桥梁桩基础课件.ppt
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第三章 桥梁桩基础第一节 概述一、桥梁的组成及概念 基础的分类：基础的分类： 浅基础：刚性扩大基础浅基础：刚性扩大基础 (材料材料: 砖石砖石,素混凝土素混凝土,钢筋混凝土钢筋混凝土) 深基础：桩、沉井深基础：桩、沉井(钢筋混凝土钢筋混凝土)浅基础和深基础的区别浅基础和深基础的区别:浅浅基基础础:埋埋深深h小小于于或或等等于于5m, 施施工工简简单单,可可以以明明挖挖,计计算算时时不不考考虑虑土土抗抗力力.深基础深基础:埋深埋深h>5m,施工较复杂施工较复杂, 计算时计算时,要考虑周围土抗力要考虑周围土抗力.埋埋置置深深度度h——对对于于有有冲冲刷刷的的河河流流，，是是从从最最大大冲冲刷刷线线至至基基础础底底面面的的距距 离；离； 对于无冲刷河流，是从河底或地面至基础底面的距离对于无冲刷河流，是从河底或地面至基础底面的距离地基的分类：人工地基地基的分类：人工地基——需要经过人工加固或处理的地基；需要经过人工加固或处理的地基； 天然地基天然地基——可直接放置基础的地基可直接放置基础的地基。
桥梁桩基础的概念：组成：承台桥梁桩基础的概念：组成：承台+基桩基桩 作用：将上部结构传来的力传入地基中作用：将上部结构传来的力传入地基中 二、桩的适用条件二、桩的适用条件•1. 荷载较大，地基上部土层软弱，适宜荷载较大，地基上部土层软弱，适宜的持力层较深的持力层较深•2、河床冲刷大，采用浅基础施工困难或、河床冲刷大，采用浅基础施工困难或不够安全不够安全•3、结构对不均匀沉降敏感时结构对不均匀沉降敏感时•4、施工水位过高，避免水下施工施工水位过高，避免水下施工•5、地震区 第二节第二节 桩基的类型和构造桩基的类型和构造•一、一、按受力条件分：按受力条件分：•1.摩擦桩和柱桩：摩擦桩和柱桩：•摩擦桩：桩穿过并支撑于各可压缩土层中，主要依靠桩侧摩阻力摩擦桩：桩穿过并支撑于各可压缩土层中，主要依靠桩侧摩阻力支承荷载支承荷载•柱桩：桩穿过土层，支撑在岩石等非压缩土层中，主要依靠桩底柱桩：桩穿过土层，支撑在岩石等非压缩土层中，主要依靠桩底支承力荷载，忽略桩侧摩阻力支承力荷载，忽略桩侧摩阻力•2. 竖直桩和斜桩竖直桩和斜桩;•竖直桩：常用于承受垂直力竖直桩：常用于承受垂直力。
•斜桩：为了承受较大水平力，一般用于拱桥桥台斜桩：为了承受较大水平力，一般用于拱桥桥台•3. 高承台桩：台底位于地面（或冲刷线）以上，圬工少，施工方高承台桩：台底位于地面（或冲刷线）以上，圬工少，施工方便• 低承台桩：台底位于地面（或冲刷线）以下，圬工多，稳定性低承台桩：台底位于地面（或冲刷线）以下，圬工多，稳定性好 •二、按施工方法分：钻孔灌注桩二、按施工方法分：钻孔灌注桩• 打入桩打入桩• 静力压桩静力压桩• 沉管灌注桩沉管灌注桩• 爆扩桩爆扩桩• 管柱桩管柱桩 •三、桩基础的构造三、桩基础的构造•钢筋组成和作用钢筋组成和作用•摩擦桩：分段配筋；摩擦桩：分段配筋；•柱桩：全长均匀配筋柱桩：全长均匀配筋•桩与承台连接时，应成喇叭形，并放置桩与承台连接时，应成喇叭形，并放置钢筋网在顶端钢筋网在顶端 第三节第三节 钻孔灌注桩的施工钻孔灌注桩的施工•施工特点施工特点：简单、方便。
简单、方便•适用于适用于：各种砂性土、粘性土、碎卵石：各种砂性土、粘性土、碎卵石 类土、岩层类土、岩层•慎用：慎用：在有淤泥，可能有流砂或有承压在有淤泥，可能有流砂或有承压水的土质地点水的土质地点 •施工顺序：施工顺序：•1. 准备场地：三通一平准备场地：三通一平• 浅水施工：筑岛围堰浅水施工：筑岛围堰• 深水施工：搭支架、搭便桥，安装深水施工：搭支架、搭便桥，安装水中平台、用浮船水中平台、用浮船•2. 埋护筒：埋护筒：• 种类：木、钢、混凝土种类：木、钢、混凝土• 作用：作用：1）固定桩位，做钻孔导向；）固定桩位，做钻孔导向；• 2）保护孔口，防止坍塌；）保护孔口，防止坍塌；• 3）隔离地面水，保持水头差隔离地面水，保持水头差 •埋护筒要求：埋护筒要求：•1）平面位置应埋设正确；）平面位置应埋设正确； •2）筒顶标高应高出地下水位和施工最高水位）筒顶标高应高出地下水位和施工最高水位1.5~2.0m•3）筒底应低于施工最低水位）筒底应低于施工最低水位0.1`0.3m•4) 护筒四周应夯填密实的粘土，埋在稳定土层中。
护筒四周应夯填密实的粘土，埋在稳定土层中•3.制备泥浆：制备泥浆：•作用：作用：•1）产生较大的悬浮液压力，防止塌孔；）产生较大的悬浮液压力，防止塌孔；•2）在孔壁表面形成胶泥层，有护壁作用；）在孔壁表面形成胶泥层，有护壁作用；•3））泥浆比重大泥浆比重大，具有浮渣作用，利于钻渣的排出具有浮渣作用，利于钻渣的排出 •4. 安装钻机或钻架安装钻机或钻架•5.钻孔：钻孔：•方法：方法：1）旋转钻）旋转钻2）冲击钻）冲击钻 3）冲抓钻）冲抓钻 •注意事项：注意事项：•1）保持水头差）保持水头差•2）注意速度）注意速度•3）一气呵成）一气呵成•4）加强检查）加强检查 •6. 清孔：目的：除去孔底钻渣、泥浆，清孔：目的：除去孔底钻渣、泥浆， 保证质量保证质量•方法：方法：1）换浆清孔）换浆清孔• 2）掏渣清孔）掏渣清孔• 3) 抽浆清孔抽浆清孔•7. 下钢筋笼下钢筋笼 8.灌注水下混凝土灌注水下混凝土•采用直升导管法：采用直升导管法：•关键：导管不能到底部；关键：导管不能到底部；•浇注前放置隔水栓；浇注前放置隔水栓；•及时上提，防止断桩及时上提，防止断桩•第一斗混凝土的用量；第一斗混凝土的用量；•第一次灌注第一次灌注1~1.5m深。
深 •对混凝土要求：对混凝土要求：•1）应有必要的流动性，坍落度）应有必要的流动性，坍落度18~20cm；；•2）混凝土搅拌均匀，防止离析；）混凝土搅拌均匀，防止离析；•3）一气呵成，防止中断；）一气呵成，防止中断；•4）保证导管埋入混凝土一定深度保证导管埋入混凝土一定深度•第九步：桩头处理第九步：桩头处理 ***钻孔灌注桩常见事故及处理钻孔灌注桩常见事故及处理•1.坍孔坍孔•2.漏浆漏浆•3.卡钻或掉钻头卡钻或掉钻头•4. 浮笼浮笼•5.断桩断桩 第四节第四节 单桩承载力单桩承载力•一、单桩轴向荷载传递机理和特点：一、单桩轴向荷载传递机理和特点：•竖向承载力竖向承载力=桩侧摩阻力桩侧摩阻力+桩底处土的支承力桩底处土的支承力•1）对于摩擦桩：）对于摩擦桩：• 在竖向荷载作用下，摩阻力先出现，逐步增在竖向荷载作用下，摩阻力先出现，逐步增大，直至达到极限，而后桩底反力开始出现，大，直至达到极限，而后桩底反力开始出现，并达到最大并达到最大•2）对于柱桩，桩底承载力发挥充分，摩阻力）对于柱桩，桩底承载力发挥充分，摩阻力很小 •3)粘性土打入桩：摩阻力沿入土深度呈抛物粘性土打入桩：摩阻力沿入土深度呈抛物线型分配，力约等于中等强度粘土在不排水线型分配，力约等于中等强度粘土在不排水时抗剪强度。
时抗剪强度•4）砂性土打入桩：）砂性土打入桩：•入土深度在（入土深度在（10`20)d内，摩阻力直线增长；内，摩阻力直线增长；•入土深度超过（入土深度超过（10`20)d，摩阻力近乎均匀或，摩阻力近乎均匀或逐渐减少逐渐减少 •5）钻孔灌注桩：侧向压力在施工中解除）钻孔灌注桩：侧向压力在施工中解除现象，摩阻力分布均匀现象，摩阻力分布均匀•6）长期荷载作用下，桩身总摩阻会减小，）长期荷载作用下，桩身总摩阻会减小，而桩端总阻力增加而桩端总阻力增加•7）相同土层中，长桩发挥的摩阻力大于）相同土层中，长桩发挥的摩阻力大于短桩 二、轴向荷载下桩的破坏模式二、轴向荷载下桩的破坏模式•1）桩身的纵向挠曲破坏（岩石地基）；）桩身的纵向挠曲破坏（岩石地基）；•2）桩端土发生整体剪切破坏（穿过软弱）桩端土发生整体剪切破坏（穿过软弱土层、支承在强度较高的硬土层上的摩土层、支承在强度较高的硬土层上的摩擦桩）；擦桩）；•3）刺入式破坏（入土深度大的桩）刺入式破坏（入土深度大的桩） 三、单桩轴向容许承载力的确定三、单桩轴向容许承载力的确定•（一）静载试验法（一）静载试验法•（二）桥梁规范法：（二）桥梁规范法：•假定：假定：1.桩承载力桩承载力=侧摩阻力侧摩阻力+桩尖支承力桩尖支承力• 2.灌注桩侧摩阻力、桩底力均匀分布灌注桩侧摩阻力、桩底力均匀分布 钻孔灌注桩：钻孔灌注桩：U-----桩身周长，按成孔直径计算，桩身周长，按成孔直径计算，旋转钻，按钻头直径增大旋转钻，按钻头直径增大30~50cm。
