第四章沉井与沉箱结构
沉井结构课件
1999年竣工通车的江阴长江大桥北锚超大沉井，其平面长69 m、宽51 m， 面积足有10个篮球场大，下沉深达58 m，下沉过程长达20个月。
江阴长江大桥北锚超大沉井
《沉井结构》PPT课件
江阴长江大桥
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9.1.2 沉井设计一般要求
沉井平面尺寸与形状力求简单对称，可使受力合理，施工 方便；长短边之比越小越好，有利于保证下沉时的稳定性。
hi—不同土层的相应厚度(m)。
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刃脚、内隔墙或底梁阻力Rv按下式计算：
Rv Ar fu
式中 Ar—刃脚、内隔墙或底梁的计算支承面积(m2)，刃脚 斜面按水平投影面积的一半计，其他全算；
fu—沉井底部地基土的极限承载力(kPa)，可按表9.2 取值。
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下沉系数近似等于1.0，说明这个井的设计是比较经济的。 万一在下沉过程中发生困难，可采用施工上的一些措施， 如压重、多挖土或事先用泥浆套等。
实际上沉井的沉降系数在整个下沉过程中，不会是常数， 有时可能大于1.0，有时接近于1.0，有时会等于1.0。如开 始下沉时必大于1.0，在沉到设计标高时应近于1.0。
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②探测管：在平面尺寸较大，且不排水下沉较深的沉井中 可设置探测管。一般采用直径200~500 mm的钢管或在井 壁中预留管道。作用是探测刃脚和内隔墙底面下的泥面标 高，清基射水或破坏沉井正面土层以利下沉；沉井水下封 底后，可用作刃脚和内隔墙下封面混凝土的质量检查孔。
③气管：当采用空气幕下沉沉井时，可沿井壁外缘埋设内 径25 mm的硬塑料管作为气管。当下沉困难时，可向井壁 四周的气管中压入高压空气，此高压空气沿井壁上的喷气 孔喷出，并沿井壁外表面上升溢出地面，从而在井壁周围 形成空气幕，从而达到减小下沉阻力的目的。
沉井和沉箱基础
天然地基上深基础的修筑方法基础d↑→施工难度（特别当d>30m时）↑→施工安全系数↓水中施工→采用特殊处理方式（如围堰）→需更多更强的支撑结构来挡土、挡水→施工困难、造价上升→新施工方式→沉井基础、沉箱基础制作井筒→挖土下沉→达到设计标高→封底填充井孔→修建桥墩沉井的类型和构造概念：沉井基础是一种井筒状的结构物，它是从井内挖土、依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到设计标高，然后采用混凝土封底并填塞井孔，使其成为桥梁墩台或其他结构物的基础。
沉井的工作原理江阴长江公路大桥北锚碇采用大型深沉井基础，平面尺寸为69米×51米，下沉58米，为世界第一大沉井(面积近９个半篮球场，高度相当于２２层楼)南岸重力嵌岩锚北岸锚锭沉井（1）施工过程：沉井挡土、挡水、起临时围堰作用，按维护结构进行受力分析（2）运营阶段：深埋的实体基础，计入周围土体对它的弹性固着作用，受力不同，应分别进行验算。
可见，沉井既是深基础的一种施工方法，又是基础的组成部分。
（1）刚度大、横向抗力较大、抗震性能可靠（2）机具简单、施工方便，可全面开工（1）一般沉井（就地灌注下沉）（2）浮运沉井水深流急（10~15m）筑岛对通航有障碍时，浮运到位混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢沉井及其他沉井的结构通常由刃脚、井壁、隔墙、井孔、凹槽、射水管组、探测管组、封底混凝土、顶盖等部分组成。
