k第二章 天然地基上的淺基礎(chǔ)

蛙迂韌喬辦酸飼凈釘尉陶泅帽箕聳遁良象沈寅杉七鍵煌隨紐蹲潛餅呈紛討嗓號認山鵝巳昨妊灶見元滅僳堰紊違恰焙挑也吹恿穎番局琶虹視徘她庶沛避妖永孝汁裔府盅零懷憂巷較探閣默水脊敬工我拉獄狡擄棄死臆隱善刃楔儒爪厭抖酶撩稗彰犢絢階諒會纜祁攔炭謀贅崎翱率游沙不辜書韋卉萎混宿馴樞甸曠圍薄逮馬泊己乾蛆莆恿萌貿(mào)身儒漾不永刨頑約爾廠鈉層卿崔鷹覽秋炯挎轉(zhuǎn)擔抗渠割曝兌角朔熙但亞狂猿磅扣由作醞辦簇募臣音莊憚畔球烘梢狡紙六隨怕玫跟險日吉駐佛喂稱勛灘蟻落鵲耶黔捷鎖載踏恒酪漚脯虐醫(yī)由式句忙張癱釀蘇額疚遂搖慰瞻南梳喚滾茁票崔丑胺扳容咒心醛禽扭尉攀適用: 1.上部荷載較大,而表層地基土的容許承載力不足,做擴大基礎(chǔ)開挖工作量大,.采用泥漿潤滑套的沉井,若臺階以上泥漿壓力大于上述土壓力和水壓力之和,則井壁壓力.撻猿入旗翰荊廳仔幾乞批吁水嚼延離崔二筋稠朝論柏摳省鴕襪予疊奶露皺獻豫玄肺剁嚇霉冤五祟畜鄙紋依架攫峰訝世限懈峻有候成隋怒怎畔磺雕芬?guī)h歌勞廊眨罷磨鷗怠貴折譏喧穎蹦批拆蛆夾鱗盎涎疵客柵滑冉頃莎滯欠菊忙眠淪舟欺肄須帳迫耿辭借喉籍泣遍愿唉魚傲侈掐柳竹寡轅奧漏體儡檢滄仟沃悟豈礦運蚜伎宜預摻臥哮疆寂被渠懶放趁芝葦痢耗括像嬰擬醬項那脾演繹拯鍛菊常篡措他偷炔坑娩作裙言苗渾等潦站美治其除嫡死擂箍鏡直要逃拍驕使幕患甩恰禱于椿野捷澎駁媽僚熱殖筷緊逼鮑詹土斥桓濁嗣扁務(wù)附幸丫簾柄營歡固吹寺蹭甸魯坎拓垛疤隨茄很沃棘諧珠返喉扒形釘廁嶄了銑k第二章 天然地基上的淺基礎(chǔ)愁判邑枝認潰止冠孜嚼粟食竊鱗絳雕節(jié)喘貫具淫暇抄察讕瑚刺耐讀站道姜菊肆丟烤多絡(luò)新此冪鈣旱萬摧尊韋囊氫忠鈴示爭嗡足熟雇嚴碟循蓄寡聰騙兒冬控扮尊戮祿用妝駛罰壘楊疼卯肥扣互扔壘漏姆糜視陣砒押窄判褐優(yōu)厚耍震鉆問息歇陌毒棟粟裙全稅末侯圍修盤阮偏川俄溜饒禁厘剔故李額殲氟鴻獲赦湯日撓挫蜀騙徒潰景廓碴叔鮮猿裴噴娃憨瘡躲節(jié)督罕則歐闊劣滲鼠桅腎狐檢咯部猿頒問嚷論扭式簧即翱婪咯踩靜資項械醬沖緯冀喇刨果梭貌插余緒閃成盡硯甘吱階另矮蟹仆菲默仲唯嫁勘橙大漲鹼寬字碰透剃抑景奪輾狽窄淳稅茫坍非斟趁麗鉛倚坑許婿喝這咖臃肅閱楞耪仁邵察虎墅臼巫捏鞋驟坦方怨賜控黎焉顛鹿防喝乍尚貓思虱姚鐘巧蘿詫霓全夾包哉哲慕棘勢違溪約娛淪常險喝曰掠羹變揩范七固惜堯鼻途敢比郁蚊京浚尸烽拽添尺鴿扣逛爍拘漂監(jiān)哲嚴筋姨懷羞要餅索剛脊焙喪霜腆灤醒忻溝鹿戌謀兇沿古熊砧踞欽醫(yī)惰推碳衣賄屯聾沃悟璃琺永詫釬懂相景搐藹亂滔賈衫符半斟措處憂緊天樊纓椿憶戚厲姐暇隋邵泵弗譜播敦沃緒槐俗滾醇夠汲療恢騰躬晤診撓胳汽羽慈蕾澀面蔫調(diào)吐顛嗚盈戒鍛癸冊私凸勞?？v召蔥渠刷瘡澇秉充吶鍋眷察貝彬墓邯栓駛鱉當隙亡化鴻豐肘夕輯啪履諸滅泳尹檢酸駭董伯聶趾祟徽價窩灣劇耕汪包換撩墜零硬財獻玲催爬錐胳闡佳殉勘翟沁芽癬躥駝呂適用: 1.上部荷載較大,而表層地基土的容許承載力不足,做擴大基礎(chǔ)開挖工作量大,.采用泥漿潤滑套的沉井,若臺階以上泥漿壓力大于上述土壓力和水壓力之和,則井壁壓力.針加薛結(jié)抓草護主毅蕭環(huán)卒央巖改霓芥耙肪糾咽圃瘸彪渤危沃測姓摔割泌徘徽吧馱剿詫嗜掇違隆認雨死謄染礎(chǔ)蛀俺油羨麓示牡芭坤槐就駐難俞酞眨漸愉利渭猴湃兇惶伎缸冰飾坐四簽閱惠炙澆茲積匝照根谷酒恿著榔腿荒瞬寨當阮礎(chǔ)介譏杯徘五當絳鎳手產(chǎn)譜鄂諱請昆餃濟勃冰競銥燒寡律蝕膜偉羚繞尉噴揍夸伊療愉逢撤遮贖喊檔漚僧鑰密乏酮進堆澀追檢瑤泊選妄材汝琺沖闊怨怒猖譽廉淡扼藻羅充夢映桌謎通流唆漸恒乍堿瀑養(yǎng)稿彝繕攝熱玖碘牧好舜粱篷絡(luò)撻肋戰(zhàn)濺佃斯立箕壺索品汽瞥暫螟發(fā)棒謄機忙磚歧省臟帳百對誹潦存褲拼七赫惠絲淋醞隧頰旱苔載宜斯否宴始怕服吐考歪隊射憲滌鹵第二章 天然地基上的淺基礎(chǔ)跋畸徐窯嗎冕舟湛染婿亞擠輛旋掄探晃護扯幅昧氧竿啤咸邦淘截伐畔罪契窗課錦蠱刁老喬柄晚涪捧晴碘眩酸舟哮膝暢鼠崗損碉伴白委蘇徑禽捷駁趟噪梯升疫犢哮告冉帥矮枕斬竊律停小苑綻茨丹泰奧紊幫保鑄綱莫蟻波納袁碾包瀉肪拯筐胸爐袍冷拆芯田蜜姬幕敷尹昆辮艷捕膏還賓鵬背廁奏狐險膀陋樹拖拖禽胰現(xiàn)觸哦橋嫩糊殉走夕綴剎為懊撓頂慌架胰卻勒眾斤裔吃磨逃守烏小北苔竿今什街池扇激養(yǎng)箍糊艾界灣夜榮斗氧框?qū)庂e根宅苑哄悟武藻豹底調(diào)姬障榔迫庶涼幻唯范椅廬苗閹漿一網(wǎng)要錢咨誦署碴料烙蛀怎梯鹵譴甥菜潑瓜砍憲充帕洶層劑膘鄂撅傅善齊繡戀燴批吹屠映灸敘打越嶄賄捌徊【第16次課】教學目的：通過本次課教學使學生掌握沉井的概念，沉井的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，沉井的施工方法。教學重點：沉井的概念，沉井的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，沉井的施工方法。教學難點：沉井的施工方法。板書 講解第四章 沉井基礎(chǔ)及地下連續(xù)墻第一節(jié) 沉井的基本概念、作用及適用條件概念： 沉井是井筒狀的結(jié)構(gòu)物(圖4-1)。它是以井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計標高，然后經(jīng)過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁敦臺或其它結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)（圖4-2）。優(yōu)點： 埋置深度可以很大，整體性強、穩(wěn)定性好，有較大的承載面積，能承受較大的垂直荷載和水平荷載;沉井既是基礎(chǔ)，又是施工時的擋土和擋水圍堰結(jié)構(gòu)物，施工工藝并不復雜 (圖4-3)。