Ap-桩底截面积桩底截面积h-桩底埋置深度桩底埋置深度 四、桩的负摩阻力问题四、桩的负摩阻力问题•1948年由太沙基首先提出：年由太沙基首先提出：•负摩阻力的产生：桩周土的沉降量大于负摩阻力的产生：桩周土的沉降量大于桩沉降量桩沉降量•产生高度：中性点到地面产生高度：中性点到地面•中性点的位置：通过计算确定，估计值中性点的位置：通过计算确定，估计值为为h1=0.77h2~0.80h2 •产生原因：产生原因：•1）可压缩软粘土层、新填土在自重作用）可压缩软粘土层、新填土在自重作用下固结•2）大面积地面荷载使桩周土被压密大面积地面荷载使桩周土被压密•3）地下水位下降引起地下水位下降引起•4）桥头高填土及路堤荷载）桥头高填土及路堤荷载•5）湿陷性黄土地基，由于地基浸水而沉湿陷性黄土地基，由于地基浸水而沉 •负摩阻力强度负摩阻力强度：f=1/2*qu•qu为软弱土层的无侧限抗压强度为软弱土层的无侧限抗压强度• 或或f=rhktgΦ•则则极限摩阻力：极限摩阻力：Nf=f*Anf• 其中，其中，Anf为负为负摩阻区摩阻区桩桩身表面身表面积积；；•***考考虑桩虑桩的的负负摩阻力，摩阻力，桩桩的容的容许许承承载载力公式力公式要要发发生生变变化。
化•后果：后果：1））桩桩基下沉量增加；基下沉量增加；• 2）基）基础础不均匀沉降不均匀沉降•措施：措施：桩桩身涂身涂沥沥青、油漆，可减少青、油漆，可减少负负摩阻力• 五、单桩横向容许承载力的确定五、单桩横向容许承载力的确定•一、桩在横向荷载作用下的工作性能一、桩在横向荷载作用下的工作性能 第二节第二节 桥梁桩基内力和位移的计桥梁桩基内力和位移的计算算一、基本概念一、基本概念1．．土土的的弹弹性性抗抗力力：：桩桩在在各各种种荷荷载载的的作作用用下下，，会会发发生生位位移移和和转转角角，，其其中中，，水水平平位位移移及及转转角角会会挤挤压压桩桩侧侧土土体体，，桩桩侧侧土土必必然然对对桩桩产生一横向土抗力，称为土的弹性抗力产生一横向土抗力，称为土的弹性抗力 式中： ——横向土抗力（KN/m2）；C——地基系数（KN/m3）；Xz——深度z处桩的横向位移（m）对C的确定方法（图-1）：a）“m”法 b）“K”法 c）“C值”法 d）“C”法 上述四种方法均假定地基符合文克尔弹性地基上述四种方法均假定地基符合文克尔弹性地基目前，目前，《《公桥基规公桥基规》》广泛采用广泛采用“m”法。
即法即C=mz ，， 其中，其中，m—地基土比例系数，可查规范中相关表格地基土比例系数，可查规范中相关表格•2．单桩、单排桩与多排桩．单桩、单排桩与多排桩•1））单单桩桩、、单单排排桩桩：：是是指指在在与与水水平平外外力力H作作用用面面相相垂垂直直的的平平面上，由单根或多根桩组成的如图面上，由单根或多根桩组成的如图-2中中a），），b）•若若作作用用承承台台底底面面中中心心的的荷荷载载为为N、、H、、M，，各各单单根根桩桩顶顶承承受受的力：（如图的力：（如图-3））•N在承台横桥向无偏心，可均摊，即：在承台横桥向无偏心，可均摊，即：•N在在承承台台横横桥桥向向有有偏偏心心e，，偏偏心心弯弯矩矩Mx=Ne，，则则每每根根桩桩竖竖向向力可按偏心受压构件计算：力可按偏心受压构件计算： • •3．计算宽度．计算宽度•是是指指桩桩在在水水平平外外力力的的作作用用下下，，桩桩侧侧土土受受到到影影响响的的宽宽度度并并不不等等于于桩桩的的直直径径，，而而是是大大于于桩桩径径即即为为桩桩在在实实际际工工作作条条件件下下的计算宽度的计算宽度b1• b1=Kf·K0·K·b（或（或d）） 2））多多排排桩桩：：是是指指水水平平外外力力H作作用用平平面面上上（（即即行行车车方方向向）），，由由一一根根以以上上的的桩桩组组成成。
如如图图-2中中c））各各根根桩桩的受力需采用结构力学方法的受力需采用结构力学方法9见后面）见后面）b（（或或d））—与与外外力力H作作用用方方向向相相垂垂直直平平面面上上桩的宽度（或直径）；桩的宽度（或直径）；Kf——形状换算系数可查表）形状换算系数可查表）K0——受力换算系数受力换算系数K——桩间相互影响系数桩间相互影响系数 4．刚性桩与弹性桩．刚性桩与弹性桩刚刚性性桩桩：：桩桩的的入入土土深深度度 ；； 其其中中，， 为为变变形形系系数，数， 弹性桩：桩的入土深度弹性桩：桩的入土深度 二、二、“m”法弹性单排桩内力和位移的计算法弹性单排桩内力和位移的计算（（一一））基基本本假假定定：：桩桩侧侧土土为为弹弹性性地地基基土土，，应应力力与与位位移移呈正比；忽略桩土间的粘着力和摩阻力；弹性桩呈正比；忽略桩土间的粘着力和摩阻力；弹性桩二）计算公式：（二）计算公式：当桩的支承条件及入土深度符合一定要求，可得地面当桩的支承条件及入土深度符合一定要求，可得地面以下任意深度处的内力和位移：以下任意深度处的内力和位移： 若已知桩顶与地面平齐，地面处水平力若已知桩顶与地面平齐，地面处水平力Q0，，弯弯矩矩M0，，则则 1．对于 的摩擦桩、 的柱承桩： （3-1） （3-2） （3-3） （3-4） 2．对于 的 嵌岩桩： （3-5） （3-6） （3-7） （3-8） 上式中的 及 为无量纲系数，均为 和 的函数，规范已将其制成表格供查用。
三、最大弯矩位置的确定三、最大弯矩位置的确定 1．可通过绘制各深度．可通过绘制各深度Z处的弯矩处的弯矩M曲线图，从图中求得曲线图，从图中求得 2．可通过解析法求得最大值最大弯矩处，剪力为．可通过解析法求得最大值最大弯矩处，剪力为0可通过通过QZ公式反求公式反求Z值 四、桩顶位移的计算公式四、桩顶位移的计算公式桩桩位位于于地地面面或或最最大大冲冲刷刷线线以以上上l0，，桩桩顶顶自自由由，，作作用用外外力力Q及及M，，则则桩桩顶顶的的位位移移包包括括：：地地面面处处水水平平位位移移x0，，地地面面处处转转角角ф0所所引引起起的的桩桩顶顶位位移移ф0 l0，，桩桩露露出出地地面面段段作作为为悬悬臂臂梁梁由由Q和和M引引起起的的桩顶水平位移桩顶水平位移XQ，，XM，，即即 其中, M0=Q l0+M，Q0=Q， 当当桩桩柱柱露露出出地地面面部部分分为为变变截截面面（（如如右右图图4）），，上上部部截截面面抗抗弯弯刚刚度度为为E1I1，，（（直直径径为为d1，，高高度度为为h1）），，下下部部截截面面抗抗弯弯刚刚度度为为EI，，（（直径为直径为d，，高度为高度为h2），设），设n=E1I1/EI，，则：则： 五、单桩或单排桩的计算步骤：五、单桩或单排桩的计算步骤：1．计算各桩顶承受的荷载．计算各桩顶承受的荷载Pi、、Qi、、Mi；；2．．确确定定桩桩在在最最大大冲冲刷刷线线下下的的入入土土深深度度：：一一般般可可根根据据持持力力层层位位置置，，荷荷载载大大小小，，施施工工条条件件等等初初步步确确定定，，通通过过验验算算再再予予以以修修改改；；在在地地基基土土较较单单一一，，桩桩底底端端位位置置不不宜宜根根据据土土质质判判断断时时，，可可根根据据单单桩桩容许承载力公式计算桩长；容许承载力公式计算桩长；单单桩桩容容许许承承载载力力公公式式，，若若设设桩桩埋埋入入最最大大冲冲刷刷线线以以 下下 深深 度度 为为 h，， 一一 般般 冲冲 刷刷 线线 以以 下下 深深 度度 为为 h3，， 为为一一根根桩桩受受到到的的全全部部垂垂直直荷荷载载（（包包含含最最大大冲冲刷刷线以下桩重的一半），（线以下桩重的一半），（KN），），则，则， •3．验算单桩轴向承载力；．验算单桩轴向承载力；•4．确定桩的计算宽度．确定桩的计算宽度b1；；•5．计算桩的变形系数．计算桩的变形系数a值；值；•6．计算地面处桩截面的作用力．计算地面处桩截面的作用力Q0，，M0，，并验算桩在地面或最大冲刷线的横向位移并验算桩在地面或最大冲刷线的横向位移x0不大于不大于6mm，然后求算桩身各截面的内，然后求算桩身各截面的内力，进行桩身配筋，桩身截面强度和稳定力，进行桩身配筋，桩身截面强度和稳定性验算；性验算； •7．计算桩顶位移和墩台顶位移，并．计算桩顶位移和墩台顶位移，并进行验算；要求：小于或等于进行验算；要求：小于或等于 cm。