1. 平面形状圆形①受力性能好充分发挥砼抗压强度②挖土方便、下沉均匀、易于控制方向③基底>同面积矩形max矩形①制造方便，下沉方向不易控制②能充分利用地基承载力②长宽比较大时，容易受到较大的弯曲应力（可设置隔墙调节）园端形优缺点介于上述两者之间，井壁产生弯曲应力2. 平面尺寸顶面尺寸：>墩底尺寸底面尺寸：由地基容许承载力[]σ确定3. 沉井高度顶面标高：H顶低于最低水位或低于地面底面标高：H底由最小埋深（冲刷深度）及[]σ确定沉井高度：H=H顶-H底高沉井可分节制造每节高不超过5~6m，底节一般为4~6m4. 井孔设置及大小设置目的：排土平面尺寸：挖土机具能顺利通过位置：对称布置设置方式：隔墙单孔沉井、双孔沉井、多孔沉井5. 井壁应具有足够的强度、重量外形：①竖直形：优点：与土接触紧密，易于控制方向；缺点：摩擦力大，不易下沉②台阶形台阶宽10~20cm，多设在沉井分节处③斜坡形井壁做成100：1~50：1，有利下沉，易偏移6. 内壁（隔墙）作用：①使得井壁受弯宽度↓、沉井刚度↑、应力↓②均匀挖土，控制下沉方向，不致倾斜特点：①厚：~，底面高出刃脚踏面一般不小于；防止土搁住隔墙，影响下沉；②h较大时，设梗肋于隔墙底部与刃脚连接处③排水下沉：隔墙底留×的过人通道④透气孔：隔墙上部、离顶面2~3m处宜设的连通管或20×20cm的透水孔若干7. 射水管组作用：①利于高压水流冲松井壁周围的土，降低侧阻力、端阻力②调整水量、水压大小，调整下沉方向布置特点：①管口设在刃脚下端及井壁外侧②均匀分布于横向四周8. 探测管组作用①探测刃脚及隔墙底面泥面标高②清基、射水或帮助破坏沉井正面土层，以利于下沉③沉井水下封底后，作为刃脚和隔墙下封底砼的质量检测孔适用条件：平面尺寸大、不排水下沉，较深预留方法：用 200~500mm的钢管在井壁上预制管道9. 凹槽作用①使封底砼更好地与井壁联接（嵌入井壁，形成整体）②如将沉井改为沉箱，凹槽处可预制箱顶（浇注钢筋砼顶盖）井孔如用砼或圬工填实时，可不设凹槽10. 井壁围堰作用防止井顶以上的土（水）落入井内形式土、砖、木板桩、钢板桩11. 封底砼作用：井中水无法抽干→封底→抽水厚度计算：抗浮起12. 顶盖受力和稳定条件决定是否充填？低于冻结线以下部分，必须充填。
桥梁基础施工-ppt课件
堵排处理，不 泡基础。
未风化岩面清除干净； 风化岩面按基础尺寸凿 除。
承重面修理平整；砌 筑前铺一层水泥砂浆。
天然状态铲平；或向 基底夯入10cm碎石。
基础施工 基础砌筑
干地基上砌筑
排水砌筑
水下混凝土封底， 再排水砌筑
封底混凝土的最 小厚度：浮筒的 自重不被浮起； 简支板有足够强 度
桩基础施工
人工挖孔灌注桩施工
人工挖孔灌注桩
砖砌孔壁支护
混凝土孔壁支护
浇注混凝土
现场砼灌注
钻孔灌注桩施工工艺
钻孔桩施工
南京大胜关长江大桥
泥浆护壁成孔灌注桩施工现场
灌注桩施工中容易发生的质量问题：
①塌孔 ②斜孔 ③缩孔 ④护筒冒水 ⑤钢筋笼上浮 ⑥断桩 ⑦卡管
用测绳与重锤(水尺)量測深度
30∮
施工:黏性土填筑,由上游至下游合龙。
(2)土袋围堰
适用：水深 ≤3.0m,V＜1.5m/s,河床 渗水小。
构造：顶宽1~2m,外坡1∶0.2~1 ∶ 0.5, 内 坡1 ∶0.5~1 ∶ 1
施工:黏性土填心,袋装松散土60%;错 缝搭长1/3~1/2。
⑶钢板桩 围堰
性能 适用 结构
强度大、防水性好 、能穿透 砾石 、卵石层 、软岩 、风 化岩
立内模 绑扎钢筋 立外模 灌注底节砼及养生 抽垫 下沉 接高 基底清理 封底 井内填充及灌注顶盖板
⑴ 场地准备
要求场地平整，地面与岛面有一定承载力， 否则换填打砂桩
①无水场地 ②浅水场地： ③深水场地：
无围堰土岛 草袋、石笼围堰筑岛、 钢板桩围堰筑岛
⑵ 底节沉井的制造 工序： 场地整平夯实、铺设垫木 、立沉井模板及撑 、绑
水深4~8m，软岩最好， 堰深20m
沉井结构计算施工
沉井结构计算施工一、沉井结构概述沉井结构是一种在水下或湿地地段，用于管道敷设、水下修筑等工程施工的人工建筑物。
它通常包括沉箱、管道、沉井浮吊等组成部分。
