公路工程基础工程之沉井基础64页PPT
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基础工程PPT(附动画) 沉井基础
图 5-12 水中筑岛下沉沉井 a) 无围堰防护土岛; b) 有围堰防护土岛; c) 围堰筑岛
沉井的施工
沉井基础及地下连续墙
（二）浮运沉井施工 水深较大，如超过10m时，筑岛法很不经济，且施工也困 难，可改用浮运法施工。沉井在岸边做成，利用在岸边铺成 的滑道滑入水中，然后用绳索引到设计墩位。
图 5-13
不排水除土下沉时，减小水头梯度；
采用井点，或深井和深井泵降水。
地下连续墙
沉井基础及地下连续墙
地下连续墙
一、地下连续墙的概念、特点及其应用与发展
地下连续墙技术起源于欧洲，是根据钻井中膨润土泥 浆护壁以及水下浇灌混凝土的施工技术而建立和发展起来 的一种方法。这种方法最初应用于意大利和法国，在1950 年前后，意大利首先应用了排式地下连续墙,1954年，这一 施工技术传入法国、德国，并很快得到广泛应用。1959年 传入日本，目前，日本为该技术使用最多的国家。
沉井的施工
沉井基础及地下连续墙
8.封底、充填井孔及浇筑顶盖 地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。如封 底是在不排水情况下进行，则可用导管法灌注水下混凝土(见 钻孔灌注桩施工)，若灌注面积大，可用多根导管，以先周围 后中间，先低后高的次序进行灌注。待混凝土达设计强度后， 再抽干井孔中的水，填筑井内圬土。如井孔中不填料或仅填 以砾石，则井顶面应浇筑钢筋混凝土顶盖，以支承墩台，然 后砌筑墩身，墩身出土(或水面)后可拆除临时性的井顶围堰。
原则：分区、依次、对称、同步。
沉井的施工
沉井基础及地下连续墙
4.挖土下沉 沉井下沉施工可分为排水下沉和不排水下沉。 排水下沉：当沉井穿过的土层较稳定，不会因排水而 产生大量流砂时，可采用排水下沉。它适用于土层渗水量 不大且排水时不会产生涌土或流砂的情况；人工挖土可使 沉井均匀下沉和清除井下障碍物，但应保证施工安全。排 水下沉时，有时也用机械除土。 不排水下沉：一般都采用机械除土，挖土工具可以是 抓土斗或水力吸泥机，如土质较硬，水力吸泥机需配以水 枪射水将土冲松。由于吸泥机是将水和土一起吸出井外， 故需经常向井内加水维持井内水位高出井外水位1～2m， 以免发生涌土或流砂现象。
桥梁基础工程-沉井ppt课件
主力＋附加力：双孔重载， 低水位
竖向力N /kN 16033
16033
水平力H /kN 0
890
力矩M /kNm 350
12563.9
25
y0
N
局部冲刷线
M1
-4.0 H O
黏
砂
土
ω
y
3.7
-0.3 沉井顶 X
σY
10.0
h
2.3
-14.0
粗
砂
夹
卵
石
σh
N0 -16.3
Y
26
qili li
（2）刃脚踏面的阻力
刃脚踏面的阻力=刃脚踏面面积×地基承载力
• 减少井壁摩阻力的方法 （1）高压射水 （2）泥浆套 （3）空气幕
13
hE
hE-5m
5m
侧阻力分布
qm
压 入 泥 浆 泥浆套
泥 浆 套
2. 刃脚受力计算
刃角受力
向外挠曲 竖向
向内挠曲
水平方向挠曲
看作固定于刃脚根部的悬臂梁。 看作水平框架。
17
1
向内挠曲
3．井壁受力计算 （1）竖向受拉计算
竖向拉应力验算
沉井下部悬空，由井壁摩擦力支承， 并由此因自重在井壁内产生拉应力。
由平衡条件，得拉力 SxG x/hG x2/h2 解得 Smax G/4
据此沿井壁纵向配置抗拉钢筋。
水平受力计算
地面
（2）水平受力计算
1m
1m
பைடு நூலகம்
1m 1m
1）下沉到设计深度且刃脚下的土被掏空时。
1）墩身底面支承于井壁和隔墙时 计算跨中最大弯矩并验算抗压强度。
2）墩身底面位于井孔内时 除进行1）外，还有计算墩台边缘处顶盖截面的弯矩和剪力。
竖向力N /kN 16033
16033
水平力H /kN 0
890
力矩M /kNm 350
12563.9
25
y0
N
局部冲刷线
M1
-4.0 H O
黏
砂
土
ω
y
3.7
-0.3 沉井顶 X
σY
10.0
h
2.3
-14.0
粗
砂
夹
卵
石
σh