对于多层土，首先假定持力层，对于多层土，首先假定持力层，初步得到桩长初步得到桩长h，然后代入上式，验，然后代入上式，验算桩的承载力是否大于荷载，然后，算桩的承载力是否大于荷载，然后，再进行调整，使得桩长的设计即经再进行调整，使得桩长的设计即经济又合理济又合理 算例：算例： 单排桩基础算例单排桩基础算例(双柱式桥墩钻孔灌注桩基础双柱式桥墩钻孔灌注桩基础) (一一)设计资料设计资料 1．地质与水文资料．地质与水文资料 地基土为密实细砂夹砾石，地基土地基土为密实细砂夹砾石，地基土比例系数比例系数m＝＝1000OkN／／m4；； 地基土的极限摩阻力地基土的极限摩阻力 ＝＝70kPa；； 地基土内摩擦角地基土内摩擦角 ＝＝400，内聚力，内聚力c＝＝0；； 地基土容许承载力地基土容许承载力 ＝＝400kPa；； 土容重土容重 ’＝＝11．．80kN／／m3(已考虑浮力已考虑浮力)；； 地面标高为地面标高为335．．34m，，常水位标高为常水位标高为339．．00m，，最大冲刷线标高为最大冲刷线标高为330．．60m，，一般冲刷线标高也为一般冲刷线标高也为335．．34m；； 2．桩、墩尺寸与材料．桩、墩尺寸与材料 墩墩帽帽顶顶标标高高为为346．．88m，，桩桩顶顶标标高高为为339。
00m，，墩墩柱柱顶顶标标高高为为345．．31m；； 墩柱直径墩柱直径1．．50m，，桩直径桩直径1．．65m，，成孔直径成孔直径1 桩身混凝土用桩身混凝土用20号，其受压弹性模量号，其受压弹性模量Eh＝＝2．．6×104MPa 3．荷载情况．荷载情况 桥桥墩墩为为单单排排双双柱柱式式，，桥桥面面宽宽7m，，设设计计荷荷载载汽汽车车一一15级级，，挂挂一一80 每一根桩承受荷载为每一根桩承受荷载为: 两跨恒载反力两跨恒载反力Nl＝＝1376．．00kN 盖梁自重反力盖梁自重反力N2＝＝256．．50kN 系梁自重反力系梁自重反力N3＝＝76．．40kN 一根墩柱一根墩柱(直径直径1．．5m)自重自重N4＝＝279．．00kN 桩每延米的自重 （已扣除浮力）；两跨活载反力 ，一跨活载反力， M=12090KN桩基础选用冲抓钻孔灌注桩基础，为摩擦桩二）桩长计算 由于地基土单一，用经验公式确定。
设桩埋入最大冲刷线以下深度为h，一般冲刷线以下深度为h3，则，Nh为一根桩受到的全部竖直荷载（KN），最大冲刷线以下（入土深度）桩重的一半作为外荷载计 公式右端项代入公式得h=1009m，取h=1050m 四、四、“m”法计算弹性多排桩基桩法计算弹性多排桩基桩内力和位移计算内力和位移计算•1．计算假定：顺桥向桩多于一排；承．计算假定：顺桥向桩多于一排；承台与桩头连接为刚性的；外力作用平面台与桩头连接为刚性的；外力作用平面内的桩作为一平面框架，用结构力学方内的桩作为一平面框架，用结构力学方法计算各桩上的作用力法计算各桩上的作用力 •2．计算公式的推导过程：．计算公式的推导过程：• 如图，承台变位，如图，承台变位，•取取XOZ坐标轴，坐标轴，•在外荷载在外荷载V、、H、、M作用下，作用下，•O点变位：点变位：•水平位移水平位移•竖向位移竖向位移•转角转角 •1）任一排（）任一排（i）桩顶变位（）桩顶变位（XOZ坐标系下）：坐标系下）：• •（（ Xi为第为第i排桩桩顶至承台中心的距离）排桩桩顶至承台中心的距离）• • 2）任一排（）任一排（i）桩顶变位（沿桩轴向与）桩顶变位（沿桩轴向与横轴向的变位）：横轴向的变位）： 横轴向：横轴向：• • 轴向：轴向： 3）荷载与位移的关系）荷载与位移的关系用用位位移移法法求求解解超超静静定定结结构构的的内内力力。
根根据据力力和和位位移移的的关关系系，， 当当承承台台中中心心点点O产产生生变变位位时时，，第第i根根桩桩桩桩顶顶引起的轴向力引起的轴向力Pi、、横轴向力横轴向力Qi、、弯矩弯矩Mi值为：值为： 其其中中，，令令：：当当第第i根根桩桩桩桩顶顶处处仅仅产产生生单单位位轴轴向向位位移移时，在桩顶引起的轴向力为时，在桩顶引起的轴向力为 ；； 当当第第i根根桩桩桩桩顶顶处处仅仅产产生生单单位位横横轴轴向向位位移移时时，，在桩顶引起的横轴向力为在桩顶引起的横轴向力为 当当第第i根根桩桩桩桩顶顶处处仅仅产产生生单单位位横横轴轴向向位位移移时时，，在在桩桩顶顶引引起起的的弯弯矩矩为为 ；；或或当当第第i根根桩桩桩桩顶顶处处产产生生单位转角时，在桩顶引起的横轴向力为单位转角时，在桩顶引起的横轴向力为 ；； 当当第第i根根桩桩桩桩顶顶处处仅仅产产生生单单位位转转角角时时，，在在桩桩顶顶引起的弯矩为引起的弯矩为 xi为第为第i排桩桩顶至承台中心的水平距离排桩桩顶至承台中心的水平距离. ai为第为第i根桩桩轴线与竖直线夹角即倾斜角根桩桩轴线与竖直线夹角即倾斜角. 3．．群群桩桩作作用用：：对对于于摩摩擦擦桩桩组组成成的的群群桩桩基基础础，，当当桩桩的的中中心心距距<6d时时，，在在竖竖向向荷荷载载作作用用下下，，由由于于桩桩侧侧摩摩阻阻力力的的扩扩散散作作用用，，使使桩桩底底处处的的压压力力分分布布范范围围要要比比桩桩身身截截面面积积大大得得多多，，使使群群桩桩中中各各桩桩传传到到桩桩底底处处的的应应力力有有可可能能叠叠加加，，使使群群桩桩桩桩底底处处地地基基土土受受到到的的压压力力及及沉沉降降比比单单桩桩大大。
承承载载力力方方面面，，使使得得群群桩桩基基础础的的承承载载力力要要小小于于各各单单桩桩承承载载力力之之和和此此现现象象对对于于柱柱桩桩或或桩桩距距大大于于6d的的摩摩擦擦桩桩不不存在 六、桩基础的总体设计：六、桩基础的总体设计：1．．承承台台底底面面标标高高的的确确定定：：根根据据受受力力、、桩桩的的刚刚度度和和地形、地质、水流、施工等条件确定地形、地质、水流、施工等条件确定高高承承台台桩桩：：一一般般用用于于常常年年有有水水、、冲冲刷刷较较深深或或水水位位较较高高、、施施工工排排水水困困难难的的水水流流中中施施工工方方便便，，但但稳稳定定性较差低低承承台台：：稳稳定定性性较较好好，，但但施施工工太太困困难难，，可可用用于于季季节节性性河河流流、、冲冲刷刷小小的的河河流流或或岸岸滩滩上上墩墩台台及及旱旱地地上上其其他结构物基础他结构物基础 •2．摩擦桩和柱桩的考虑：二者不可用于同．摩擦桩和柱桩的考虑：二者不可用于同一基础中；也不能采用不同材料、不同直径一基础中；也不能采用不同材料、不同直径和长度相差过大的桩当基岩埋深较浅时，和长度相差过大的桩当基岩埋深较浅时，宜采用柱桩，或嵌入基岩一定深度成为嵌岩宜采用柱桩，或嵌入基岩一定深度成为嵌岩桩。
桩• 嵌入深度：圆形截面桩：嵌入深度：圆形截面桩：•最小不小于最小不小于0.5米 •3．单排桩和多排桩的考虑：．单排桩和多排桩的考虑：•单排桩：能较好地配合柱式墩台结构，可节省单排桩：能较好地配合柱式墩台结构，可节省圬工，减小作用在桩基的竖向荷载适于桥跨圬工，减小作用在桩基的竖向荷载适于桥跨不大，桥高较矮时有时单桩配单柱不大，桥高较矮时有时单桩配单柱•多排桩：稳定性好，抗弯刚度较大，能承受大多排桩：稳定性好，抗弯刚度较大，能承受大的水平荷载，一般用于较高的桥台、拱桥桥台、的水平荷载，一般用于较高的桥台、拱桥桥台、制动墩和单向水平推力墩制动墩和单向水平推力墩 •4．桩长、桩径的拟定．桩长、桩径的拟定•桩长的确定首先在于选择强度较好的持桩长的确定首先在于选择强度较好的持力层，避免将桩底落在软土层上或离软力层，避免将桩底落在软土层上或离软弱下卧层太近摩擦桩经过多层土时，弱下卧层太近摩擦桩经过多层土时，要经过试算比较，合理确定桩长要经过试算比较，合理确定桩长 5．确定桩的根数及平面布置．确定桩的根数及平面布置桩的根数桩的根数n估算：估算： 式式中中：：N—作作用用在在承承台台底底面面上上的的竖竖向向荷荷载载（（KN）；）； [P]——单桩容许承载力（单桩容许承载力（KN）；）； ——考考虑虑偏偏心心荷荷载载时时各各桩桩受受力力不不均均而而适适当当增加的经验系数，可取增加的经验系数，可取 =1.1～～1.2。