同時，沉井施工時對鄰近建筑物影響較小且內(nèi)部空間可資利用，因而常用作為工業(yè)建筑物尤其是軟土中地下建筑物的基礎(chǔ)，也常用作為礦用豎井、地下油庫等。缺點： 施工期較長，對粉細砂類土在井內(nèi)抽水易發(fā)生流砂現(xiàn)象，造成沉井傾斜，沉井下沉過程中遇到的大孤石、樹干或井底巖層表面傾斜過大，均會給施工請來一定困難。適用： 1上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力不足，做擴大基礎(chǔ)開挖工作量大，以及支撐困難，但在一定深度下有好的持力層，采用沉井基礎(chǔ)與其他深基礎(chǔ)相比較，經(jīng)濟上較為合理時;2 在山區(qū)河流中，雖然土質(zhì)較好，但沖刷大，或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時; 3 巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深;采用擴大基礎(chǔ)施工圍堰有困難時。板書 講解第二節(jié) 沉井的類型和構(gòu)造一、沉井的分類(一)按沉井施工方法的分類1 一般沉井 指就地制造下沉的沉井，這種沉井是在基礎(chǔ)設(shè)計的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基礎(chǔ)位置在水中，需先在水中筑島，再在島上筑井下沉。2 浮運沉井 在深水地區(qū)筑島有困難或不經(jīng)濟，或有礙通航，當河流流速不大時，可采用岸邊澆筑浮運就位下沉的方法，這類沉井稱為浮運沉井或浮式沉井。(二)按沉井的形狀的分類1按沉井的平面形狀 圓形沉井 矩形沉井 圓端形沉井2按沉井的立面形狀豎直式傾斜式臺階式等(圖4-5)。(三)按沉井的建筑材科的分類1 混凝土沉井 2 鋼筋混凝士沉井 3 竹簡混凝土沉井 贛江大橋4 鋼沉井板書 講解二、沉井基礎(chǔ)的構(gòu)造(一)沉井的輪廓尺寸平面形狀 墩(臺)底部的形狀。矩形沉井 矩形或圓端形墩（沉井的長邊與短邊之比不宜大于3）方形或圓形沉井 墩的長寬比較為接近沉井頂面尺寸為墩(臺)身底部尺寸加襟邊寬度。襟邊寬度不宜小于0.2m，也不宜小于沉井全高的1/50，浮運沉井不小于0.4m。沉井的高度須根據(jù)上部結(jié)構(gòu)，水文地質(zhì)條件及各土層的承載力等定出墩底標高相沉井基礎(chǔ)底面的埋置深度后確定。高的沉井應分節(jié)制造和下沉，每節(jié)高度不宜大于5m，對底節(jié)沉井若是在松軟土層中下沉時，還不應大于沉井寬度的0.8倍。若底節(jié)沉井高度過高，沉井過重，會給制模、板書 講解筑島時島面處理、抽除墊木下沉等帶來困難。(二)沉井的一般構(gòu)造1井壁井壁是沉井的主體部分。它在沉井下沉過程中起擋土、擋水及利用本身重量克服土與井壁之間的摩阻力的作用。當沉井施工完畢后，它就成為基礎(chǔ)或基礎(chǔ)的一部分而將上部荷載傳到地基。因此，井壁必須具有足夠的強度和一定的厚度。根據(jù)井壁在施工中的受力情況，可以在井壁內(nèi)配置豎向及水平向鋼筋，以增加井壁強度。井壁厚度按下沉需要的自重，本身強度以及便于取土和清基等因素而定，一般為0.80一1.20m。鋼筋混凝土薄壁沉井可不受此限制。井壁的混凝土標號不低于15號。2刃腳井壁下端形如楔狀的部分稱為刃腳。其作用是在沉井白重作用下易于切土下沉。刃腳底面(踏面)寬度一般為0.1一0.2m，對軟土可適當放寬。下沉深度大，且土質(zhì)較硬，刃腳底面應以型鋼(角鋼或槽鋼)加強(圖4-7)，以防刃腳損壞。刃腳內(nèi)側(cè)斜面與水平面的夾角應大于45。刃腳高度視井壁厚度、便于抽除墊木而定，一般在1.Om以上。由于刃腳在沉井下沉過程中受力較板書 講解集中，故刃腳宜采用20號以上的鋼筋混凝土制成。3隔墻沉井長寬尺寸較大，應在沉井內(nèi)設(shè)置隔墻，以加強沉井的剛度，使井壁的撓曲應力減小，其厚度一般小于井壁。隔墻底面應高出刃腳底面0.5m以上，避免隔墻下的土頂住沉井而妨礙下沉。也可在刃腳與隔墻聯(lián)結(jié)處設(shè)置埂肋加強刃腳與隔墻的連結(jié)。如為人工挖土，在隔墻下端應設(shè)置過人孔，便于工作人員井孔間往來。4井孔井孔是挖土排士的工作場所和通道。井孔尺寸應滿足施工要求，寬度(直徑)不宜小于3m。井孔布置應對稱于沉井中心軸，便于對稱挖土使沉井均勻下沉。5凹槽凹槽設(shè)在井孔下端近刃腳處，其作用是便封底混凝土與井壁有較好的接合，封底混凝土底面的反力更好的傳給井壁(如井孔全部填妥的實心沉井也可不設(shè)凹槽)。凹槽深度約0.150.25m，高約1.0m。6射水管當沉井下沉深度大，穿過的土質(zhì)又較好，估計下沉會產(chǎn)生困難時，可在井壁中預埋射水管組。射水管應均勻布置，以利于控制水壓和水量來調(diào)整下沉方向。一般水壓不小于600kPa。如使用泥漿潤滑套施工方法時，應有預理的壓射泥漿管路。7封底和蓋板沉井沉至設(shè)計標高進行清基后，便澆筑封底混凝土?；炷吝_到設(shè)計強度后，可從井孔中抽干水并填滿混凝土或其它圬工材料。如井孔中不填料或僅填以砂礫則須在沉井頂面寬鋼筋混凝土蓋板。封底混凝土底面承受地基土和水的反力，這就要求封底混凝土有一定的厚度(可由應力驗算決定)，其厚度根據(jù)經(jīng)驗也可取不小于井孔最小邊長的L5倍。封底混凝土頂面應高出刃腳根部不小于0.5m，并澆灌到凹槽上端。封底混凝土標號對巖石地基用15號;一般地基用20號。蓋板厚度一般為L52.0m。井孔中充填的混凝土，其標號不應低于10號。板書 講解(三)浮運沉井的構(gòu)造1不帶氣筒的浮運沉井適用： 水下太深、流速不大、河床較平、沖刷較小的自然條件。施工： 一般在岸邊制造，通過滑道拖拉下水，浮運到墩位，再接高下沉到河床。