N0 -16.3
Y
26
qili li
（2）刃脚踏面的阻力
刃脚踏面的阻力=刃脚踏面面积×地基承载力
• 减少井壁摩阻力的方法 （1）高压射水 （2）泥浆套 （3）空气幕
13
hE
hE-5m
5m
侧阻力分布
qm
压 入 泥 浆 泥浆套
泥 浆 套
2. 刃脚受力计算
刃角受力
向外挠曲 竖向
向内挠曲
水平方向挠曲
看作固定于刃脚根部的悬臂梁。 看作水平框架。
17
1
向内挠曲
3．井壁受力计算 （1）竖向受拉计算
竖向拉应力验算
沉井下部悬空，由井壁摩擦力支承， 并由此因自重在井壁内产生拉应力。
由平衡条件，得拉力 SxG x/hG x2/h2 解得 Smax G/4
据此沿井壁纵向配置抗拉钢筋。
水平受力计算
地面
（2）水平受力计算
1m
1m
பைடு நூலகம்
1m 1m
1）下沉到设计深度且刃脚下的土被掏空时。
1）墩身底面支承于井壁和隔墙时 计算跨中最大弯矩并验算抗压强度。
2）墩身底面位于井孔内时 除进行1）外，还有计算墩台边缘处顶盖截面的弯矩和剪力。
基础工程(第二版)沉井PPT课件
横向计算zx值应小于沉井周围土的极限抗力值。 极限抗力值计算方法：
当基础在外力作用下产生位移时，在深度z处基础一侧 产生主动土压力强度pa，而被挤压一侧土就受到被动土压 力强度pP，故其极限抗力，以土压力表达为
zx pp - pa
2021/2/12
30
由朗金土压力理论可知
zx
4
cos
(ztg
c)
2021/2/12
22
（一）非岩石地基上沉井基础的计算
沉井基础受到水平力H及偏心竖向力N作用。将水平
力H及偏心竖向力N引起的力矩等效转换成水平力H距离
基底的作用：
＝
Ne＋Hl H
M H
先讨论沉井在水平力H作用下的情况，水平力的作用
下，沉井将围绕位于地面下z0深度处的A点转动角，地面
下深度z处沉井基础产生的水平位移x和土的横向抗力zx
2021/2/12
25
求得z0、tgω，代入式(5-3)和式(5-4)，进而求得
zx
6H Ah
z(z0
z)
d
2
3dH
A
当有竖向荷载N及水平力H同时作用时，则基底边缘
处的压应力为
max min
N A0
3Hd
A
式中A0——基础底面积。
离地面或最大冲刷线以下z深度处基础截面上的弯矩
M Z＝H ( h z) z1xb1 (z z1 )dz1
200200mm的方木，使压应力不大于100kPa)。然后在 刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模 ，最后浇灌第一节沉井混凝土。
2021/2/12
15
3. 拆模及抽垫
沉井混凝土达到设计强度70%时可拆除模板，强度达设 计强度后才能抽撤垫木。
当基础在外力作用下产生位移时，在深度z处基础一侧 产生主动土压力强度pa，而被挤压一侧土就受到被动土压 力强度pP，故其极限抗力，以土压力表达为
zx pp - pa
2021/2/12
30
由朗金土压力理论可知
zx
4
cos
(ztg
c)
2021/2/12
22
（一）非岩石地基上沉井基础的计算
沉井基础受到水平力H及偏心竖向力N作用。将水平
力H及偏心竖向力N引起的力矩等效转换成水平力H距离
基底的作用：
＝
Ne＋Hl H
M H
先讨论沉井在水平力H作用下的情况，水平力的作用
下，沉井将围绕位于地面下z0深度处的A点转动角，地面
下深度z处沉井基础产生的水平位移x和土的横向抗力zx
2021/2/12
25
求得z0、tgω，代入式(5-3)和式(5-4)，进而求得
zx
6H Ah
z(z0
z)
d
2
3dH
A
当有竖向荷载N及水平力H同时作用时，则基底边缘
处的压应力为
max min
N A0
3Hd
A
式中A0——基础底面积。
离地面或最大冲刷线以下z深度处基础截面上的弯矩
M Z＝H ( h z) z1xb1 (z z1 )dz1
200200mm的方木，使压应力不大于100kPa)。然后在 刃脚位置处放上刃脚角钢，竖立内模，绑扎钢筋，立外模 ，最后浇灌第一节沉井混凝土。
2021/2/12
15
3. 拆模及抽垫
沉井混凝土达到设计强度70%时可拆除模板，强度达设 计强度后才能抽撤垫木。
沉井基础施工ppt课件
沉井的分类