•桩的间距：钻（挖）孔灌注桩的摩擦桩中心距桩的间距：钻（挖）孔灌注桩的摩擦桩中心距不小于不小于2.5倍成孔直径，柱桩中心距不小于倍成孔直径，柱桩中心距不小于2.0倍的成孔直径，桩的中心距最大不超过倍的成孔直径，桩的中心距最大不超过5～～6倍倍桩径打入桩的中心距不应小于桩径的桩径打入桩的中心距不应小于桩径的3.0倍•为了避免承台边缘距桩身过近而破裂，边桩外为了避免承台边缘距桩身过近而破裂，边桩外侧至承台边缘的距离，对于桩径小于或等于侧至承台边缘的距离，对于桩径小于或等于1.0米的桩不应小于米的桩不应小于0.5倍桩径，且不小于倍桩径，且不小于0.25m；；对于桩径大于对于桩径大于1.0m的桩不应小于的桩不应小于0.3倍桩径并不倍桩径并不小于小于0.5m•桩的平面布置：可根据受力情况选用单排或多桩的平面布置：可根据受力情况选用单排或多排桩桩基多排桩的排列形式有行列式和梅花排桩桩基多排桩的排列形式有行列式和梅花式 第四章第四章 沉井基础沉井基础 第一节第一节 概述概述一、沉井的基本概念一、沉井的基本概念 沉沉井井是是一一座座上上无无顶顶下下无无底底，，四四周周有有壁壁井井筒筒状状的的结结构构物物，，它它的的施施工工过过程程是是在在井井内内挖挖土土，，依依靠靠自自身身重重力力克克服服井井壁壁摩摩阻阻力力下下沉沉至至设设计计标标高高，，然然后后经经过过混混凝凝土土封封底并填塞井孔，成为墩台或其他结构的基础。
底并填塞井孔，成为墩台或其他结构的基础沉沉井井的的特特点点：：埋埋深深可可以以很很大大；；整整体体性性强强、、稳稳定定性性好好，，能能承承受受较较大大的的荷荷载载在在施施工工时时，，可可作作为为挡挡土土和和挡挡水水围围堰堰结结构构物物除除此此之之外外，，沉沉井井也也常常用用于于矿矿用用结结构、地下油库等构、地下油库等 •沉井与大开挖方法相比，占地面积小，沉井与大开挖方法相比，占地面积小，可大量减少土方量，操作简便．节约投可大量减少土方量，操作简便．节约投资特别是在建筑物稠密的市区，采用资特别是在建筑物稠密的市区，采用沉井可以避免周围土方沉井可以避免周围土方 •的坍陷，并保证周围建筑物的安全，也的坍陷，并保证周围建筑物的安全，也无需使用临时支护措施和挡上结构常无需使用临时支护措施和挡上结构常用于地下泵房、水池、桥墩、各类地下用于地下泵房、水池、桥墩、各类地下厂房、大型设备基础、高层或超高层建厂房、大型设备基础、高层或超高层建筑物的基础，以及盾构隧道和顶管施工筑物的基础，以及盾构隧道和顶管施工中的工作室目前沉井下沉深度已超过中的工作室目前沉井下沉深度已超过100m100m •沉井基础的缺点是：施工期较长；对细沉井基础的缺点是：施工期较长；对细砂及粉砂类土在井内抽水易发生流砂现砂及粉砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇象，造成沉井倾斜；沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。
过大，均会给施工带来一定困难• •根据经济合理和施工上可能的原则，通根据经济合理和施工上可能的原则，通常在下列情况，考虑采用沉井基础：常在下列情况，考虑采用沉井基础： • ①①上部荷载较大，结构对基础的变位上部荷载较大，结构对基础的变位敏感，敏感， 而表层地基土的容许承载力不足，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其它深基础相比较，经济用沉井基础与其它深基础相比较，经济上较为合理时；上较为合理时；• • •②②在山区河流中，虽然浅层土质较好，在山区河流中，虽然浅层土质较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基础施工时；础施工时；• ③③岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深，采用扩大基础施工围堰有困难水较深，采用扩大基础施工围堰有困难时 第二节第二节 沉井的类型和构造沉井的类型和构造一、沉井的分类一、沉井的分类 （一）沉井按下沉方式可分为：（一）沉井按下沉方式可分为： 1．．就就地地制制造造下下沉沉的的沉沉井井 这这种种沉沉井井是是在在基基础础设设计计的的位位置置上上制制造造，，然然后后挖挖土土靠靠沉沉井井自自重重下下沉沉。
如如基基础础位位置置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉 2．．浮浮运运沉沉井井 在在深深水水地地区区，，筑筑岛岛有有困困难难或或不不经经济济，，或或有有碍碍通通航航，，或或河河流流流流速速大大，，可可在在岸岸边边制制筑筑沉沉井井拖拖运运到设计位置下沉，这类沉井叫浮运沉井到设计位置下沉，这类沉井叫浮运沉井 •（二）沉井也可按使用的材料进行分类二）沉井也可按使用的材料进行分类有混凝土、钢筋混凝土、砖石和木沉井有混凝土、钢筋混凝土、砖石和木沉井等：等：• 1．混凝土沉井：．混凝土沉井： 混凝土的特点是抗压混凝土的特点是抗压强度高，抗拉能力低，因此这种沉井宜强度高，抗拉能力低，因此这种沉井宜做成圆形，并适用于下沉深度不大（做成圆形，并适用于下沉深度不大（4—7m）的软土层中的软土层中 • 2．钢筋混凝土沉井这种沉井的抗拉及抗．钢筋混凝土沉井这种沉井的抗拉及抗压能力较好，下沉深度可以很大（达数十压能力较好，下沉深度可以很大（达数十米以上）当下沉深度不很大时，沉井壁米以上）当下沉深度不很大时，沉井壁大部用混凝土，下部（刃脚）用钢筋混凝大部用混凝土，下部（刃脚）用钢筋混凝土的沉井，在桥梁工程中得到较广泛的应土的沉井，在桥梁工程中得到较广泛的应用。
钢筋混凝土沉井可以就地制造下沉，用钢筋混凝土沉井可以就地制造下沉，也可以在岸边制成空心薄壁浮运沉井也可以在岸边制成空心薄壁浮运沉井• •3．竹筋混凝土沉井．竹筋混凝土沉井 沉井在下沉过程中沉井在下沉过程中受力较大因而需设置钢筋，一旦完工后，受力较大因而需设置钢筋，一旦完工后，它就不承受多大的拉力，因此，在南方它就不承受多大的拉力，因此，在南方产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替钢筋，我国南昌赣江大桥好的竹筋代替钢筋，我国南昌赣江大桥等曾用这种沉井在沉井分节接头处及等曾用这种沉井在沉井分节接头处及刃脚内仍用钢筋刃脚内仍用钢筋• •4．钢沉井．钢沉井 用钢材制造沉井其强度高、用钢材制造沉井其强度高、重量轻、易于拼装，宜于做浮运沉井，重量轻、易于拼装，宜于做浮运沉井，但用钢量大，国内较少采用但用钢量大，国内较少采用• 5．砖石沉井．砖石沉井 ,木沉井木沉井 这两种均是这两种均是就地取材制作的沉井，现很少采用就地取材制作的沉井，现很少采用 沉沉井井依依外外观观形形状状的的分分类类，，在在平平面面上上可可分分为为单单孔孔或或多多孔孔的的圆圆形形、、矩矩形形、、圆圆端端沉沉井井及及网网格格形形（（图图4-1））等等。