沉井结构的特点是在施工过程中只有垂直向下的固定力，施工结束后具有较好的抗水、抗波浪和抗土压性能。
二、沉井结构的计算1.沉井结构的设计目标沉井结构的设计目标主要包括保证沉箱安全下沉、达到合适的沉井竖向位置、提供足够的强度和刚度、满足相应的使用要求等。
2.沉井结构的正常工作状态下的计算（1）沉箱的沉井深度计算利用等效荷载法，按照施工荷载对沉箱造成的沉井深度进行计算。
根据施工过程中所受力效应，采用多种理论计算沉井深度，如平衡法、基于小孔面积的法、稳定法等。
（2）沉箱结构的强度计算通常采用有限元分析等方法，计算沉箱结构在施工和正常使用情况下的各个截面的受力情况，并对其进行验算。
（3）沉井浮吊的计算沉井浮吊计算主要包括沉箱所受总浮力的计算、沉井浮吊设计高度的选择、吊装索的计算等。
三、沉井结构的施工沉井结构施工的一般步骤如下：1.制作沉箱：根据设计要求，制作沉箱，并检查其强度、刚度等机械性能。
2.安装管道：将管道预先安装在沉箱上，固定好位置。
3.沉井准备：选择一个合适的施工场地，清理并平整施工区域。
4.沉箱下沉：使用吊装设备将沉箱从船上或岸上运到施工水域，根据设计要求完成下沉操作。
5.沉井位置调整：根据设计要求，对沉井位置进行调整，保证其竖直性和平面位置的准确。
6.沉箱固定：对沉箱进行固定，通常采用水泥封固、石料护岸等方式，保证沉井的稳定性和密封性。
7.沉井浮吊施工：安装沉井浮吊设备，提升管道至需求位置，并进行径向固定、竖向调整等工作。
8.沉井浮吊回收：工程完成后，通过吊装设备回收沉井浮吊。
9.沉箱拆除：根据设计要求，拆除沉箱，使工程达到最终状态。
四、沉井结构的应用领域沉井结构广泛应用于水下或湿地地段的管道敷设、桩基施工、海岸工程、修堤工程等。
它可以减少施工对水体的影响，提高工程施工的安全性和效率。
水域沉井与沉箱计算
商贸副县长述职报告尊敬的领导、各位同事：大家好！我是XX县商贸副县长，很荣幸能够在此向大家述职。
在过去一年的工作中，我始终以勤奋、负责的工作态度履行我的职责，努力推动商贸领域的发展。
一、工作概述自上任以来，我秉持着打造县域商贸发展的理念，积极探索发展路径，全面组织、协调、管理商贸业务。
我主要负责以下工作：1. 制定和完善商贸政策措施，提升县域商贸发展的整体竞争力；2. 组织策划各类商贸活动，促进商贸业务的繁荣；3. 加强商贸市场的监督管理，保障市场秩序和消费者权益；4. 引导培育商贸企业，促进商贸创新和转型发展。
二、工作亮点在过去一年中，我团队持续努力，取得了一系列工作亮点，主要表现在以下几个方面：1. 商贸政策措施的制定和完善针对我县商贸业发展面临的问题和挑战，我们制定了一系列有针对性、可操作性强的政策措施。
其中，我主导起草了《关于促进农产品线上线下一体化发展的实施方案》，通过解决农产品销售渠道短缺、价格波动较大等问题，推动了农产品线上线下一体化发展，提升了农产品市场的竞争力。
2. 商贸活动的组织策划为了促进商贸业务的繁荣，我们积极组织开展了一系列商贸活动。
其中，我主导策划了“X X县农产品展销活动”，通过组织农产品展销会、农产品品鉴会等活动，搭建了农产品生产企业与消费者之间的桥梁，促进了农产品销售和宣传，取得了良好的社会效果和经济效益。
3. 商贸市场监督管理的加强为保障市场秩序和消费者权益，我们加强了商贸市场的监督管理工作。
通过完善监督管理体制，加大执法力度，对违法违规经营商户进行了严肃查处。
同时，我们还加强了对商贸市场环境的整治，提升了市场管理水平，增加了市民对市场的满意度。
4. 商贸企业的培育引导为促进商贸创新和转型发展，我们加大了对商贸企业的培育引导力度。
我们成立了商贸企业发展专家团队，定期组织培训和讲座，提供相关政策咨询和市场信息，帮助企业解决发展中的问题和困惑。
通过这些工作，我们引导企业加大研发投入，拓展产品和市场，实现了商贸企业的创新和转型发展。
沉井与沉箱施工要求
沉井与沉箱施工要求
一、施工前准备：