按沉井的施工方法分类 浮运沉井
按沉井的建筑资料分类
混凝土沉井 钢筋混凝土沉井 竹筋混凝土沉井
钢沉井
沉井的平面外形 沉井的立面外形
圆形 圆端形 矩形
柱形 阶梯形 锥形
a)
多图
5-3
孔沉井单孔沉 沉 井井 ；的
b)
平
双 孔 沉
面 外 形
井
；
c)
图 5-4 沉井剖面图 a〕直壁柱型； b〕外壁单阶型； c〕外壁多阶型； d〕内壁多阶型
刃脚阻力。
沉井封底
当沉井下沉至设计标高时，应进展沉降观测．假设8h内沉井的 下沉量不大于l0mm，方可进展封底。
干封法：干封法适宜于沉井底部无地下水的情况下浇筑底板混 凝土，这种方法本钱低、工期短、质量好。
水下封底应符合以下要求： (1)井内水位不应低于设计水位，锅底应按设计尺寸整理，堆
积于井底的浮泥应予去除。 (2)浇灌水下混凝土各导管的有效半径必需相互搭接，并盖满
沉井施工特点： 〔1〕沉井可在井筒的维护下作 垂直下挖，施工中井筒既能防土 又能防水，下沉终了后成为根底 的一部分。沉井法施工可以有效 地抑制明挖法土石方量大、干扰 大的弊病。〔2〕逐节接筑，不 断挖土，借助混凝土井筒的自重， 边挖土边下沉，因此比较简便、 平安。〔3〕必需经过先浇筑，
沉井制造
筑岛法 当水深小于3m，流速≤1.5m/s时，可采用砂或砾石在水 中筑岛(图5-12 a〕，周围用草袋围护；假设水深或流速加大， 可采用围堤防护筑岛[图5-12b〕]；当水深较大〔通常<15m〕 或流速较大时，宜采用钢板桩围堰筑岛(图5-12c〕。
(园沉井为相互垂直两直径与园周的交点) 间程度间隔的1/100并≯30cm H为沉井高度。
沉井基础PPT课件
第四章 第一节 第二节
外壁竖直形式的沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较
简单，模板可重复使用。故当土质较松软，沉井下沉深度不大，可
以采用这种形式。 倾斜式及台阶式井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点是施
第三节
第四节
工较复杂，消耗模板多，同时沉井下沉过程中容易发生倾斜。故在
土质较密实，沉井下沉深度大，要求在不太增加沉井本身重量的情 况下沉至设计标高，可采用这类沉井。
第三节
第四节
封底混凝土底面承受地基土和水的反力，这就要求封底混凝土有一 定的厚度(可由应力验算决定)，其厚度根据经验也可取不小于井孔 最小边长的1.5倍。封底混凝土顶面应高出刃脚根部不小于0.5m， 并浇灌到凹槽上端。封底混凝土标号对岩石地基用C15；一般地基 用C20。盖板厚度一般为1.5～2.0m。井孔中充填的混凝土，其强度 等级不应低于C10
第三节
第四节
第五节 第六节
(二)
第四章 第一节 第二节
一般沉井构造上主要由井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、射水管、 封底和盖板等组成。
盖板 井孔
第三节
第四节
人孔 隔墙 凹槽 刃脚 封底 井壁
第五节 第六节
第四章 第一节 第二节
1.井壁 井壁是沉井的主要部分。它在沉井下沉过程中起挡土、挡水及利 用本身重量克服土与井壁之间的摩阻力的作用。当沉井施工完毕后， 它就成为基础或基础的一部分而将上部荷载传递给地基。因此，井 壁必须具有足够的强度和一定的厚度。根据井壁在施工中的受力情 况，可以在井壁内配置竖向及水平向钢筋，以增加井壁强度。井壁 厚度按下沉需要的自重，本身强度以及便于取土和清基等因素而定， 一般为0.80～1.50m，为便于绑扎钢筋及浇筑混凝土，其厚度不宜小 于0.4m。钢筋混凝土薄壁沉井可不受此限制。井壁的混凝土强度等 级不低于C15
外壁竖直形式的沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较
简单，模板可重复使用。故当土质较松软，沉井下沉深度不大，可
以采用这种形式。 倾斜式及台阶式井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点是施
第三节
第四节
工较复杂，消耗模板多，同时沉井下沉过程中容易发生倾斜。故在
土质较密实，沉井下沉深度大，要求在不太增加沉井本身重量的情 况下沉至设计标高，可采用这类沉井。