圆圆形形沉沉井井受受力力好好，，适适用用于于河河水水主主流流方方向向易易变变的的河河流流矩矩形形沉沉井井制制作作方方便便，，但但四四角角处处的的土土不不易易挖挖除除，，河河流流水水流流也也不不顺顺圆圆端端形形沉沉井井兼兼有有两两者者的的优优点点也也在在一一定定程程度度上上兼兼有有两两者者的的缺缺点点，，是是土土木木工工程程中中常用的基础类形常用的基础类形 沉井平面形式沉井平面形式 • 二、沉井的构造二、沉井的构造•沉井的构造一般由以下各部组成：沉井的构造一般由以下各部组成：•1 1．井壁．井壁• 井壁是沉井在下沉过程中承受水、土压力，井壁是沉井在下沉过程中承受水、土压力，足够的自重克服井壁摩阻力，由钢筋混凝土浇足够的自重克服井壁摩阻力，由钢筋混凝土浇制而成有等厚度的直壁式和阶梯式两种可制而成有等厚度的直壁式和阶梯式两种可一次浇成或分段浇筑，接头处可用电灯连接一次浇成或分段浇筑，接头处可用电灯连接井壁的厚度较大，一般为井壁的厚度较大，一般为o o．．4~14~1．．2m2m之间它由克服摩阻力所需的自重、施工荷载和永久荷由克服摩阻力所需的自重、施工荷载和永久荷载确定 • 2 2．刃脚．刃脚• 为便于将沉井切入土中，并防止土为便于将沉井切入土中，并防止土层中的障碍物在沉井下沉过程中损坏井层中的障碍物在沉井下沉过程中损坏井壁，井壁刃脚底部作成刀刃状，如图壁，井壁刃脚底部作成刀刃状，如图•所示。
刃脚的踏面宽度一般为所示刃脚的踏面宽度一般为200200一一300300豪米，内侧的倾角为豪米，内侧的倾角为4040一一6060度 刀脚示意刀脚示意 • 3 3．内隔墙．内隔墙• 为增加沉井下沉时的整体刚度．减少井壁为增加沉井下沉时的整体刚度．减少井壁的跨径．改善井壁受力条件，将沉井分隔成多的跨径．改善井壁受力条件，将沉井分隔成多个取土井后挖土和下沉较为均衡而设置内隔个取土井后挖土和下沉较为均衡而设置内隔墙的设置给下沉出土带来某些困难，但便于控墙的设置给下沉出土带来某些困难，但便于控制下沉速度、封底以及纠偏内隔墙的底面一制下沉速度、封底以及纠偏内隔墙的底面一船比井壁刃脚高出船比井壁刃脚高出50—l00cm50—l00cm，，隔墙厚度约为隔墙厚度约为50cm50cm，，隔墙下部应设隔墙下部应设80cm×120cm80cm×120cm的过人孔的过人孔 • 4 4．封底．封底• 当沉井下沉至设计标高后，将井底清理整当沉井下沉至设计标高后，将井底清理整平后进行封底封底可分为干作业和水中作平后进行封底封底可分为干作业和水中作•业浇灌混凝土封底两种一般是先在刃脚高度业浇灌混凝土封底两种。
一般是先在刃脚高度部分用素混凝土于以封堵，待达到设计强度部分用素混凝土于以封堵，待达到设计强度•后，在其上井壁有凹槽的高度浇筑钢筋混凝土后，在其上井壁有凹槽的高度浇筑钢筋混凝土底板 §4§4．．3 3 沉井施工沉井施工• (—)(—)施工准备施工准备• 1 1．地质勘测．地质勘测• 在沉并施工地点进行钻孔，了解土的力学在沉并施工地点进行钻孔，了解土的力学指标、地层构造、分层情况、摩阻力、地下指标、地层构造、分层情况、摩阻力、地下•水情况及地下障碍物情况等同时还应查清和水情况及地下障碍物情况等同时还应查清和排除地面及地面以下米以内的障碍物，包排除地面及地面以下米以内的障碍物，包•括：地下管道、电缆线、树根及房屋构筑物等括：地下管道、电缆线、树根及房屋构筑物等 • 2 2．制定施工方案．制定施工方案• 根据工程结构持点、地质水文情况、根据工程结构持点、地质水文情况、施工设备条件、技术的可能性，选用排施工设备条件、技术的可能性，选用排水下沉还是不排水下沉，编制切实可行水下沉还是不排水下沉，编制切实可行的施工方案如果采用排水下沉，要考的施工方案。
如果采用排水下沉，要考虑排水设备，再根据土质情况确定采用虑排水设备，再根据土质情况确定采用并点降水还是井内集水坑抽水并点降水还是井内集水坑抽水 • 3 3、测量控制和沉降观测、测量控制和沉降观测• 先按沉井平面设置测量控制网，然先按沉井平面设置测量控制网，然后进行抄平放线，并布置水准基点和沉后进行抄平放线，并布置水准基点和沉降观测点对在既有建筑物附近下沉的降观测点对在既有建筑物附近下沉的沉井，应在既有建筑物上设沉降观测点，沉井，应在既有建筑物上设沉降观测点，进行定期的沉降观测进行定期的沉降观测• •4 4．平整场地和修建临时设施．平整场地和修建临时设施• 对施工场地进行平整处理，达到设对施工场地进行平整处理，达到设计标高．按施工图进行平面布置施工计标高．按施工图进行平面布置施工现场设置临时仓库、钢筋车间、简易试现场设置临时仓库、钢筋车间、简易试验室和办公室，修筑临时排水沟、截水验室和办公室，修筑临时排水沟、截水沟以及安装施工设备、水电线路并试水沟以及安装施工设备、水电线路并试水电 • ( (二二) )沉并的制作沉并的制作• 1 1支模和架设钢筋支模和架设钢筋• (1)(1)刃脚的支设，可根据沉并的重量、施刃脚的支设，可根据沉并的重量、施工荷载和地基承载力情况．采用垫架法和半工荷载和地基承载力情况．采用垫架法和半•垫架法，也可用砖垫座和土底模。
对较大较重垫架法，也可用砖垫座和土底模对较大较重的沉井，在较软弱地基上制作时，为防止造的沉井，在较软弱地基上制作时，为防止造•成地基下沉刃脚裂缝，常采用垫架法或半垫架成地基下沉刃脚裂缝，常采用垫架法或半垫架法；对直径或边长在法；对直径或边长在8 8米以内的较轻沉井，当米以内的较轻沉井，当•土质较好时可采用砖垫座；对重量较轻的小型土质较好时可采用砖垫座；对重量较轻的小型沉井，当土质好时可用砂垫层、灰土垫层或沉井，当土质好时可用砂垫层、灰土垫层或•在地基中挖槽作成土模在地基中挖槽作成土模 • (2)(2)井壁可采用钢模或木模板采用木模板时井壁可采用钢模或木模板采用木模板时．外模朝混凝土一面应刨光，内外模均．外模朝混凝土一面应刨光，内外模均•采取竖向分节支设，每节高采取竖向分节支设，每节高1 1．．5—25—2．．m m，，用直用直径径12—16mm12—16mm对拉螺拴拉槽钢圈固定为使井壁对拉螺拴拉槽钢圈固定为使井壁重量能均匀地传至土层．在刃脚下方设置枕木重量能均匀地传至土层．在刃脚下方设置枕木及木板，其间设置楔木，在浇制时楔紧，浇及木板，其间设置楔木，在浇制时楔紧，浇•好后放松楔木，抽出枕木，以备井壁下沉。
好后放松楔木，抽出枕木，以备井壁下沉 • (3)(3)沉井钢筋一般用双层钢筋、做成骨沉井钢筋一般用双层钢筋、做成骨架，用吊车垂直吊装就位为保证钢筋架，用吊车垂直吊装就位为保证钢筋与模板间有足够的保护层，应用小的预与模板间有足够的保护层，应用小的预制砂浆片以保证钢筋间的准确位置制砂浆片以保证钢筋间的准确位置 • 2 2．浇灌混凝土．浇灌混凝土• (1)(1)材料要求材料要求• 一般采用防水混凝上；在一般采用防水混凝上；在h/bh/b小于或小于或等于等于1010时，用抗渗等级时，用抗渗等级o o．．6MPa6MPa混凝上；混凝上；在在1010＜＜ h/b15h/b15用抗渗等级用抗渗等级o o．．8MPa8MPa混凝土；混凝土；在在 h/b h/b ＞＞1515时，用抗渗等级时，用抗渗等级1 1．．2MPa2MPa混混凝土其中凝土其中h h为井壁深为井壁深•入到地下水以下的深度，入到地下水以下的深度， b b为壁厚，为壁厚， • 水灰比水灰比W W／／C—C—般般为为o.6o.6，，不得超过不得超过0.650.65每立方米混凝土的水泥用量约为每立方米混凝土的水泥用量约为300300一一350kg350kg，，砂率采用历砂率采用历35%--45%35%--45%，应按照水泥和砂、土材，应按照水泥和砂、土材料试配，进行试块的强度和抗渗试验。
井壁混料试配，进行试块的强度和抗渗试验井壁混凝土坍落度一般为凝土坍落度一般为3—5cm3—5cm，，底板混凝土坍落度底板混凝土坍落度为为2—3cm2—3cm井壁混凝上用插入式振动器捣实，井壁混凝上用插入式振动器捣实，底板混凝土用平板振动器振实为减少用水量，底板混凝土用平板振动器振实为减少用水量，可掺入如木质素磺酸盐、可掺入如木质素磺酸盐、NNONNO等咸水剂等咸水剂 • (2)(2)浇灌混凝土时注意事项浇灌混凝土时注意事项• ① ①混凝土应沿壁周的水平高度均匀浇捣，混凝土应沿壁周的水平高度均匀浇捣，每次浇高约为每次浇高约为3030厘米，以免造成地基不均匀下厘米，以免造成地基不均匀下•沉或产生倾斜沉或产生倾斜• ② ②混凝土应一次连续浇完如因工作量过混凝土应一次连续浇完如因工作量过大，不能一次浇完，需设水平施工缝，缝间大，不能一次浇完，需设水平施工缝，缝间•留有凹凸缝并插入短钢筋增加连接在浇筑新留有凹凸缝并插入短钢筋增加连接在浇筑新混凝土前须将表面洗刷干净，用水湿润，并混凝土前须将表面洗刷干净，用水湿润，并•铺铺——层强度等级高一级的砂浆层强度等级高一级的砂浆。
