或滩地筑岛在墩(台)位置上直接建造的,在其强度达到设计要求后,抽除刃脚垫木,对称、均匀地挖去井内土下沉。②.浮运沉井多为钢壳井壁,亦有空腔钢丝网水泥薄壁沉井。在深水条件下修建沉井基础时,筑岛有困难或不经济,或有碍通航,可以采用浮运沉井下沉就位的方法施工。即在岸边先用钢料做成可以漂浮在水上的底节,拖运到桥位后在它的上面逐节接高钢壁,并灌水下沉,直到沉井稳定地落在河床上为止。然后在井内一面用各种机械的方法排除底部的土壤,一面在钢壁的隔舱中填充混凝土,使沉井刃脚沉至设计标高。最后灌筑水下封底混凝土,抽水,用混凝土填充井腔,在沉井顶面灌筑承台及将墩身筑出水面。③.气压沉箱所谓气压沉箱则是将沉井的底节做成有顶板的工作室。工作室犹如一倒扣的杯子,在其顶板上装有气筒及气闸。先将气压沉箱的气闸打开,在气压沉箱沉入水中达到覆盖层后,再将闸门关闭,并将压缩空气输送到工作室中,将工作室中的水排出。施工人员就可以通过换压用的气闸及气筒到达工作室内进行挖土工作。挖出的土向上通过气筒及气闸运出沉箱,这样,沉箱就可以利用其自重下沉到设计标高。然后用混凝土填实工作室做成基础的底节。(2).按沉井的外观形状分按沉井的横截面形状可分为:圆形、圆端形和矩形等。根据井孔的布置方式,又有单孔、双孔及多孔之分,见图9-3。a)单孔沉井b)双孔沉井c)多孔沉井图9-3沉井平面形式①.圆形沉井:在下沉过程中垂直度和中线较易控制,较其他形状沉井更能保证刃脚均匀作用在支承的土层上。在土压力作用下,井壁只受轴向压力,便于机械取土作业,但它只适用于圆形或接近正方形截面的墩(台)。②.矩形沉井:具有制造简单、基础受力有利、较能节省圬工数量的优点,并符合大多数墩(台)的平面形状,能更好地利用地基承载力,但四角处有较集中的应力存在,且四角处土不易被挖除,井角不能均匀的接触承载土层,因此四角一般应做成圆角或钝角。矩形沉井在側压力作用下,井壁受较大的挠曲力矩,长宽比愈大其挠曲应力亦与愈大,通常要在沉井内设隔墙支撑,以增加刚度,改善受力条件;另在流水中阻水系数较大,导致过大的冲刷。③.圆端形沉井:控制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形者有利,但沉井制造较