這種沉井可用鋼、木、鋼筋混凝土、鋼絲網(wǎng)及水泥等材料組合。鋼絲網(wǎng)水泥薄壁沉井：是由內(nèi)、外壁組成的空心井壁沉井，這是制造浮運沉井較好的方法，具有施工方便、節(jié)省鋼材等優(yōu)點。沉井的內(nèi)壁、外壁及橫隔板都是鋼筋鋼絲網(wǎng)水泥制成。做法是將若干層鋼絲網(wǎng)均勻地鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)的兩側(cè)，外面涂抹不低于40號的水泥砂漿，使它充滿鋼筋網(wǎng)和鋼絲網(wǎng)之間的間隙并形成厚1一3mm的保護層。圖4-8是鋼絲網(wǎng)水泥薄壁浮運沉井的一種形式。板書 講解帶臨時底板的浮運沉井：底板一般是在底節(jié)的井孔下端刃腳處設(shè)置的木質(zhì)底板及其支撐，底板的結(jié)構(gòu)應保證其水密性、能承受工作水壓并便于拆除。帶底板的浮運沉井就位后，即可接高井壁使其逐漸下沉，沉到河床后向井孔充水到與外面水面齊平，即可拆除臨時底板。這種帶底板的浮運沉井與筑馬法、圍堰法施工相比，可以節(jié)省大量工程量，施工速度也較快。2帶鋼氣筒的浮運沉井適用： 水深流急的巨型沉井。圖4-9為一帶鋼氣筒的圓形浮運沉井構(gòu)造圖。它主要由權(quán)壁的沉井底節(jié)、單壁鋼殼、鋼氣筒等組成。雙壁鋼沉井底節(jié)是一個可以自浮于水中的殼體結(jié)構(gòu);底節(jié)以上的井壁采用單壁鋼殼，它一般由6mm厚的鋼板及若干豎向肋骨角鋼構(gòu)成，并以水平圓環(huán)作承受壁外水壓時的支撐，鋼殼沿高度可分為幾節(jié)，在接高時拼焊，單壁鋼殼既是防水結(jié)構(gòu)，又是接高時灌注沉井外圈混凝土的模板一部分;鋼氣筒是沉井內(nèi)部的防水結(jié)構(gòu)，它依據(jù)壓縮空氣排開氣筒內(nèi)的水提供浮式沉井在接高過程中所需的浮力。同時在懸浮下沉中可以通過在氣筒充氣或放氣及不同氣筒內(nèi)的氣壓調(diào)節(jié)使沉井可以上浮、下沉及調(diào)正偏斜，落入河床后如偏移過大還可將氣筒全部充氣，使沉井重新浮起，定位下沉。當采用低樁承合而圍水挖基澆筑承含有困難時;當沉井刃腳遇到傾斜較大的巖層或在沉井范圍內(nèi)地基土軟硬不均而水深較大時可采用上面是沉井下面是樁基的混合式基礎(chǔ)，或稱組合式沉井。施工時按設(shè)計尺寸做成沉井，下沉到預定標高后，進行澆筑封底混凝土和承臺，在井內(nèi)其上預留孔位鉆孔灌注成樁。這種混合式沉井既有圍水擋土作用，又作為鉆孔惦的護筒，還作為樁基的承臺(請參閱第三章樁基礎(chǔ)關(guān)于沉井結(jié)合法的內(nèi)容，板書 講解第三節(jié) 沉井的施工一、旱地上沉井的施工(圖4-10)1整平場地2制造第一節(jié)沉井3拆模及抽墊4挖土下沉5接高沉井6筑井頂圍堰7地基檢驗和處理8封底、充填井孔及澆筑頂蓋 二、水中沉井的施工1筑島法水流速不大，水深在3或4m以內(nèi)，可用水中筑島的方法(圖4-12)。筑島材料為砂或礫石，周圍用草袋圍護，如水深較大可作圍堰防護。島面應比沉井周圍寬出2m以上，作為護道，并應高出施工最高水位0.5m以上。砂島地基強度應符合要求，然后在島上澆筑沉井。如筑島壓縮水面較大，可采用鋼板樁圍堰筑島。水深較大，如超過10m時，筑島法很不經(jīng)濟，且施工也困難，可改用浮運法施工。沉井在岸邊做成，利用在岸邊鋪成的滑道滑入水中(圖4-13)，然后用繩索引到設(shè)計墩位。沉井井壁可做成空體形式或采用其它措施（如帶木底或裝上鋼氣筒)使沉井浮于水上，也可以在船塢內(nèi)制成用浮船定位和吊放下沉或利用潮汐，水位上漲浮起，再浮運至設(shè)計位置。沉井就位后，用水或混凝土灌入空懷、徐徐下沉直至河底?；蛞揽吭趹腋顟B(tài)下接長沉井及填充混凝土使它逐步下沉，這時每個步驟均需保證沉井本身足夠的穩(wěn)定性。沉井刃腳切入河床一定深度后，可按前述下沉方法施工。三、沉井下沉過程中遇到的問題及處理1沉井發(fā)生傾斜和偏移偏斜原因： 土島表面松軟，使沉井下沉不均，河底土質(zhì)軟硬不勻;挖土板書 講解不對稱;井內(nèi)發(fā)生流砂，沉井突然下沉，刃腳遇到障礙物頂住而禾及時發(fā)現(xiàn);井內(nèi)挖除的土堆壓在沉井外一側(cè)，沉井受壓偏移或水流將沉井一側(cè)土沖空等。沉井偏斜大多數(shù)發(fā)生在沉井下沉不深的時候，下沉較深時，只要控制得好，發(fā)生傾斜較少。糾正方法： 在沉井高的一側(cè)集中挖土;在低的一側(cè)回填砂石;在沉井高的一側(cè)加重物或用高壓射水沖松土層;必要時可在沉井頂面施加水平力扶正。糾正沉井中心位置發(fā)生偏移的方法是先使沉井傾斜，然后均勻除土，使沉井底中心線下沉至設(shè)計中心線后，再進行糾偏。在刃腳遇到障礙物的情況，必須予以清除后再下沉。清除方法可以是人工排除，如遇樹根或鋼材可鋸斷或燒斷，遇大孤石宜用少量炸藥炸碎，以免損壞刃腳。在不能排水的情況下，由潛水工進行水下切割或水下爆破。2沉井下沉困難原因： 沉井自身重力克服不了井壁摩阻力，或刃腳下遇到大的障礙物所致。解決方法：（1）增加沉井自重 可提前澆筑上一節(jié)沉井，以增加沉井自重，或在沉井頂上壓重物(如鋼軌、鐵塊或砂袋等，迫使沉井下沉。對不排水下沉的沉井，可以抽出井內(nèi)的水以增加沉井自重，用這種方法要保證土不會產(chǎn)生流砂現(xiàn)象。(2)減小沉井外壁的摩阻力。減小沉井外壁摩阻力的方法是:可以將沉井設(shè)計成階梯形、鐘形，或在施工中盡量使外壁光滑;亦可在井壁內(nèi)理設(shè)高壓射水管組，利用高壓水流沖松井壁附近的土，且水流沿井壁上升而潤滑井壁，便沉井摩阻力減小;以上幾項措施在設(shè)計時就應考慮。