• ② ②当第一节混凝土强度等级达到当第一节混凝土强度等级达到7070％时．才％时．才可浇灌第二节前可浇灌第二节前——节下沉应为后一节浇灌混节下沉应为后一节浇灌混凝土工作预留凝土工作预留o o．．5 5一一1 m1 m高度、以便操作高度、以便操作• ① ①混凝土浇完后要注意保养，经常浇水保证混凝土浇完后要注意保养，经常浇水保证表面潮湿，并盖麻袋或塑料布防止水分蒸发表面潮湿，并盖麻袋或塑料布防止水分蒸发冬季可用防雨帆布悬挂于模板外侧，使之成密冬季可用防雨帆布悬挂于模板外侧，使之成密闭气罩，通蒸汽加热养护闭气罩，通蒸汽加热养护 ( (二二) )沉井下沉沉井下沉•1 1．下沉方法选择．下沉方法选择• 沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方沉井下沉有排水下沉和不排水下沉两种方法沉并下沉中的挖土作业，最好是在干燥的法沉并下沉中的挖土作业，最好是在干燥的环境中进行，这样操作方便，且对于土层中的环境中进行，这样操作方便，且对于土层中的漂石、障碍物等也容易排除，下沉中也不易发漂石、障碍物等也容易排除，下沉中也不易发生偏差，即使发生了也容易纠正，下沉到设计生偏差，即使发生了也容易纠正，下沉到设计标高时，能直接检验土质等。
因此，应尽量采标高时，能直接检验土质等因此，应尽量采用排水下沉方法但由于沉井下沉地点水源丰用排水下沉方法但由于沉井下沉地点水源丰富，存在严重的硫砂地层或周围环境不允许降富，存在严重的硫砂地层或周围环境不允许降水时，才采用水下挖土的湿作业不排水下沉方水时，才采用水下挖土的湿作业不排水下沉方法 • (1)(1)施工顺序施工顺序• ① ①制作第一节沉井：施工时先在场地上整平制作第一节沉井：施工时先在场地上整平地面铺设砂垫层，设置承垫木，再制作第一节地面铺设砂垫层，设置承垫木，再制作第一节沉井，如图沉井，如图1 1所示• ② ②抽垫木，挖土下沉：混凝土达到设计规定抽垫木，挖土下沉：混凝土达到设计规定的强度后，抽掉刃脚下的垫木，井筒在自的强度后，抽掉刃脚下的垫木，井筒在自•重作用下开始下沉在井壁内挖土或水力吸泥，重作用下开始下沉在井壁内挖土或水力吸泥，边挖边排边下沉，如图边挖边排边下沉，如图2 2所示• ② ②沉井接高下沉：当井筒较高时，可分节制沉井接高下沉：当井筒较高时，可分节制作接高下沉、如图作接高下沉、如图3 3所示 12 3 • ④ ④封底、浇筑钢筋混凝土底板：当井筒封底、浇筑钢筋混凝土底板：当井筒下沉到设计标高时，在刃脚下嵌入木块，下沉到设计标高时，在刃脚下嵌入木块，防止过度下沉。
随即用素混凝土封底，防止过度下沉随即用素混凝土封底，然后浇筑钢筋混凝土底板，如图然后浇筑钢筋混凝土底板，如图4 4所示 4 第四节第四节 沉井作为整体基础的设计及计算沉井作为整体基础的设计及计算沉沉井井的的计计算算一一般般包包括括两两部部分分内内容容: 一一是是将将沉沉井井作作为为实实体体基基础础计计算算；；二二是是沉沉井井施施工工过过程程中的结构强度计算中的结构强度计算一）沉井作为实体基础的计算（一）沉井作为实体基础的计算 沉沉井井作作为为整整体体基基础础的的计计算算，，根根据据它它的的埋置深度可用两种不同的计算方法埋置深度可用两种不同的计算方法 1.沉沉井井埋埋置置深深度度在在最最大大冲冲刷刷线线以以下下小小于于或或等等于于5m时时，，可可按按浅浅基基础础设设计计计计算算的的规规定定，，验验算算地地基基的的强强度度，，沉沉井井的的稳稳定定性性和和沉沉降降，，使使其其符符合合各各容容许许值值的的要要求求这这种种计计算算因因未未考考虑虑基基础础侧侧面面土土的的横横向向抗抗力力影影响响是是偏偏于安全的于安全的 •2.当沉井埋置深度大于当沉井埋置深度大于5m时，由于埋深大，所时，由于埋深大，所以不可忽略沉井周围土体对沉井的约束作用，以不可忽略沉井周围土体对沉井的约束作用，因此，验算地基应力、变形及沉井的稳定性，因此，验算地基应力、变形及沉井的稳定性，需要考虑基础侧面土体弹性抗力的影响。
这种需要考虑基础侧面土体弹性抗力的影响这种计算方法的基本假定是：计算方法的基本假定是：• 1．地基土作为弹性变形介质，地基系数随．地基土作为弹性变形介质，地基系数随深度成正比例增加；深度成正比例增加；• 2．不考虑基础与土之间的粘着力、和摩阻．不考虑基础与土之间的粘着力、和摩阻力；力；• 3．沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为．沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大是无限大• 符合上述假定条件时，沉井基础在横向外力符合上述假定条件时，沉井基础在横向外力作用下只能发生转动而无挠曲变形因此可将作用下只能发生转动而无挠曲变形因此可将沉井按刚性桩（刚性构件）计算内力和土抗力，沉井按刚性桩（刚性构件）计算内力和土抗力，即相当于即相当于“m法法”中中αh≤2.5的情况 一、非岩石地基上沉井基础的计算一、非岩石地基上沉井基础的计算 下下面面讨讨论论沉沉井井基基础础处处于于非非岩岩石石地地基基上上时时，，受受到到水水平平力力H及及偏偏心心竖竖向向力力N作作用用后后的的内内力力计计算算(a)。
为为了了讨讨论论方方便便，，可可以以把把这这些些外外力力转转变变为为中中心心荷荷载载和和水水平平力力的的共共同同作作用用，，，，其其转转变变后后的的水水平平力力H作作用用的的高高度度大小（图大小（图5-11b））为为 (5-1) •先讨论沉井在水平力先讨论沉井在水平力H作用下的情况作用下的情况•由于水平力的作用，沉井将围绕位于地由于水平力的作用，沉井将围绕位于地面下面下z•深度处的深度处的A点转动一点转动一ω角（图角（图5－－12），），则地面下深度则地面下深度Z处沉井基础产生的水平位处沉井基础产生的水平位移移Δx和对土的水平压应力和对土的水平压应力σzx分别为分别为 Δx＝（Z。
Z）tgω （ 5－2） σzx＝Δx·Cz＝Cz（ z z） tgω （5－3 a）式中：式中：Z——转动中心转动中心A离地面的距离；离地面的距离； Cz——深度深度Z处水平向的地基系数，处水平向的地基系数，Cz＝＝mZ将将Cz值代人式（值代人式（5－－3a））得得 σzx ＝＝mZ（（Z一Z））tgω （（5－－3b）） 从式（从式（5-3b））可见，水平土压应力沿深度为二次抛物线变化可见，水平土压应力沿深度为二次抛物线变化基基础础底底面面处处的的压压应应力力，，考考虑虑到到该该水水平平面面上上的的竖竖向向地地基基系系数数C不不变变，，故故其其压压应应力图形与基础竖向位移图相似故力图形与基础竖向位移图相似故 (5-4) 式中式中C。
参见有关地基系数规范）不得小于参见有关地基系数规范）不得小于10md为基底宽度或直径为基底宽度或直径 在上述三个公式中，有两个未知数τ和ω，要求解其值，可建立两个平衡方程式，即 ∑X=0 H- （5-5） ∑M=0 （5-6）式中b1为基础计算宽度，按“m法”‘计算，W为基底的截面摸量对上二式进行联立解，可得 （5-7） （5-8）或 式中：β= , β为深度h处沉井侧面的水平向地基系数与沉井地面的竖向地基系数的比值. 当当有有竖竖向向荷荷载载N及及水水平平力力H同同时时作作用用时时，，（（图图5－－12））同同基基底底边边缘缘处处的的压压应应力力为为 (5-11) 式中式中A。
为基础底面积为基础底面积 离地面或最大冲刷线以下离地面或最大冲刷线以下Z深度处基础截面上的弯炬（图深度处基础截面上的弯炬（图5－－12），为），为 = (5-12) 二、基底嵌人基岩内的计算方法二、基底嵌人基岩内的计算方法 若若基基底底嵌嵌入入基基岩岩内内，，在在水水平平力力和和竖竖直直偏偏心心荷荷载载作作用用下下，，可可以以认认为为基底不产生水平位移，基底不产生水平位移，则则基基础础的的旋旋转转中中心心 A与与基基底底中中心心相相吻吻合合，，即即 Z＝＝ h，，为为一一已已知知值值（图（图5－－13）这样，）这样，在在基基底底嵌嵌人人处处便便存存在在一一水水平平阻阻力力P，，由由于于P力力对对基基底底中中心心轴轴的的力力臂臂很很小，一般可忽略小，一般可忽略P对对A点的力矩点的力矩 第五节第五节 沉井施工过程中的结构强度计算沉井施工过程中的结构强度计算一一 沉井自重下沉验算沉井自重下沉验算 G＞＞1．．25T （（5—28）） 式中：式中：G——沉井自重。
