沉井法施工
一、沉井的类型和构造
定义:沉井是一个上无盖下无底的井筒状构筑物,属于深基础的一种型式。挖基坑→铺垫层→沉井井筒→取土→沉井下沉→浇注底板、内部结构和顶盖。称为沉井法施工。
2、用途
1)桥梁墩台、重型厂房和各种工业构筑物的基础;工作井(拼装井)和接收井、通风井和排水泵房井等,但更多的是作为市政工程的排水泵房、自来水厂的取水口等。
2)地下工厂、车间、地下车库、地下娱乐场所等。
3)大型浮运沉井可用来建造海上石油开采平台。
3、分类
1)材料:钢沉井、砖砌沉井、钢筋混凝
2)土沉井
平面形状:单孔圆沉井、单孔方形沉井、多孔方形沉井、多孔 椭圆形沉井、多排多孔沉井等
多排孔沉井:在沉井内设置几道纵横交叉的内隔墙,使沉井成为刚度较好的空间结构,每个井孔内可设置底梁或不设底梁。该类沉井挖土和下沉工作可以较均衡地进行,有利于均匀下沉,适用于平面尺寸大而重量大的地下建筑物。
4、沉井的基本构造:
由刃脚、井壁、隔墙、取土孔、底框架、顶板、底板等组成
1)井壁
沉井的主要组成部分,应有足够的强度、刚度、重量。井壁厚度主要取决于沉井大小、下沉深度以及地层的力学指标。一般为0.4-1.2m
可达1.5-1.8m。
上下等厚的直墙形井壁和阶梯形井壁两种
适用:当土质松软、摩擦力不大、下沉深度不深时可采用直墙形
优点:
1)较好地约束井壁,易于控制垂直下沉
2)接长井筒亦简单,模板能多次重复使用
3)对周围土的扰动影响范围较小,特别适用于建筑物密集的市区中。
内阶梯形
适用:土质松软,下沉深度较深
优点:减少沉井的截面尺寸,节省材料
适用:土层密实,且下沉深 度很大
外阶梯形
规定:台阶设在每节沉井接缝处,宽度一般为10- 20cm。最下面一级阶梯宜设在 (1/4— 1/3)H高度处或1.2- 2.2m处。施工时一般 在阶梯面所形成的槽 孔中灌填黄沙或触变泥浆
2)刃脚
主要功能:引导 沉井下沉,并阻止井外土体 涌入井内。构造:刃脚底部为踏面,通常宽度10—20cm;刃脚内侧为一 倾面,通常倾角为450—500
3)内隔墙
并井非专为施工而设置。可以下沉就位以后浇注,也可以在下沉之前做成。下沉之前浇注的隔增减少了井壁跨度,增加了沉井的整体刚度,同时将沉井分隔成几个取土井,便于均衡取土,均匀下沉。
构造:底面一般应比刃脚踏面高出0.5-1.0m,为了防止“突沉”,也可以将内墙底面与刃脚踏面齐平 ;隔墙厚度由设计计算确定,通常为0.5m左右。
4)封底及顶盖
定义:往开挖井孔内填入相应厚度的素混凝土,以混凝土的自重和强度抵消井孔内土体的隆起,以混凝土与井壁间的密实联接克服地下水的渗入,为浇注钢筋混凝土底板创造条件。
分类:湿封底、干封底。
湿封底是水下混凝土封底,干封底是为了减少水压力对封底混凝土的作用,需设置集水井排水减压。
为了使封底混凝土和底板、井壁间有更可靠的联结,以传递地基反力,使沉井成为空间受力结构,通常在刃脚上方的井壁上预留一凹槽 ,下边线距刃脚踏面应在2.5m以上。槽高约1.0m,近于封底混凝土的厚度,以保证封底工作顺利进行。凹入深度约为0.15-0.25m。
5)底梁和框架
目的:在不便设置内隔墙时,为了增加沉井下沉过程中的整体刚度;在松软地层中下沉的沉井,底梁及其框架的设置还有防止沉井“突沉”的功能,并便于纠偏。
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