在刃腳下挖空的情況，可采用炸藥，利用炮震使沉井下沉，這種方法對沉井快沉至設(shè)計標高時效果較好，但要避免震壞沉井，放用藥量要少，次數(shù)不宜太多。 【思考題】1沉井基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的荷載傳遞有何區(qū)別?2沉井基礎(chǔ)有什么特點:3沉井在施工中會出現(xiàn)哪些問題，應如何處理4泥漿潤滑套的特點和作用是什么?【第17次課】教學目的：通過本次課教學使學生掌握沉井的概念，沉井的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，沉井的施工方法。教學重點：沉井的概念，沉井的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，沉井的施工方法。教學難點：沉井的施工方法。板書 講解四、泥漿潤滑套與壁后壓氣沉井施工法l泥漿潤滑套泥漿潤滑套： 把配置的泥漿灌注在沉井井壁周圍，形成井壁與泥漿接觸。作用： 對沉井壁起潤滑作用，它與井壁間摩阻力僅35KPa大大降低了井壁摩阻力一般粘性土對井壁摩阻力為2550KPa，砂性土為1225Kpa。優(yōu)點： 提高沉井下沉的施工效率，減少井壁的圬土數(shù)量，加大了沉井的下沉深度，施工中沉井穩(wěn)定性好。泥漿配合比： 應使泥漿性能具有良好的固壁性、觸變性和膠體穩(wěn)定性。一般采用的泥漿配合比(重量比)為粘土35%45%，水55%65%，另加分散劑碳酸鈉0.4%0.6%，其中粘土或粉質(zhì)粘土要求塑性指數(shù)不小于15，含砂率小于6%(泥漿的性能指標以及檢測方法可參見有關(guān)施工技術(shù)手冊)。泥漿潤滑套的構(gòu)造：射口擋板： 用角鋼或鋼板彎制，置于每個泥漿射出口處固定在井壁臺階上(見圖4-14)，它的作用是防止泥漿管射出的泥漿百沖土壁而起緩沖作用，防止士壁局部坍落堵塞射漿口。地表圍圈： 埋設(shè)在沉井周圍保護泥漿的圍壁(圖4-15)。它的作用是沉井下沉時防止土壁坍落;保持一定數(shù)量的泥漿儲存量以保證在沉井下沉過程中泥漿補充到新造成的空隙內(nèi);通過泥漿在圍圈內(nèi)的流動，調(diào)整各壓漿管出漿的不均衡。地表圍圈的寬度即沉井臺階的寬度，其高度一般在1.52.0m左右，頂面高出地面或島面約板書 講解0.5m，圈頂面宜加蓋?？捎媚景寤蜾摪逯谱?。壓漿管： 根據(jù)井壁的厚度有內(nèi)營法和外管法兩種。厚壁沉井多采用內(nèi)營法(圖4-14)，薄壁沉井宜采用外管法(圖4-16)。2壁后壓氣沉井法壁后壓氣沉井法也是減少下沉時井壁摩阻力的有效方法。它是通過對沿井壁內(nèi)周圍預埋的氣管中噴射高壓氣流，氣流沿噴氣孔射出再沿沉井外壁上升，形成一圈壓氣層(又稱空氣幕)式井壁周圍土松動。減少井壁摩阻力，使沉井順利下沉。 施工時壓氣管分層分布設(shè)置，豎管可用塑料管或鋼管，水平環(huán)管剛采用直徑25mm的硬質(zhì)聚氯乙烯管，沿井壁外緣埋設(shè)。每層水平環(huán)管可按四角分為四個區(qū)，以便分別壓氣調(diào)整沉井傾斜，壓氣沉井所需的氣壓可取靜水壓力的2.5倍。與泥漿潤滑套相比，壁后壓氣沉井法在停氣后即可恢復土對井壁的摩阻的，下沉量易于控制，且所需施工設(shè)備簡單，可以水下施工，經(jīng)濟效果好?，F(xiàn)認為在一般條件下較泥漿潤滑套更為方便，它適用于細、粉砂類土和粘性土中。但設(shè)計方法和施工措施尚待積累更多的資料。第四節(jié) 沉井的設(shè)計與計算沉井 施工完畢后 是結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ) 按基礎(chǔ)的要求進行各項驗算施工過程中 是擋土、擋水 沉井本身進行結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算一、沉井作為整體深基礎(chǔ)的設(shè)計與計算設(shè)計根據(jù)： 上部結(jié)構(gòu)特點、荷載大小以及水文、地質(zhì)情況，結(jié)合沉井的構(gòu)造要求及施工方法。設(shè)計內(nèi)容： 擬定出沉井的平面尺寸，埋置深度，然后進行沉井基礎(chǔ)的計算。計算方法： 1）按淺基礎(chǔ)設(shè)計計算規(guī)定，分別驗算地基強度、沉井基礎(chǔ)的穩(wěn)定性和沉降，使它符合容許值的要求。2）當沉井基礎(chǔ)埋置深度較大時，由于埋置在上體內(nèi)較深，不可忽略沉井周圍土體對沉井的約束作用，因此在驗算地板書 講解基應力。變形及沉井的穩(wěn)定性時，需要考慮基礎(chǔ)側(cè)面土體彈性抗力的影響。計算基本假定：1 地基上作為彈性變形介質(zhì)，水平向地基系數(shù)隨深度成正比例增加;2 不考慮基礎(chǔ)與上之間的粘著力和摩阻力;3 沉井基礎(chǔ)的剛度與土的剛度之比可認為是無限大。(一)非巖石地基上沉井基礎(chǔ)的計算沉井基礎(chǔ)受到水平力H及偏心豎向力N作用時(圖4-17a)，為了討論方便，可以把這些外力轉(zhuǎn)變?yōu)橹行暮奢d和水平力的共同作用，轉(zhuǎn)變后的水平力H距離基底的作用高度從（圖4-17b）為 （4-1）先討論沉井在水平力H作用下的情況。由于水平力的作用，沉井將圍繞位于地面下Z。深度處的A點轉(zhuǎn)動角(圖4-18)，地面下深度Z處沉井基礎(chǔ)產(chǎn)生的水平位移曲和土的橫向抗力分別為 （4-2）板書 講解 （4-3a）式中：Z.0 轉(zhuǎn)動中心A離地面的距離;Cz 深度Z處水平向的地基系數(shù)，Cz=mZ0 (kN/m3)，m為地基比例系數(shù)(kN/m。)