第三节
第四节
封底混凝土底面承受地基土和水的反力，这就要求封底混凝土有一 定的厚度(可由应力验算决定)，其厚度根据经验也可取不小于井孔 最小边长的1.5倍。封底混凝土顶面应高出刃脚根部不小于0.5m， 并浇灌到凹槽上端。封底混凝土标号对岩石地基用C15；一般地基 用C20。盖板厚度一般为1.5～2.0m。井孔中充填的混凝土，其强度 等级不应低于C10
第三节
第四节
第五节 第六节
(二)
第四章 第一节 第二节
一般沉井构造上主要由井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、射水管、 封底和盖板等组成。
盖板 井孔
第三节
第四节
人孔 隔墙 凹槽 刃脚 封底 井壁
第五节 第六节
第四章 第一节 第二节
1.井壁 井壁是沉井的主要部分。它在沉井下沉过程中起挡土、挡水及利 用本身重量克服土与井壁之间的摩阻力的作用。当沉井施工完毕后， 它就成为基础或基础的一部分而将上部荷载传递给地基。因此，井 壁必须具有足够的强度和一定的厚度。根据井壁在施工中的受力情 况，可以在井壁内配置竖向及水平向钢筋，以增加井壁强度。井壁 厚度按下沉需要的自重，本身强度以及便于取土和清基等因素而定， 一般为0.80～1.50m，为便于绑扎钢筋及浇筑混凝土，其厚度不宜小 于0.4m。钢筋混凝土薄壁沉井可不受此限制。井壁的混凝土强度等 级不低于C15
5 沉井基础-PPT文档资料
位置：取土井的平面布 置应与中轴线对称，以利 于沉井均匀下沉 大小：由取土方法而定， 采用挖土斗取土时，应能 使挖土斗自由升降，一般 宽度≥3m，对称布置 处理：以素混凝土、片 石混凝土或砌片填充。
图5.7 井孔构造示意
15
5.沉井基础
5.1.3
沉井基础的构造
凹槽：使封底砼和井壁结合良好 深约0.15-0.25m，高约1.0m，距刃脚底面一般在 1.5m以上
图5.5 刃脚构造示意
13
5.沉井基础
5.1.3
沉井基础的构造
隔墙：加强沉井整体刚度
内隔墙的间距一般 不大于5~6m，厚 度一般为0.5~1.0m 一般要求隔墙底高 出刃脚底面
0.5~1.0m
图5.6 隔墙构造示意
14
5.沉井基础
5.1.3
沉井基础的构造
井孔：挖土排土的工作场所和通道
圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形 者有利，但沉井制造较复杂。对平面尺寸较大的沉井，可在 沉井中设置隔墙，使沉井由单孔变成双孔或多孔
立面形状
主要有竖直式、倾斜式及台阶式等。采用形式 应视沉井需要通过的土层性质和下沉深度而定。
上述各类沉井的适用条件：
外壁竖直形式的沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接 长较简单，模板可重复使用。故当土质较松软，沉井下沉深度 不大，可以采用这种形式。 倾斜式及台阶式井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点 是施工较复杂，消耗模板多，同时沉井下沉过程中容易发生倾 斜。故在土质较密实，沉井下沉深度大，要求在不太增加沉井 本身重量的情况下沉至设计标高，可采用这类沉井。 台阶式井壁的台阶宽度约为100～200mm。倾斜式的沉井 井壁坡度一般为1/20～1/50，外壁倾斜式沉井同样可以减少下 沉时井壁外侧土的阻力，但这类沉井具有下沉不稳定，制造困 难等缺点，故较少使用。
沉井基础ppt课件
沉井基础
7.1 沉井的基本概念、作用及适用条件
沉井的概念:是井筒状的结构物(图1)。它是以井内挖土，依靠自身重力克服井 壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁 墩台或其它结构物的基础(图2)。
图1 沉井下沉示意图
图2 沉井基础
沉井的优点：埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积， 能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土 围堰结构物，施工工艺并不复杂，因此在桥梁工程中得到较广泛的应用。同时， 沉井施工时对邻近建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也常用作为矿用竖 井、地下油库等。
