沉井演示(完整版)最新版

2021-03-03 07:16:21本页面

【文章导读】东南大学远程教育地下结构工程主讲教师:穆保岗第章第章沉井基础概述沉井基础的特点及其应用范围是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。先在地表制作成一个井筒状的结构物(沉井),然后在井壁的围护下通过从井内不断挖土,使沉井在自重作用下逐渐下沉,达到预定设计标高后

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【正文】

同济大学现代远程教育,地底结构,讲学老师:穆保岗,第08章,1,第八章沉井基本,8.1简述8.1.1沉井基本的特性以及运用范畴是以沉井法工程施工的地底构造物和深基本的一种形式。先在土层制做成一个井室状的构造物(沉井),随后在井筒的围护结构下根据从管井持续土方开挖,使沉井在自身重量功效下慢慢下沉,做到预订建筑标高后,再开展扉页,构建内部构造。,2,广泛运用于公路桥梁、烟筒、冷却塔的基本;泵房、地底石化厂、蓄水池立井等深水井建筑物和掘进或顶管施工的工作中井。技术性上较为妥当靠谱,土方开挖量少,对相邻房屋建筑的危害较为小,沉井基本埋设较深,可靠性好,能支承很大的载荷。,3,8.1.2沉井的归类,(1)按下沉自然环境可分成陆上沉井(包含在浅水区中先筑岛制做的沉井)和浮运沉井。

(2)按沉井结构方式可分成单独沉井和持续沉井;(3)按沉井平面图方式可分成环形、椭圆型、方形、矩形框和不规则图形等;也可分成双孔和多孔结构沉井(见图81);(4)按沉井制做原材料可分成混凝土、建筑钢筋混凝土、钢、砖、石及其整体式沉井等。,4,沉井按平面图方式归类,a环形双孔沉井;b方形双孔沉井;c矩形框双孔沉井;d矩形框单孔沉井;e椭圆型单孔沉井;f矩形框多孔结构沉井,5,8.1.3沉井的设计原理,构造简易对称性,承受力有效,工程施工便捷。沉井的长度边之比越低越好,以确保下沉时的可靠性。一般沉井应分节制做,各节高宽比不适合超过5m。沉井底节高宽比应达到拆卸支承时沉井竖向抗弯强度规定以外,在绵软土壤层中下沉的沉井,底节高宽比不适合超过0.9a。

6,8.1.4沉井的施工步骤,沉井施工步骤平面图,7,8.2沉井结构,沉井构成:刃脚、井筒、内隔断墙、取土井、凹形槽、扉页、现浇板,8,1)沉井刃脚:功效取决于降低沉井下沉摩擦阻力,a混凝土刃脚;b设角铁的刃脚;c尖刃脚,9,2)井筒关键担负井外土水工作压力和自身重量的一部分,设计方案时一般先假设井筒薄厚再开展承载能力验算;井筒薄厚一般为0.81.5m;,a)、(b)垂直的;(c)、(d)阶梯形的;(e)锥型的;(f)倒锥型的图85沉井表面的方式,10,3)内隔断墙,提升沉井弯曲刚度、变小表面计算跨距,另外又将沉井分为好几个取土井,便于把握土方开挖部位以操纵下沉的方位;内隔断墙的间隔一般不超56m,薄厚一般为0.51.0M。一般规定隔断墙底高于刃脚掌面0。

51.0M。,11,4)取土井,部位:取土井的平面布置图应与中心线对称性,以利于沉井匀称下沉;尺寸:由采土方式而定,选用土方开挖斗采土时,理应能使土方开挖斗随意升降机,最少周长不适合低于2.5m。解决:以素混凝土、块石混凝土或砌片添充。,12,5)凹形槽,为了更好地扉页混凝土置入井筒,产生总体,使传至沉井内壁的速力能够更好地传送给扉页混凝土底边。碰到出现意外艰难,还可在凹形槽处混凝土浇筑建筑钢筋混凝土后盖板,将沉井改成沉箱。规格:凹形槽深约0.150.25m,高约1.0M上下,其距刃脚掌面一般在1.5m之上。,13,6)射自来水管组、检测管、支气管和后张法管,射自来水管组:压进髙压水把井筒四周的土冲松,以降低滑动摩擦力和顶端摩擦阻力。髙压水压力一般不小于0.5MPa。