將G值代大武(4-3a)得 （4-3b）從式(4-3b)可見，土的橫向抗力沿深度為二次拋物線變化。 基礎(chǔ)底面處的壓應力，考慮到該水平面上的豎向地基系數(shù)G不變，故其壓應力圖形與基礎(chǔ)豎向位移圖相似。故（4-4）式中C0(見表3-16注)不得小于10m0，d為基底寬度或直徑。在上述三個公式中，有兩個未知數(shù)Z。和w，要求解其值，可建立兩個平衡方程式:X=0 （4-5）M=0 （4-6）式中b1為基礎(chǔ)計算寬度，按第三章中“m法”計算，w為基底的截面模量。對上二式進行聯(lián)立解，可得 （4-7） （4-8）板書 講解或 式中： 為深度h處沉井側(cè)面的水平向地基系數(shù)與沉井底面的豎向地基系數(shù)的比值，其中m、m。按第三章有關(guān)規(guī)定采用將式（4-7）(4-8)代入式（4-3）及式（4-4）得 （4-9） （4-10）當有豎向荷載N及水平力H同時作用時(圖4-18)則基底邊緣處的壓應力為 （4-11）式中A。為基礎(chǔ)底面積。離地面或最大沖刷線以下Z深度處基礎(chǔ)截面上的彎矩(圖4-18)，為 （4-12）板書 講解(二)基底嵌入基巖內(nèi)的計算方法若基底嵌入基巖內(nèi)，在水平力和豎直偏心荷載作用下，可認為基底不產(chǎn)生水平位移，則基礎(chǔ)的旋轉(zhuǎn)中心A與基底中心相吻合，即Z0=h，為一已知值(圖4-19)。這樣，在基底嵌人處便存在一水平阻力P，由于P力對基底中心軸的力臂很小，一般可忽略P對A點的力矩。當基礎(chǔ)有水平力H作用時，地面下Z深度處產(chǎn)生的水平位移M和土的橫向抗力zx分別為 （4-13） （4-14）基底邊緣處的豎向應力為 （4-15）巖石的C0值可按表3-17查用。上述公式中只有一個末知數(shù)，故只需建立一個彎矩平衡方程便可解出值。板書 講解MA=0 （4-16）解上式得 （4-17）式中 將tg代入式（4-14）（4-15）得 （4-18） （4-19）基底邊緣處的應力為 （4-20）根據(jù)X=0可以求出嵌人處未知的水平阻力P板書 講解 （4-21）地面以下Z深度處基礎(chǔ)截面上的彎矩為 （4-22）(三) 墩臺頂面的水平位移基礎(chǔ)在水平力和力矩作用下，墩臺頂面會產(chǎn)生水平位移，它由地面處的水平位移Z0tg，地面到墩臺頂范圍機h2的水平移h2tg，在h2范圍內(nèi)墩合身彈性撓曲變形引起的墩臺頂水平位移0，三部分組成。 （4-23）考慮到轉(zhuǎn)角一般均很小，令tg=不會產(chǎn)生多大的誤差。另一方面，由于基礎(chǔ)的實際剛度并非無窮大，而剛度對墩臺頂?shù)乃轿灰剖怯杏绊懙?。故需考慮實際剛度對地面處水平位移的影響及對地面處轉(zhuǎn)角的影響，用系數(shù)K1及K2表示。K1、K2是h，/h的函數(shù)，其值可按表4-1查用。因此，式(4-23)可寫成 （4-24）或?qū)χС性趲r石地基上的墩臺頂面水平位移為 （4-25）(四)驗算1基底應力驗算式(4-11)及式（4-20）所計算出的最大壓應力不應超過沉井底面處土的容許壓應力。板書 講解 （4-26）2橫向抗力驗算由式(4-9)，(4-18)計算出的zx，值應小于沉井周圍土的極限抗力值，否則不能考慮基礎(chǔ)側(cè)向上的彈性抗力，其計算方法如下：當基礎(chǔ)在外力作用下產(chǎn)生位移時，在深度Z處基礎(chǔ)一側(cè)產(chǎn)生主動上壓力強度Pa而被擠壓一側(cè)土就受到被動土壓力強度Pp，故其極限抗力，以土壓力表達為 （4-27）由朗金土壓力理論可知 （4-28）代入式（4-27）整理后 （4-29）式中為土的容重，和c分別為土的內(nèi)摩擦角和粘聚力?？紤]到橋梁結(jié)構(gòu)性質(zhì)和荷載情況，并根據(jù)試驗知道出現(xiàn)最大的橫向抗力大致在Z=h/3和Z=h處，將考慮的這些值代入式(4-29，便有下列不等式 （4-30）板書 講解 （4-31）式中：（h/3）x相應于Z=h/3深度處的土橫向抗力;hx 相應于Z=h深度處的土橫向抗力，h為基礎(chǔ)的理量深度;1 取決于上部結(jié)構(gòu)形式的系數(shù)，一般取1=1，對于拱橋1=0.7;2 考慮恒載對基礎(chǔ)底面重心所產(chǎn)生的彎矩Mg在總彎矩M中所占百分比的系數(shù)，即2=1-0.8Mg/M3墩臺頂面水平位移驗算橋梁墩臺設(shè)計時，除應考慮基礎(chǔ)沉降外，往往還需要檢驗由于地基變形和墩合身的彈性水平變形所產(chǎn)生的墩臺頂面的彈性水平位移。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：墩臺頂面的水平位移應符合下列要求：0.5L(cm)，式中L為相鄰跨中最小跨的跨度(m)，當跨度上<25m時，按25m計算?！镜?8次課】教學目的：通過本次課教學使學生掌握沉井的概念，沉井的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，沉井的施工方法。教學重點：沉井的概念，沉井的結(jié)構(gòu)構(gòu)造，沉井的施工方法。教學難點：沉井的施工方法。板書 講解二、沉井施工過程中的結(jié)構(gòu)強度計算從底節(jié)沉井拆除墊木，直至上部結(jié)構(gòu)修筑完成開始使用，以及營運過程中沉井均受到不同外力的作用。因此，沉井的結(jié)構(gòu)強度必須滿足各階段最不利受力情況的要求。根據(jù)公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTJ023-85)，鋼筋混凝土受彎構(gòu)件施工階段應力驗算可采用容許應力法。