和下沉深度而定。
土软，浅
土软，深
土密，深
上述各类沉井的适用条件：
柱形沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较简单，模板可重复使用。故当 土质较松软，沉井下沉深度不大，可以采用这种形式。 锥形沉井，井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点是施工较复杂，消耗模板多 ，同时沉井下沉过程中容易发生倾斜。 阶梯式沉井的台阶宽度约为100～200mm。鉴于沉井所承受的土压力与水压力， 均随深度而增大。为了合理利用材料，可将沉井的井壁随深度分为几段，做成阶 梯形。下部井壁厚度大，上部井壁厚度小，因此，这种沉井外壁所受的摩擦阻力 可以减小，有利于下沉。
2. 浮式沉井：在深水地区筑岛有困难或不经济，或有碍通航当河流流速不大 时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。
(二) 按沉井形状分类 1.按沉井的平面形状：
常用的有圆形、圆端形和矩形等。根据井孔的布置方式，又有单孔、 双孔及多孔的分别。
2.按沉井的立面形状 主要有柱形、锥形及阶梯形等。采用形式应视沉井需要通过的土层性质
7.1 沉井的基本概念、作用及适用条件
沉井的概念:是井筒状的结构物(图1)。它是以井内挖土，依靠自身重力克服井 壁摩阻力后下沉到设计标高，然后经过混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁 墩台或其它结构物的基础(图2)。
图1 沉井下沉示意图
图2 沉井基础
沉井的优点：埋置深度可以很大，整体性强、稳定性好，有较大的承载面积， 能承受较大的垂直荷载和水平荷载；沉井既是基础，又是施工时的挡土和挡土 围堰结构物，施工工艺并不复杂，因此在桥梁工程中得到较广泛的应用。同时， 沉井施工时对邻近建筑物尤其是软土中地下建筑物的基础，也常用作为矿用竖 井、地下油库等。
和下沉深度而定。
土软，浅
土软，深
土密，深
上述各类沉井的适用条件：
柱形沉井，它在下沉过程中不易倾斜，井壁接长较简单，模板可重复使用。故当 土质较松软，沉井下沉深度不大，可以采用这种形式。 锥形沉井，井壁可以减少土与井壁的摩阻力，其缺点是施工较复杂，消耗模板多 ，同时沉井下沉过程中容易发生倾斜。 阶梯式沉井的台阶宽度约为100～200mm。鉴于沉井所承受的土压力与水压力， 均随深度而增大。为了合理利用材料，可将沉井的井壁随深度分为几段，做成阶 梯形。下部井壁厚度大，上部井壁厚度小，因此，这种沉井外壁所受的摩擦阻力 可以减小，有利于下沉。
2. 浮式沉井：在深水地区筑岛有困难或不经济，或有碍通航当河流流速不大 时，可采用岸边浇筑浮运就位下沉的方法，这类沉井称为浮运沉井或浮式沉井。
(二) 按沉井形状分类 1.按沉井的平面形状：
常用的有圆形、圆端形和矩形等。根据井孔的布置方式，又有单孔、 双孔及多孔的分别。
2.按沉井的立面形状 主要有柱形、锥形及阶梯形等。采用形式应视沉井需要通过的土层性质
公路工程基础工程之沉井基础共64页
敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
公路工程基础工程之沉井基础
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
公路工程基础工程之沉井基础
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
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41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
公路工程基础工程之沉井基础
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。