每一自来水管的排放量不小于200L/min;检测管:检测刃脚和隔断墙底边下的泥面设计标高,清基喷水或毁坏沉井正脸土壤层便于下沉;支气管:风幕机下沉沉井;后张法管:铺设后张法管,14,7)扉页,渗漏率低于6毫米/min时,排干水时用C15或C20一般混凝土混凝土浇筑;当井中的渗漏率超过6毫米/min时,宜选用软管法浇筑C20级水中混凝土扉页。薄厚按其承载能力标准计算明确,一般其墙顶应高于凹形槽0.5m。,15,8)现浇板,以混凝土填心的沉井能用素混凝土现浇板;中空或以别的疏松料填心的沉井要用建筑钢筋混凝土现浇板,薄厚一般为1.02.0M;排水管道下沉的沉井,其墙顶在路面或水位线下列时,需设挡土防水墙联接在井筒的顶端。,16,8.3沉井构造

8.3.1下沉指数计算验算沉井自身重量是不是克服下沉时土的摩摩擦阻力,用下沉指数k表明:,表81沉井井筒与砂土中间的摩摩擦阻力f(kPa),17,滑动摩擦力遍布,假设从土层到5m深层范畴内,企业摩摩擦阻力按平行线规律性由零提升至最高值;超出深层5m之后取常标值,18,8.3.2沉井底节验算,刃脚底的支承部位持续在变,三种状况:1)在排水管道或没有水状况下下沉沉井,19,2)针对不排水管道下沉的沉井,(1)假设底节沉井仅支承于长边的圆心(2)假设底节沉井支承于长边的两边点,20,本讲关键点,掌握沉井结构;把握下沉指数计算。沉井底节验算,21,8.3.3沉井井筒计算,沉井井筒应开展垂直和水准2个方位的内功计算。1)垂直方位在沉井的下沉全过程中。

当沉井被四周砂土箝接触抑制而刃脚底的土已被挖空时,应验算井筒接口处的纵向拉应力。,22,接口处:混凝土不承担拉应力而由接口处的建筑钢筋承担,这时建筑钢筋的抗压强度安全性能可选用1.25;另外并须验算建筑钢筋的钢筋搭接长度。井筒摩摩擦阻力可假定沿沉井全高按倒三角形遍布,即在刃脚掌面处为零,在路面处为较大,这时最风险的横截面在沉井下葬深层的1/2处,23,沉井两侧站立时的井筒受拉计算图,24,按桥梁涵地基基础工程设计标准,较大纵向抗拉力Plmax为这时沉井所有作用力G的1/4,即具体工程项目中,沉井被卡死比较普遍,也发生过被开裂的沉井。,25,验算提议值,表82沉井纵向抗拉力计算以及最小配筋率,26,2)水平方向,依据排水管道或不排水管道的状况,沉井井筒在水压力和土压力等水准载荷功效下,应做为水准架构验算其水平方向的拉伸应变。

(1)验算刃脚根处之上,其高宽比相当于该点井筒薄厚t的一段井筒,以此设定此段的水准建筑钢筋。,27,计算示意图,Q由刃脚传出的剪应力,其值相当于求算刃脚垂直外力作用时分派于固支梁上的水准力(kN/m)。,28,(2)其他每段井筒的计算,可按井筒横断面的转变,取每一段中操纵设计方案的井筒(坐落于每一段最下端企业高宽比)开展计算。上端井段依照功效在水准架构上的均布荷载q=WE。随后用一样的计算方式,求取水准架构的较大弯距M、径向工作压力N、剪应力Q,并由此设计方案水准建筑钢筋。,29,8.3.4沉井刃脚验算,沉井刃脚一部分可各自做为悬壁或水准架构验算其纵向及水准向的弯曲强度。,30,1)按固支梁计算刃脚垂直方位的拉伸应变抗压强度,这时,刃脚根处能够觉得与井筒嵌固。

刃脚高宽比做为悬壁长短,并可依据下列二种不好状况各自计算:(1)当沉井下沉中途,刃脚里侧已进入土中深约1米;,31,沿井筒的水平方向取一个企业总宽,计算功效在刃脚底的土压力E和水压力W。功效在井筒企业总宽上的摩摩擦阻力T,取其极小值,32,刃脚底企业总宽上土的竖直轴力,33,刃脚斜坡上的土轴力,联立方程式就可以求取V1和V2。,34,功效在刃脚斜坡上的水准轴力U可按住式计算:,U的支持力在距刃脚掌面1/3高空。,35,刃脚重力g按住式计算:,求取功效在刃脚底的全部外力的大小、方位和支持力以后,就可以求算刃脚根处处横截面上每企业直径内(井筒)的径向工作压力N、水准剪应力Q及对横截面重心点轴的弯距M。并由此计算在刃脚内