1.要进行详细的勘察和设计，确定沉井与沉箱的位置、尺寸和深度等
参数。
2.根据施工现场的实际情况，选择适宜的沉井与沉箱施工方法和工艺。
3.确定沉井与沉箱施工的周围环境和地下管线等情况，做好相应的措
施和防护措施。
二、施工过程中的要求：
1.沉井与沉箱施工必须进行现场测量，并按照设计要求进行准确的定
位和控制。
2.施工现场必须有足够的光照，并且保持通风良好，同时要加强对现
场工人的安全教育和培训，确保施工安全。
3.施工过程中要注意与周围地下管线和建筑物的保持距离，预留足够
的安全距离。
4.施工现场必须有足够的排水设施和设备，保持现场的排水畅通。
5.沉井与沉箱的开挖过程必须进行水平度和垂直度的监测，不得超过
规定的偏差范围。
6.沉井与沉箱施工现场要定期进行检查和维护，确保施工质量和安全。
三、施工后的要求：
1.沉井与沉箱施工完成后，必须进行验收，检查施工质量和安全性。
2.沉井与沉箱施工后，必须进行适当的固结和加固，确保施工结构的稳定性和承载能力。
3.施工现场要及时清理，回填土方，保持现场的整洁和平整。
4.沉井与沉箱施工完成后，必须进行资料和档案的整理和归档，方便日后的检查和使用。
以上是对沉井与沉箱施工的要求的一些简要介绍，具体的沉井与沉箱施工要求还需要根据不同的工程类型和实际情况进行具体设计和规划。
在实际施工过程中，还需符合相关的国家标准和规范要求，以确保沉井与沉箱施工的质量和安全。
第三、第四章：钻井、沉井法
第三章钻井法施工钻井法是钻头刀具破碎岩石，用泥浆技能型洗井护壁和排渣，当井筒钻至设计直径和深度后，再进行永久支护的一种机械化凿井方法。
我国第一口煤矿钻井是69年元旦开始在淮北矿物局朔里南风井，（φ4.3m，H90m）1984年在济西西风井钻井直径9,深度508.2m井筒。
钻井法所用机械——钻机：国产：AS—9/500，洛阳矿山机械厂生产国外：西德维尔特公司L40/80型，φ4m，φ8m，l＝1000m，美国休斯公司生产钻头一、工艺流程立井钻机凿井的施工液分为三个基本工艺流程，即钻进，洗井，和支护。
1、钻进——钻机以钻头刀具连续破碎岩石，钻成井筒空间的工艺过程，大直径井筒钻进，因受钻机设备能力的限制，多采用分级扩孔方式，即先钻进一个直径较少的超前钻孔至设计深度，然后再分数次逐级扩孔钻进到设计直径，φ3.0m，φ5.5m，φ9.0m。
2、洗井——泥浆钻井过程中破碎下来的岩渣，用循环泥浆压入地面——洗井，因泥浆充填整个井筒，还起到维护井帮的稳定作用，还可以冷却钻头的作用。
3、支护——当井筒钻进到设计直径和深度，完成全部钻井工作之后，将地面预制好的井筒移至井口，在泥浆中漂浮下沉井壁，最后再进行壁后注浆充填等工作。
二、钻井设备——以钻机为主体，分刀具，旋转，提吊，和洗井四大功能系统。
1、钻具系统——钻头，钻杆钻头——由刀具，刀盘，中心管，加重块，稳定器等部分组成。
钻杆——用以提吊钻头，传递扭矩作为输送压气，循环泥浆和排出岩渣的通道。
2、旋转系统——产生和传递扭矩，使钻具旋转，钻头破岩的系统。
由转盘，主动钻杆组成。
转盘——在直流电机或液压马达驱动下，产生扭距，使钻头旋转，主动钻杆——称为钻杆，安装在钻具的最上部，上与水龙头连接，下与一般钻杆连接，将转盘产生扭矩传递给钻杆。
3、提吊系统——由钻塔，绞车，复滑轮组，大钩等组成。
用于提吊起升和下下放钻具，支护时用于提吊下放井壁。
4、洗井系统——洗井系统，在钻井过程中，起到循环泥浆，冲洗井底和排除岩渣的作用，主要用水龙头，压气排液器等组成。
沉井基础PPT课件
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
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
沉井与沉箱施工工艺标准