对不排水下沉的沉井应扣除水的浮力；沉井自重对不排水下沉的沉井应扣除水的浮力； T——井壁总摩阻力，它等于井壁面积乘以单位面积的摩阻力井壁总摩阻力，它等于井壁面积乘以单位面积的摩阻力 一、第一节（底节）沉井的竖向挠曲验算一、第一节（底节）沉井的竖向挠曲验算 第第一一节节沉沉井井在在抽抽除除垫垫木木及及挖挖土土下下沉沉过过程程中中，，将将沉沉井井看看作作承承受受自自重重的的梁梁计计算算井井壁壁产产生生的的竖竖向向挠挠曲曲弯弯拉拉应应力力当当混混凝凝土土的的拉拉应应力力超超过过材材料料的的允允许许值值时时，，就就应应增增加加第第一一节节沉沉井井高高度度或或在在井井壁壁内内设设置置横横向向钢钢筋筋，，以防止沉井竖向开裂以防止沉井竖向开裂 验验算算时时应应采采用用的的第第一一节节沉沉井井的的支支承承点点位位置置与与沉沉井井的的施施工工方方法法有有关，现分别叙述如下：关，现分别叙述如下： （一）排水挖土下沉（一）排水挖土下沉由于沉井是排水挖土下沉，所以不论在抽除刃脚下垫由于沉井是排水挖土下沉，所以不论在抽除刃脚下垫木以及在整个挖土下沉过程中，都能很好地控制沉井木以及在整个挖土下沉过程中，都能很好地控制沉井的支承点。
为了使井体挠曲应力尽可能小些，将沉井的支承点为了使井体挠曲应力尽可能小些，将沉井看作四点支看作四点支承的梁，验算因竖向挠曲而引起的混凝土承的梁，验算因竖向挠曲而引起的混凝土弯拉应力，支点距离可以控制在最有利的位置处弯拉应力，支点距离可以控制在最有利的位置处对对矩形及圆端形沉井而言，是使其支点和跨中点矩形及圆端形沉井而言，是使其支点和跨中点的弯矩大致相等，支点间距可采用的弯矩大致相等，支点间距可采用 0．．7L ,L为为沉井长度（如图沉井长度（如图5-14a）；圆形沉井的四个支点）；圆形沉井的四个支点可布置在两个相互垂直线上的端点处可布置在两个相互垂直线上的端点处 ， （二）不排水挖土下沉（二）不排水挖土下沉由由于于井井孔孔中中有有水水，，挖挖土土可可能能不不均均匀匀，，沉沉井井下下沉沉过过程程中中可可能能会会出出现现最最不不利利的的支支承承情情况况将将底底节节沉沉井井仍仍看看作作梁梁，，在在下下列列两两种种最最不不利利情情况况下下，，分分别别验验算算混混凝凝土的抗拉强度土的抗拉强度①①对对矩矩形形及及圆圆端端形形沉沉井井，，支支点点在在长长边边的的中中点点上上（（如如图图5－－14c）），，验验算算由由于于沉沉井井自自重重在在计计算算支支承承点点附附近近最最小小竖竖截截面面（（通通常常为为井井壁壁与与隔隔墙墙交交接接处处））顶顶部部混凝土拉应力。
混凝土拉应力 ②②支支承承在在短短边边的的两两端端点点（（如如图图(5－－14b）），，对对于于圆圆形形沉沉井井，，两两个个支支点点位位于于一一直直径径上上，，验验算算由由于于沉沉井井自自重重而而在在跨跨中中底底部部的的混混凝凝土土拉拉应应力力图图5－－14a））和和C））情情况况使使沉沉井井成成为为一一悬悬臂臂梁梁，，在在支支点点处处，，沉沉井井顶顶部部可可能能产产生生竖竖向向开开裂裂；；而而图图5－－14b））使使沉沉井井成成为为一一简简支支梁梁跨跨中中弯弯矩矩最最大大，，可可能能沉沉井井下下部部竖竖向向开开裂裂这这两两种种情情况况均均应应对对长长边跨中附近最小截面上下缘进行验算边跨中附近最小截面上下缘进行验算 三、沉井刃脚受力计算三、沉井刃脚受力计算可可以以把把刃刃脚脚看看成成在在平平面面上上是是一一个个水水平平闭闭合合框框架架，，在在竖竖向向是是一一个个固固定定在在井井壁壁上上的的悬悬臂臂梁梁水水平平外外力力的的分分配配系系数数，，如如根根据据悬悬臂臂及及水水平平框框架架两两者者的的变变位位关关系系及其他一些假定得到：及其他一些假定得到：刃脚悬臂作用的分配系数为刃脚悬臂作用的分配系数为 α= （（5-29）） 刃脚框架作用的分配系数为刃脚框架作用的分配系数为 β= （（5-30）） 式式中中；；L1——支支承承于于隔隔墙墙间间的的井井壁壁最最大大计计算算跨度；跨度； L2——支支承承于于隔隔墙墙间间的的井井壁壁最最小小计计算算跨跨度度; hK——刃脚斜面部分的高度。
刃脚斜面部分的高度 水水平平外外力力按按上上面面两两个个分分配配系系数数分分配配，，只只适适用用于于内内隔隔墙墙底底面面高高出出刃刃脚脚底底面面不不超超过过0.5m，，或或大大于于0．．5m而而有有垂垂直直埂埂肋肋的的情情况况否否则则，，全全部部水水平平力力应应由由悬悬臂臂作作用用承承担担，，即即α=1.0，，刃刃脚脚不不再再起起水水平平框框架架作作用用，，但但仍仍应应按按构构造造要要求求布布置水平钢筋，使能承受一定的正、负弯矩置水平钢筋，使能承受一定的正、负弯矩 （一）刃脚竖向受力分析（一）刃脚竖向受力分析• 刃脚竖向受力情况一般截取单位宽度刃脚竖向受力情况一般截取单位宽度井壁来分析，把刃脚视为固定在井壁上井壁来分析，把刃脚视为固定在井壁上的悬臂梁，的悬臂梁，•梁的跨度即为刃脚高度由内力分析有梁的跨度即为刃脚高度由内力分析有下述两种情况下述两种情况 1．刃脚向外挠曲的内力计算（即．刃脚向外挠曲的内力计算（即配置刃脚内侧竖向钢筋）配置刃脚内侧竖向钢筋）•刃脚切人士中一定深度，由于沉井自重作用，刃脚切人士中一定深度，由于沉井自重作用，在刃脚斜面上便产生了土的抵抗力，它使刃脚在刃脚斜面上便产生了土的抵抗力，它使刃脚向外挠曲。
向外挠曲•最不利状态：沉井下沉施工过程中，刃脚内侧最不利状态：沉井下沉施工过程中，刃脚内侧切人士中深度约切人士中深度约1.0m，上节沉井均已接上，且，上节沉井均已接上，且沉井上部露出地面或水面约一节沉井高度时较沉井上部露出地面或水面约一节沉井高度时较符合需要条件，为最不利情况，以此来计算刃符合需要条件，为最不利情况，以此来计算刃脚的向外挠曲弯矩脚的向外挠曲弯矩• •刃脚高度范围内的外力有：刃脚外侧的刃脚高度范围内的外力有：刃脚外侧的主动土压力及水压力主动土压力及水压力Pe+w，沉井自重，沉井自重G，，土对刃脚外侧的摩阻力土对刃脚外侧的摩阻力T，以及刃脚下土，以及刃脚下土的抵抗力的抵抗力R其计算图示如图其计算图示如图5-15 •各外力的计算式如下：各外力的计算式如下：•（（1）作用在刃脚外侧单位宽度上的土压力及）作用在刃脚外侧单位宽度上的土压力及水压力水压力•土压力：土压力： •地面下深度地面下深度hi刃脚承受的土压力刃脚承受的土压力ei可按朗金主可按朗金主动土压力公式计算，即动土压力公式计算，即• （（5-31））•式中：式中：γi-------土在土在hi 范围内的平均容重，在范围内的平均容重，在水位以下时应考虑浮力；水位以下时应考虑浮力；• hi------计算位置至地面的距离。
计算位置至地面的距离• •水压力：水压力： ωi=γWhWi （（5-32））•式中：式中：γW-----水容重水容重• hWi------计算位置至水面的距离计算位置至水面的距离•水压力是应根据施工情况和土质条件计水压力是应根据施工情况和土质条件计算的（可参考刃脚向内挠曲验算时有关算的（可参考刃脚向内挠曲验算时有关说明），说明）， • 为了避免计算所得土、水压力值偏大而使为了避免计算所得土、水压力值偏大而使验算方法偏于不安全，一般设计规范均规验算方法偏于不安全，一般设计规范均规定了由式（定了由式（5-32）算得的刃脚外侧土、水）算得的刃脚外侧土、水压力值不得大于静水压力的压力值不得大于静水压力的7 0％，否则按％，否则按静水压力的静水压力的70％计算• 土压力和水压力的合力为：土压力和水压力的合力为：• Pe+w=（（Pe2+w2+Pe3+w3））hk • 式中；式中； Pe2+w2----作用在刃脚根部处的作用在刃脚根部处的土压力及水压力强度之和土压力及水压力强度之和;• Pe3+w3——刃脚底面处的上压力及水刃脚底面处的上压力及水压力强度之和；压力强度之和；• hk——刃脚高度。