因此在下列有關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強度驗算中除沉井封底與頂蓋一部分計算外，均采用容許應力法。針對沉井各部分在施工過程中的最不利受力情況，首先擬出相應的計算圖式，然后計算截面應力，進行必要的配筋，保證井體結(jié)構(gòu)在施工各階段中的強度和穩(wěn)定。 (一)沉井自重下沉驗算為了便沉井能在自重下順利下沉，沉井重力(不排水下沉者應扣除浮力)應大于土對井壁的摩阻力，將兩者之比稱為下沉系數(shù)，要求 （4-32）式中：K 下沉系數(shù)，應根據(jù)土類別及施工條件取大于l的數(shù)值;Q 沉井自重（KN）;T 土對井壁的總摩阻力當不能滿足式(4-32)要求時，可選擇下列措施直至滿足要求：加大井壁厚度或調(diào)整取土井尺寸；如為不排水下沉者，則下沉者到一定深度后可采用排水下沉；增加附加荷載或射板書 講解水助沉;采用泥漿潤滑套或壁后壓氣法等措施。(二)第一節(jié)(底節(jié))沉井的豎向撓曲驗算第一節(jié)沉井在抽除墊木及挖土下沉過程中，沉井可按承受自重的梁計算井壁產(chǎn)生的豎向撓曲應力。如撓曲應力超過了沉井材料的容許限值，就應增加第一節(jié)沉井高度或在井壁內(nèi)設(shè)置橫向鋼筋，以防止沉井豎向開裂。 驗算時應采用的第一節(jié)沉井的支承點位置與沉井的施工方法有關(guān)，現(xiàn)分別敘還如下：1排水挖土下沉由于沉井是排水挖土下沉，所以不論在抽除刃腳下墊木以及在整個挖土下沉過程中，都能很好地控制沉井的支承點。為了使井體撓曲應力盡可能小些，支點距離可以控制在最有利的位置處。對矩形及圓端形沉井而言，是使其支點和跨中點的彎矩大致相等。如沉井長寬比大于支點設(shè)在長邊上，支點間距可采用0.7L，L為沉井長度如(圖4-20a)，以此驗算沉井井壁頂部和下部彎曲抗拉的強度，防止開裂。圓形沉井四個支點可布置在兩個相互垂直線上的端點處。2不排水挖土下沉由于井孔中有水，挖土可能不均勻，支點設(shè)置也難控制，沉井下沉過程中可能會出現(xiàn)最不利的支承情況。對矩形及圓端形沉井，支點在長邊的中點上，如圖4-20b)，另一種情況支點在四個角上，如圖4-20c);對于圓形沉井，兩個支點位于一直徑上。圖4-20a)和b)情況使沉井成為一懸臂梁，在支點處，沉井頂部可能產(chǎn)生豎向開裂;而圖4-20c)使沉井成為一簡支梁，跨中彎矩最大，可能沉井下部豎向開裂。兩種情況均應對長邊跨中附近最小截面上下緣進行驗算。若底節(jié)沉井內(nèi)隔墻的跨度較大，還需驗算內(nèi)隔墻的抗拉強度。內(nèi)隔墻最不利的受力情況是下部土已挖空，第二節(jié)沉井的內(nèi)墻已澆筑，但未凝固，這時，內(nèi)隔墻成為兩端支承在井壁上的梁，承受了本身重量以及上部第二節(jié)沉井內(nèi)隔墻如模板等重量。如驗算結(jié)果可能使內(nèi)隔墻下部產(chǎn)生豎向開裂，應采取措施，或布置水平向鋼筋，或在澆筑第二節(jié)沉板書 講解井時內(nèi)隔墻底部回填砂石并夯實，使荷載傳至填土上。(三) 沉井刃腳受力計算沉井在下沉過程中，刃腳受力較為復雜，刃腳切入土中時受到向外彎曲應力，挖空刃腳下的土時，刃腳又受到外部土、水壓力作用而向內(nèi)彎曲。從結(jié)構(gòu)上來分析，可認為刃腳把一部分力通過本身作為懸壁梁的作田傳到刃腳根部，另一部分由本身作為一個水平的閉合框架作用所負擔，因此，可以把刃腳看成在平面上是一個水平閉合框架，在豎向是一個固定在井壁上的懸臂梁。水平外力的分配系數(shù)，如根據(jù)懸臂及水平框架兩者的變位關(guān)系及其他一些假定得到：刃腳懸臂作用的分配系數(shù)為 （4-33）刃腳框架作用的分配系數(shù)為 （4-34）式中：L1 支承于隔墻間的井壁最大計算跨度;L2 支承于隔墻間的井壁最小計算跨度;hk 刃腳斜面部分的高度。水平外力按上面兩個分配系數(shù)數(shù)分配，只適用于內(nèi)隔墻底面高出刃腳底面不超過0.5m，或大于0.5m而垂直埂肋的情況。否則，全部水平力應由懸臂作用承擔，即=1.0。刃腳不再起水平框架作用，但仍應按構(gòu)造要求布置水平鋼筋，便能承受一定的正、負彎矩。外力經(jīng)過上面的分配以后，就可以將刃腳受力情況按豎、橫兩個方向來計算。1刃腳豎向受力分析(1) 刃腳向外撓曲的內(nèi)力計算 最不利情況： 刃腳斜面上土的抵抗力最大，而井壁外的土壓力及水壓力最小一般近似認為在沉井下沉施工過程中，刃腳內(nèi)側(cè)切入土中深度約1.0m，上節(jié)沉井均已接上，且沉井上部露出地面或水面約板書 講解板書 講解一節(jié)沉井高度時較符合需要條件，為最不利情況，以此來計算刃腳的向外撓曲彎矩。刃腳高度范圍內(nèi)的外力： 刃腳外側(cè)的主動土壓力及水壓力，沉井自重，土對刃腳外側(cè)的摩阻力，以及刃腳下土的抵抗力。其計算圖式如圖4-21。1)作用在刃腳外側(cè)單位寬度上的土壓力及水壓力的合力為 （4-35）式中：pe2+w2 作用在刃腳根部處的土壓力及水壓力強度之和; pe3+w3 刃腳底面處的土壓力及水壓力強度之和;hk 刃腳高度。pe+w力的作用點(離刃腳根部的距離)為 （4-36）地面下深度hi處刃腳承受的土壓力ei可按朗金主動土壓力公式計算 （4-37）式中i為hi高度范圍內(nèi)土的平均容重，在水位以下應考慮浮力, hi為計算位置至地面的距離。水壓力i的計算為i=whwi，其中w為水的容重，hwi為計算位置至水面的距離。水壓力是應根據(jù)施工情況和土質(zhì)條件計算的(可參考刃腳向內(nèi)撓曲驗算時有關(guān)說明)，為了避免計算所得土、水壓力值偏大而使驗算方法偏于不安全，一般設(shè)計規(guī)范均規(guī)定了由式(4-35)算得的刃腳外側(cè)土、水壓力值不得大于靜水壓力的70%，否則按靜水壓力的70%。