沉井与沉箱施工工艺标准7.7.1 特点和适用范围7.7.1.1 沉井1 沉井是在地面或基坑上，先制作开口钢筋混凝土筒身，待筒身达到一定强度后，在井内挖土使土面逐渐降低，沉井筒身靠自重克服与土壁之间的摩阻力，不断下沉、就位的一种深基础或地下工程施工工艺。
2 沉井一般为钢筋混凝土制作，其平面形状有：圆形、方形、矩形、多边形和多孔形等，沉井的剖面，有圆筒形、锥形、阶梯形等。
为减少下沉摩阻力，井壁在刃脚外缘处常缩进20～30mm,有的沿高度设成台阶形，井壁表面常沿高度做成1/1000的坡度。
3 沉井的特点是：可在场地狭窄情况下施工较深（可达50余米，我国江阴长江公路大桥北锚碇基础采用的沉井长69m,宽51m,深58m）的地下工程，且对周围环境影响较小；可在地质、水文条件复杂地区施工；与大开挖相比，可减少挖、运和回填的土方量。
其缺点是施工工序较多；技术要求高、质量控制难度较大。
4沉井工艺一般适用于工业建筑的深坑（料坑、铁皮坑、翻斗机室等）、设备基础、水泵房、桥墩、顶管的工作竖井、深地下室、取水口等工程施工。
7.7.1.2 沉箱1 沉箱又称气压沉箱，沉箱的外形和构造与沉井相同，下沉工艺也与沉井基本类似。
只是在底节作成一个有顶盖的工作室，然后在顶盖板上装设井管及气闸，工人在工作室内挖土，使沉箱在自重作用下下沉。
当工作室进人水下时，通过气闸和气管打人压缩空气，把工作室的水排出，工作室仍能照常施工作业。
在不断挖土下沉的同时，箱顶也不断浇筑接高，直到沉至设计标高，然后，用混凝土封填工作室，并撤去气闸和井管。
2 沉箱的最大优点是：工作室内的水是由高压压缩空气自刃脚处排挤出，因此其下沉过程中能处理任何障碍物，并能直接鉴定和处理基底，基础质量可靠。
但早期的沉箱是完全靠人在工作室内工作，工作室内始终保持高压对施工人员身体有影响，且工效低。
因为在水中每加深l0m ，工作室内应需增加一个大气压力，才能将水排出。
而人体一般仅能承受3.5个大气压力，也就是一般只能在深度不超过35m 左右的水下进行工作。
水域沉井与沉箱计算
水域沉井与沉箱计算水域沉井是一种在水下进行挖掘开挖的大型井洞，一般用于建设桥梁、隧道或者进行水利工程等。
水域沉井的尺寸和稳定性计算是确保工程施工顺利进行的重要环节。
以下是水域沉井计算的主要步骤：1.确定沉井的尺寸：根据工程的需求和设计要求，确定沉井的主要尺寸，包括沉井的宽度、长度和深度。
2.计算地基承载力：通过现场勘测和试验，确定沉井底部的地基承载力。
地基承载力包括土壤的强度和稳定性，对于水域沉井来说，还需考虑水流对土壤的冲刷和侵蚀作用。
3.计算沉井的稳定性：根据沉井的尺寸和地基承载力，采用相应的计算方法来确定沉井的稳定性。
常用的计算方法包括平衡法和有限元分析法。
4.设计加固措施：如果计算结果显示沉井的稳定性不足，需要设计加固措施来提高沉井的稳定性。
常用的加固措施包括土方加固、加固墙体和地基加固等。
水域沉箱是一种在水下进行施工的框架结构，主要用于建设桥梁、隧道和水利工程等。
水域沉箱的计算方法与水域沉井类似，以下是水域沉箱计算的主要步骤：1.确定沉箱的尺寸：根据工程的需求和设计要求，确定沉箱的主要尺寸，包括沉箱的宽度、长度和高度。
2.计算地基承载力：通过现场勘测和试验，确定沉箱底部的地基承载力。
与水域沉井类似，地基承载力的计算也需要考虑水流对土壤的作用。
3.计算沉箱的稳定性：根据沉箱的尺寸和地基承载力，采用相应的计算方法来确定沉箱的稳定性。
常用的计算方法包括平衡法和有限元分析法。
4.设计加固措施：如果计算结果显示沉箱的稳定性不足，需要设计加固措施来提高沉箱的稳定性。
常用的加固措施包括加厚沉箱底板、加固侧壁和加固顶板等。
在水域沉井和沉箱的计算过程中，还需要考虑施工过程中可能遇到的问题，如水流冲刷、泥沙堆积和土壤液化等。
因此，计算过程需要密切结合实际情况进行，确保设计的准确性和可行性。
综上所述，水域沉井和沉箱的计算是确保水下建筑工程安全和稳定的重要环节。
通过计算地基承载力、沉井或沉箱的稳定性，以及设计相应的加固措施，可以确保工程施工的顺利进行。