沉井与沉箱结构.ppt

8 沉井与沉箱结构
丁文其 教授同济大学地下建筑与工程系
1
精选ppt
桥梁基础
隧道竖井
电力设施
垃圾处理
地下停车库
泵站设施
连续隧道
防波提
地铁车站
压气沉箱工法
现代压气沉箱技术
土体破坏过大。
13
精选ppt
2．刃脚
刃脚的主要功用是减少下沉阻力。
刃脚还应具有一定的强度，以免下沉过程中损坏。
刃脚底的水平面称为踏面。踏面宽度一般为10～30cm，视所通过土质的软硬及井壁厚度而定。
刃脚内侧的倾角一般为40°～60°。
刃脚的高度当沉井湿封底时，，干封底时，。
沉井重，土质软时，踏面要宽些。相反，沉井轻，又要穿过硬土层时。踏面要窄些，有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。
14
精选ppt
3．内隔墙
内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。同时又把整个沉井孔(取土井)，使挖土和下沉可以较均衡地进行，分隔成多个施工井也便于沉井偏斜时的纠偏。
~，以免土壤顶住内墙妨碍沉井下沉。但当穿越软土层时，为了防止沉井“突沉”，也可与井壁刃脚踏面齐平。
。隔墙下部应设过人孔，供施工人员于各取土井间往来之用。×~~。
取土井井孔尺寸除应满足使用要求之外，还应保证挖土机具可在井孔中自由升降，不受阻碍。如用挖泥斗取土时，~，。井孔的布置应力求简单、对称。
15
精选ppt
4．封底及顶盖
封底可分湿封底(即水下浇筑混凝土)和干封底两种。
为了使封底混凝上和底板与井壁间有更好的联结，以传递基底反力，使沉井成为空间结构受力，常于刃脚上方的井壁上预留凹槽。如在特殊情况下，预计有可能需改用气压沉箱时，亦可预设凹槽，以便必要时在该处浇筑钢筋混凝土盖板。
。，近于封底混凝土的厚度，以保证封底工作顺利进行。~。
当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。
16
精选ppt
5．底梁和框架
在比较大型的沉井中，如由于使用要求，不能设置内隔墙，则可在沉井底部增设底梁，并构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。有的沉井因高度较大，常于井壁不同高度设置若干道由纵横大梁组成的水平框架，以减少井壁(于顶、底板之间)的跨度，使整个沉井结构布置合理、经济。
在松软地层中下沉沉井，底梁的设置还可防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。但纵横底梁不宜过多，以免增加结构造价，施工费时，甚至增大阻力，影响下沉。
17
精选ppt

沉井结构在施工阶段必须具有足够的强度和刚度，以保证沉井能稳定、可靠地下沉到拟定的设计标高。
待沉到设计标高，全部结构浇筑完毕并正式交付使用后，结构的传力体系、荷载和受力状态均与沉井在施工下沉阶段很不相同。因此，应保证沉井结构在这两阶段中均有足够的安全度。
18
精选ppt
沉井结构设计的主要环节可大致归纳如下
(一) 沉井建筑平面布置的确定；
(二) 沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。
1．参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，如沉井平面尺寸、沉井高度、井孔尺寸及井壁厚度等，并估算下沉系数，以控制沉速；
2．估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。
(三) 施工阶段强度计算
1．井壁板的内力计算；
2．刃脚的挠曲计算；
3．底横梁、顶横梁的内力计算，
4．其它。
(四) 使用阶段的强度计算(包括承受动裁)
1．按封闭框架(水平方向的或垂直方向的)或圆池结构来计算井壁并配筋；
2．顶板及底板的内力计算及配筋。
19
精选ppt
一、沉井下沉系数的确定
下沉系数
式中G——沉井在施工阶段的自重(kN)应包括井壁和上、下横粱和隔墙的重量以及施工时临时钢封门等的重量。当采用不排水下沉时，尚应考虑水的浮力使井重减轻的影响。
——Rr刃脚踏面下正面阻力的总和(kN)，如沉井有隔墙、底横梁，其正面阻力均应计入，刃脚踏面上每单位面积所受的阻力，视土质情况而异，详见表8—1。一般在踏面处作均匀分布，在斜面处，可按三角形分布计算。
——Rj沉井井壁与土壤间的总摩擦力(kN)，
20
精选ppt
土壤类型
土对单位井壁的面积摩擦力（kN/m2）
刃脚下土壤单位面积阻力（kN/m2）
土壤密度小
含水量多
土壤密度大
含水量小
土壤软弱
含水量多
土壤紧实
含水量少
沙性土
12
25
粘性土