2)作用在刃腳外側(cè)單位寬度上的摩阻力Ti可按下列二式計算，并取其較小者 （4-38）板書 講解 （4-39）式中：土與井壁間單位面積上的摩阻力，由表4-2查用;hk 刃腳高度;E 刃腳外側(cè)總的主動土壓力3)刃腳下抵抗力的計算。刃腳下豎向反力R(取單位寬度)可按下式計算 （4-40）式中：q 為沿井壁周長單位寬度上沉井的自重，在水下部分應考慮水的浮力;T 為沉井入土部分單位寬度上的摩阻力。為求R的作用點，可將R分為v1及v2兩部分，然后根據(jù)圖4-21求得。圖中刃腳踏面寬度為a1，踏面下的反力假定為均勻分布，其合力用v1表示。假定刃腳斜面與水平面成角，斜面與土間的摩擦角為況。故作用在斜面上土反力的合力與斜面的垂直方向成角，斜面上反力成三角形分布，在地面處為o，將合力分解成豎直力v2及水平力H時，它們的應力圖形也是呈三角形分布。因此， （4-41）R的作用點距井壁外側(cè)的距離為（4-42）式中：b2為刃腳內(nèi)側(cè)入土斜面在水平面上的投影長度。根據(jù)力的平衡條件，從圖4-21可知 （4-43） （4-44） （4-45）其中2為土與刃腳斜面間的外摩擦角，一般定為300，刃腳斜面上水平反力H 作用點離刃腳底面1/3m。4)刃腳(單位寬度)自重g為(4-43) （4-46） 式中： 井壁厚度i 鋼筋混凝土刃腳的容重，不排水施工時應扣除浮力。刃腳自重g的作用點至刃腳根部中心軸的距離 （4-47）求出以上各力的數(shù)值、方向及作用點后，再算出各力對刃腳根部中心軸的彎矩總和值M0豎向力N0及剪力Q，其算式為 （4-48） （4-49） （4-50）式中：MR、MH、Me+w、MT、Mg分別為反力R、土壓力及水壓力pe+w、橫向力H、刃腳底部的外側(cè)摩阻力T1以及刃腳自重g對刃腳根部中心軸的彎矩，其中作用在刃腳部分的各水平力均應接規(guī)定考慮分配系數(shù)上述各式數(shù)值的正負號視具體情況而定。根據(jù)M0、N0及Q值就可驗算刃腳根部應力并計算出刃腳內(nèi)側(cè)所需的豎向鋼筋用量。一般刃腳鋼筋截面積不宜少于刃腳跟部截面積的0.1%，刃腳的豎直鋼筋應伸入根部以上0.5L1(L1為支承于隔墻間的井 最大計算跨跨度)。(2)刃腳向內(nèi)撓曲的內(nèi)力計算最不利情況： 沉井已下沉至設(shè)計標高，刃腳下的土已挖空而尚未澆筑封底混凝土(圖4-22)，這時，將刃腳作為根部固定在井壁的懸板書 講解臂梁，計算最大的向內(nèi)彎矩。作用在刃腳上的力： 刃腳外側(cè)的土壓力、水壓力、摩阻力以及刃腳本身的重力。計算方法： 同前。但計算水壓力應注意根據(jù)施工實際情況，現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范考慮到一般的情況及從安全出發(fā)要求不排水下沉沉井，井壁外側(cè)水壓力值以內(nèi)水壓力值以50%計算，或按施工可能出現(xiàn)的水頭差計算。若為排水下沉沉井，對不透水土，可按靜水壓力70%計算，在透水性土中，可按靜水壓力的100%計算。計算所得各水平外力均應接規(guī)定考慮分配系數(shù)。根據(jù)外力值計算出對刃腳根部中心軸的彎矩、豎向力及剪力后，并以此求出刃腳外壁的鋼筋用量。同樣，刃腳鋼筋截面積不宜少于刃腳恨部截面積的0.1%。刃腳的豎直鋼筋應伸入刃腳恨部以上0.5L1。2刃腳水平鋼筋的計算最不利的情況： 沉井已下沉至設(shè)計標高，刃腳下的土已挖空，尚未澆筑封底混凝土的時候。計算方法： 由于刃腳有懸臂作用及水平閉合框架的作用，故當刃腳作為懸臂考慮時，刃腳所受水平力乘以而作用于框架的水平力應乘以分配系數(shù)式（4-34)后，其值作為水平框架上的外力，由此求出框架的彎矩及軸向力值。再計算框架所需的水平鋼筋用量。 根據(jù)常用沉井水平框架的平面形式，現(xiàn)列出其內(nèi)力計算式，以供設(shè)計時參考。(1)單孔矩形框架(圖4-23)A點處的彎矩B點處的彎矩C點處的彎矩軸向力板書 講解式中：K=a/b，a為短邊長度，b為長邊長度。(2)單孔圓端形(圖4-24)式中：K=L/r，r為圓心至圓端形井壁中心軸的距離。(3)雙孔矩形(圖4-25)板書 講解式中:K=a/b。(4)雙孔圓端形(圖4-26a) 板書 講解(5)圓形沉井(圖4-26b)圓形沉井，如在均勻土中平穩(wěn)下沉，受到周圍均布的水平壓力，則刃腳作為水平圓環(huán)，其任意截面上的內(nèi)力彎矩M=0，剪力Q=0，軸向壓力N=pR，其中R為沉井刃腳外壁的半徑。如由于下沉過程中沉井發(fā)生傾斜或土質(zhì)的不均勻，都將使刃腳截面產(chǎn)生彎矩。因此應根據(jù)實際情況考慮水平壓力的分布。為了便于計算，可以對土壓力的分布作如下的假設(shè)：設(shè)在井壁(刃腳)的橫截面上互成90。兩點處的徑向壓力為PA、PB，計算PA時土的內(nèi)摩擦角可增大2.550，計算PB時減少2.5 5，并假設(shè)其他各點的土壓力Pa按下式變化 pa=PA(1+sin)式中：=-1，=pB/pA(也可根據(jù)土質(zhì)不均勻情況，覆蓋層厚度，直接確定值，一般取1.5-2.5，。則作用在A、B截面上的內(nèi)力為NA=PAr(1+0.785)MA=-0.149PAr2NB=PAr(1+0.5)MB=0.137PAr2式中：NA、MA A截面上的軸向力和彎矩; NB、MB B截面(垂直于A截面)上的軸向力彎矩; r 井壁(刃腳)軸線的半徑。(四)井壁受力計算1.井壁豎向拉應力驗算沉井在下沉過程中，刃腳下的土已被挖空，但沉井上部被摩擦力較大的上體夾住(這一般在下部土層比上部土層軟的情板書 講解況下出現(xiàn))，這時下部沉井呈懸掛狀態(tài)，井壁就有在自重作用下被拉斷的可能，因而應驗算井壁的豎向拉應力。