36,(2)当沉井已沉在建筑标高,刃脚底的土已被挖空,这时候刃脚处在向内拉伸应变的不好状况,,计算刃脚两侧的土压力和水压力。因为刃脚底的土已被挖空,故刃脚底的竖直轴力Rv和刃脚斜坡水准轴力U等于零功效在井筒两侧的摩摩擦阻力T刃脚计算时重力g与前边同样计算在刃脚两侧的建筑钢筋(垂直)总数,37,2)按封闭式的水准架构计算刃脚水平方向的拉伸应变抗压强度,38,功效在刃脚侧边上的水准外力作用将由固支梁和架构来一同担负。扩散系数公式计算如:悬壁功效:架构功效:,39,本讲关键点,把握:沉井井筒计算沉井刃脚验算,40,8.3.5沉井扉页计算,扉页混凝土在底材轴力功效下,将其作为支承于刃脚斜坡及隔断墙上的附近支承板考虑到;支承状况(简支或嵌固)和计算抗压强度在设计方案中应视详细情况而定。

41,1)要求,(1)扉页混凝土应承担底材水和土的往上轴力,这时混凝土的混凝土强度不够,应减少允许地应力;(2)混凝土填冲时,记入井孔内填充料的作用力;(3)扉页混凝土的薄厚,一般不适合低于1.5D;,42,2)干扉页及相关计算,(a)下有充足厚黏土层;(b)待底版做到充足抗压强度后才终止降雨沉井可干扉页的状况,43,(1)沉井刃脚滞留在隔水层黏土层中;,隔水层黏土层的薄厚:A沉井底端总面积(m2);土的合理中重度(即浮中重度)(kN/m3);刃脚下边隔水层黏土层薄厚(m);c黏土的粘聚力(kPa);U沉井刃脚踩面内腔直径(m);,44,(2)在沉井下设吸湿鼓并有优良过滤层的状况降低水,一直降至建筑钢筋混凝土底版充足担负地表水回暖后的土水工作压力。

即可拆卸并封闭式降雨管,在这类状况下,可选用干扉页。,45,3)水中扉页混凝土的薄厚计算,46,扉页规定是:,(1)按最不好状况混凝土薄厚:即在沉井扉页后,将管井水放干,在建筑钢筋混凝土底版并未工程施工前。(2)水中扉页混凝土最好是不许在其中发生拉应力。分派线交叉于素混凝土扉页上,能够觉得不承担拉应力。中间底锅挖深可产生倒拱。,47,若发生拉应力,计算方式:,留意计算跨距;附近简支支承的圆板在承担匀称载荷时,可计算板管理中心的较大弯距值:附近简支支承的双向板在承担均布荷载时,计算跨中弯距Mx和My:,48,简支支承双向板计算示意图,49,求出弯距值后,扉页混凝土的薄厚考虑到扉页混凝土因与井低土壤复混肥必须提升的薄厚,

宜取0.30.5m;若底材采用铺料石或砂砾石注浆抹平解决后再扉页,并不考虑到此增长值。,50,扉页混凝土剪应力计算,应增加扉页混凝土的抗弯总面积。如在井筒和隔断墙内设定凹形槽等。,51,8.3.6沉井底版计算,1)底版载荷计算A:沉井构造的较大自身重量除于沉井外场底面积的商,不计入井筒侧边摩摩擦阻力。B:假设水压力所有由建筑钢筋混凝土底版承担。土轴力和水压力中标值很大者,52,2)沉井底版内功计算,内功可按单跨或多跨板计算;界限支承标准,依据详细情况决策;,53,8.3.7沉井抗浮平稳验算,很有可能发生的最大地下水开展验算,一般的沉井借助自身重量得到抗浮平稳。在不计入井筒摩摩擦阻力的状况下,抗浮平稳验算公式计算为:,54,8.3.8沉井下沉对周边环境的危害。

1)危害范畴的明确选用陡坡平稳计算方式乘于必要性指数危害范畴内房屋建筑安全级别的必要性指数,55,表84沉井下沉危害范畴内房屋建筑安全级别的必要性指数,必要性指数,56,2)降低沉井对周边砂土毁坏的对策,(1)扩大沉井的下沉指数;使沉井刃脚插进土中0.53.0M,以阻拦砂土从井性格外向井向涌进。(2)在角砾层土壤层中下沉沉井时;事前后张法土体;使角砾层土土体后(3)如沉井流失砂等土体艰难时,也可选用不排水管道下沉沉井;,57,(4)立即开展回填土(5)沉井等地底建筑施工前要做好准备工作,工程施工速率要快;(6)沉井下沉危害范畴内的关键房屋建筑应采用桩基础或地下连续墙等结构加固对策,避免砂土毁坏向房屋建筑方位拓宽。,58,本讲关键点。

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