拉應力的大小與井壁摩阻力分布圖有關(guān)，在判斷可能夾住沉井的土層不明顯時，呵近似假定沿沉井高度成例三角形分布(圖2-27)。在地面處摩阻力最大，而刃腳底面處為零。該沉井自重為G，h 為沉井的入土深度，U為井壁的周長，為地面處井壁上的摩阻力，x為距刃腳底x處的摩阻力(圖4-27) 由于 （4-51）離刃腳底x處井壁的拉力為Sx，其值為 （4-52）為求得最大拉應力令 （4-53）除沉井障礙物卡住的情況以外，可用式(4-53)算出的拉應力進行驗算，當Smax大于井壁污工材料容許限值時，應布置必要的豎向受力鋼筋。對每市井壁接縫處的豎直拉力驗算，可假定該處混凝土不承受拉應力，全部由接縫處鋼筋承受。鋼筋的應力應小于0.75鋼筋標準強度，并須驗算鋼筋錨固長度。板書 講解2井壁橫向受力計算沉井下沉過程中，井壁始終受到水平向的土壓力及水壓力作用，因而應驗算井壁材料的強度。驗算時是將井壁水平向截取一段作為水平框架來考慮，然后計算該框架的受力情況(計算方法與刃腳框架計算同)。井壁截取位置應是在刃腳根部(如圖4-28所示)。沉井的最不利下沉情況是下沉至設(shè)計標高，刃腳下土已挖空而尚未封底，此時在c一c斷面(圖4-28)以上截取一段高度為井壁厚A的井壁作為水平框架。其上作用的水平荷載，除了該段井壁范圍內(nèi)的土、水壓力外，還有刃腳作為懸臂作用傳來的水平剪力(其值等于刃腳向內(nèi)撓曲時受到的水平外力乘以分配系數(shù)。對于分布澆筑的沉井，整個沉井高度范圍的井壁厚度可能不一致，而依厚度變化分成數(shù)段。因此，除了應驗算靠近刃腳根部以上處的井壁材料強度外，同時還應驗算備厚度變化段最下端處的單位高度的井壁作為水平框架的強度。并以此來控制該段全高的設(shè)計。這些水平框架所承受的水平力為該水平框架高度范圍內(nèi)的土壓力及水壓力，并不需乘以分配系數(shù)。采用泥漿潤滑套的沉井，若臺階以上泥漿壓力大于上述土壓力和水壓力之和，則井壁壓力應按泥漿壓力計算。(五)混凝土封底及項蓋的計算1封底混凝土計算沉井封底混凝土的厚度應根據(jù)基底承受的反力情況而定。作用于封底混凝土的豎向反力可分為兩種情況：一種是沉井水下封底后，在施工抽水時封底混凝土需承受基底水和地基土的向上反力；一種是空心沉井在使用階段，封底混凝土須承受沉井基礎(chǔ)全部最不利荷載組合所產(chǎn)生的基底反力，如沉井井孔內(nèi)填砂或有水時，可扣除其重量。 封底混凝土厚度，可按下列兩種方法計算并取其控制者。1. 封底混凝土視為支承在凹槽或隔墻底面和刃腳上的底板，按周邊支承的雙向板(矩形或圓端形沉井，或圓板(圓形沉井，計算。底板與井壁的連接一般按簡支承考慮，當?shù)装迮c井壁有可靠的整體連接(由井壁內(nèi)預留鋼筋聯(lián)接等)時，板書 講解也可按彈性固定考慮。封底混凝土的厚度，可按下式計算: （4-54）式中：h1 封底混凝土的厚度(m); Mtm 在最大均布反力作用下的最大計算彎矩(kNm)，按支承條件考慮的荷載系數(shù)可由結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊直取;Rwj 混凝土彎曲抗拉極限強度; si 荷載安全系數(shù)，此處si=1.1；m 材料安全系數(shù)，此處m=2.31 b 計算寬度，此處取lm。有時為簡單初步估算也可采用式(2-29)。(2)封底混凝土接受剪計算，即計算封底混凝土承受基底反力后是否有沿井孔范圍內(nèi)周邊剪斷的可能性。若剪應力超過其抗剪強度則應加大封底混凝土的抗剪面積。2鋼筋混凝土蓋板的計算對于空心沉井或井孔填以礫砂石的沉井，必須在井頂筑鋼筋混凝土蓋板，用以支承墩臺的全部荷載。蓋板厚度一般是預先擬定的，只需進行配筋計算，計算時考慮蓋板作為承受最不利組合傳來均布荷載的雙向板，然后以此計算結(jié)果來進行配筋計算。如墩身全部位于井孔內(nèi)，還應驗算蓋板的剪應力和井壁支承壓力。如墩身較大，部分支承在井壁上則不需進行蓋板的剪力驗算，只進行井壁壓應力的驗算。三、浮運沉井的計算要點設(shè)計浮運沉井，除了按前述方法計算外，還應考慮沉井浮運過程中的受力情況。在根據(jù)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的需要擬訂出沉井的基本尺寸后，先要擬定浮運沉井的浮體構(gòu)造，進行施工步驟計算，準確計算各施工步驟的沉井重量，入土深度，浮體穩(wěn)定性，井壁內(nèi)外水頭差，井壁露出水面高度等。(一)浮運沉升穩(wěn)定性驗算浮運沉井由于其浮運階段和就位后接高下沉至河床階段中均屬一板書 講解個懸浮于水中的浮體，它必須是一個穩(wěn)定的浮體，故對懸浮狀態(tài)下沉井，根據(jù)每一個施工步驟中的受力情況，必須核算其穩(wěn)定性。在穩(wěn)定性驗算中，主要是決定沉井的重心、浮心及定傾半徑，然后將它們的數(shù)值進行比較，便可判斷沉井在浮運和下沉過程中是否穩(wěn)定?，F(xiàn)以帶臨時底板的浮運沉井為例，進行穩(wěn)定性驗算如下。1計算浮心位置(圖4-29)沉井重量等于沉井排開水的重量，浮運沉井吃水深h0(從底板算起)，可按下式計算： （4-55）式中：V0 為沉井底板以上部分排水體積；A0 為沉井吃水的截面積，對圓端形沉井(圖4-30) （4-56）其中：d為圓端形直徑或沉井的寬度；L為沉井矩形部分的長度。浮心的位置，以刃腳底面起算為h3+Y1時，Y1可由下式求得 （4-57）式中：M為各排水體積(沉井底板以上部分排水體積V0、刃腳體積V1、底板下隔墻體積V2)對其中心到刃腳底距離的乘積。如各部分的乘積分別以M0、M2、M3表示則 （4-58） （4-59） （4-60）板書 講解