刃脚高度 • （（2）作用在刃脚外侧单位宽度上的摩阻）作用在刃脚外侧单位宽度上的摩阻力力T1；可按下列二式计算，并取其较小；可按下列二式计算，并取其较小者者• T1＝＝τhk （（5－－34））• 或或 T1＝＝ 0.5E （（5－－35））• 式中：式中：τhk——士与井壁间单位面积上士与井壁间单位面积上的摩阻力，由表的摩阻力，由表5－－2查用；查用； • hk---刃脚高度；刃脚高度；• E----刃脚外侧总的主动土压力，即刃脚外侧总的主动土压力，即 E=hk(e3 + e2) /2 （（5-36）） • (3）刃脚下抵抗力的计算刃脚下竖向）刃脚下抵抗力的计算刃脚下竖向反力反力R（取单位宽度）可按下式计算（取单位宽度）可按下式计算• R=q－－ T′ （（5-37））•式中：式中：q为沿井壁周长单位宽度上沉井的为沿井壁周长单位宽度上沉井的自重，在水下部分应考虑水的浮力；自重，在水下部分应考虑水的浮力；• T′为沉井人土部分单位宽度上的摩阻为沉井人土部分单位宽度上的摩阻力。
力 •为求为求R的作用点，可将的作用点，可将R分为分为V1及及V2两部分，两部分，然后根据图然后根据图5－－15求得图中刃脚踏面宽度为求得图中刃脚踏面宽度为α，踏面下的反力假定为均匀分布，其合力用民，踏面下的反力假定为均匀分布，其合力用民表示假定刃脚斜面与水平面成表示假定刃脚斜面与水平面成a0角，斜面与角，斜面与土间的外摩擦角为土间的外摩擦角为β0，一般定为，一般定为30°故作用在故作用在斜面上土反力的合力与斜面的垂直方向成角斜面上土反力的合力与斜面的垂直方向成角β0，斜面上反力成三角形分布，在地面处为，斜面上反力成三角形分布，在地面处为O，，将合力分解成竖直力将合力分解成竖直力V2及水平力及水平力H时，它们的时，它们的应力图形也是呈三角形分布因此，应力图形也是呈三角形分布因此， • R＝＝V1 ＋＋ V2 （（5-38））• V1=R （（5-39）） • V2=R-V1 （（5-40））• R的作用点距井壁外侧的距离为的作用点距井壁外侧的距离为• （（5-41））•式中：式中：b为刃脚内侧人士斜面在水平面上的投为刃脚内侧人士斜面在水平面上的投影长度。
影长度•刃脚斜面上土的水平反力刃脚斜面上土的水平反力U=V2tg（（a0-β0），作），作用点离刃脚底面用点离刃脚底面1／／3m •（（4）刃脚（单位宽度）自重）刃脚（单位宽度）自重g为为• （（5-42））•式中：式中：• λ——井壁厚度；井壁厚度；• rh——钢筋混凝土刃脚的容重，不排水施工钢筋混凝土刃脚的容重，不排水施工时应扣除浮力时应扣除浮力• 刃脚自重刃脚自重g的作用点至刃脚根部中心轴的距离的作用点至刃脚根部中心轴的距离为为• （（5-43）） • 求出以上各力的数值、方向及作用点后，再算出各力求出以上各力的数值、方向及作用点后，再算出各力对刃脚根部中心轴的弯矩总和值对刃脚根部中心轴的弯矩总和值•（对（对O点）点）M，竖向力，竖向力N及剪力及剪力Q，其算式为，其算式为• M＝＝ MR＋＋ MH＋＋ Me+w＋＋MT十十Mg （（5-44）） N=R十十T1十十 g (5-45））• Q＝＝Pe+w＋＋H （（5-46））•式中：式中：MR、、MH、、Me+w、、MT、、Mg分别为反力分别为反力R、土压、土压力及水压力力及水压力Pe+w、横向力、横向力U，刃脚底部的外侧摩阻力，刃脚底部的外侧摩阻力T1以及刃脚自重以及刃脚自重g对刃脚根部中心轴的弯矩，其中作用在对刃脚根部中心轴的弯矩，其中作用在刃脚部分的各水平力均应按规定考虑分配系数刃脚部分的各水平力均应按规定考虑分配系数α。
上述上述各式数值的正负号视具体情况而定各式数值的正负号视具体情况而定 • 2．刃脚向内挠曲的内力计算（即配置刃．刃脚向内挠曲的内力计算（即配置刃脚外侧竖向钢筋）脚外侧竖向钢筋）•最不利情况：是沉井已下沉至设计标高，最不利情况：是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇筑封底混凝刃脚下的土已挖空而尚未浇筑封底混凝土（图土（图5－－16），这时，将刃脚作为根部），这时，将刃脚作为根部固定在井壁的悬臂梁，计算最大的向内固定在井壁的悬臂梁，计算最大的向内弯矩 •作用在刃脚上的力有刃脚外侧的土压力、水压力，摩作用在刃脚上的力有刃脚外侧的土压力、水压力，摩阻力以及刃脚本身的重量以上各力的计算方法同前阻力以及刃脚本身的重量以上各力的计算方法同前但计算水压力时，应注意根据施工实际情况，现行的但计算水压力时，应注意根据施工实际情况，现行的设计规范考虑到一般的情况及从安全出发，要求：设计规范考虑到一般的情况及从安全出发，要求：•不排水下沉沉井，井壁外侧水压力值以不排水下沉沉井，井壁外侧水压力值以 100％计算；内％计算；内侧水压力值以侧水压力值以50％计算，或按施工可能出现的水头差％计算，或按施工可能出现的水头差计算。
计算•若为排水下沉沉井，对不透水土，可按静水压力的若为排水下沉沉井，对不透水土，可按静水压力的70％计算，在透水性土中，可按静水压力的％计算，在透水性土中，可按静水压力的100％计算• 计算所得各水平外力均应按规定考虑分配系数计算所得各水平外力均应按规定考虑分配系数α• 根据外力值计算出对刃脚根部中心轴的弯矩竖向根据外力值计算出对刃脚根部中心轴的弯矩竖向力及剪力后，并以此求出刃脚外壁的钢筋用量同样，力及剪力后，并以此求出刃脚外壁的钢筋用量同样，刃脚钢筋截面积不宜少于刃脚根部截面积的刃脚钢筋截面积不宜少于刃脚根部截面积的0．．1％刃脚的竖直钢筋应伸人刃脚根部以上刃脚的竖直钢筋应伸人刃脚根部以上 0.5L1 • （二）刃脚水平钢筋的计算（作为水平框架的（二）刃脚水平钢筋的计算（作为水平框架的计算）计算）•刃脚水平向受力最不利的情况是沉井已下沉至刃脚水平向受力最不利的情况是沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空，尚未浇筑封底设计标高，刃脚下的土已挖空，尚未浇筑封底混凝土的时候混凝土的时候•①①作用在刃脚上的外力，与计算向内挠曲时一作用在刃脚上的外力，与计算向内挠曲时一样：当刃脚作为悬臂考虑时，刃脚所受水平力样：当刃脚作为悬臂考虑时，刃脚所受水平力乘以乘以α。
•②②作用刃脚（水平框架）上的水平反力应乘以作用刃脚（水平框架）上的水平反力应乘以分配系数分配系数β（式（式5－－30），其值作为水平框架上），其值作为水平框架上的外力，由此求出框架的弯矩及轴向力值，再的外力，由此求出框架的弯矩及轴向力值，再计算框架所需的水平钢筋用量计算框架所需的水平钢筋用量 四、井壁受力计算四、井壁受力计算•（一）井壁竖向拉应力验算一）井壁竖向拉应力验算• 沉井在下沉过程中，刃脚下的土已被挖空，沉井在下沉过程中，刃脚下的土已被挖空，但沉井上部被摩擦力较大的土体箍住（这一般但沉井上部被摩擦力较大的土体箍住（这一般在下部土层比上部土层软的情况下出现），这在下部土层比上部土层软的情况下出现），这时下部沉井呈悬挂状态，井壁就有在自重作用时下部沉井呈悬挂状态，井壁就有在自重作用下被拉断的可能，因而应验算井壁的竖向拉应下被拉断的可能，因而应验算井壁的竖向拉应力拉应力的大小与井壁摩阻力分布图有关，力拉应力的大小与井壁摩阻力分布图有关，在判断可能夹住沉井的土层不明显时，可近似在判断可能夹住沉井的土层不明显时，可近似假定沿沉井高度成倒三角形分布（图假定沿沉井高度成倒三角形分布（图5－－ 七、关于浮运沉井及其计算要点七、关于浮运沉井及其计算要点• 一、浮运沉井的特点及其浮运方法一、浮运沉井的特点及其浮运方法• 浮运沉井多由钢筋混凝土、钢和木等浮运沉井多由钢筋混凝土、钢和木等材料组合而成，适用于水深流缓、覆盖材料组合而成，适用于水深流缓、覆盖层浅或潮水高差大、地质复杂的近海河层浅或潮水高差大、地质复杂的近海河流上的基础。
流上的基础 •⑴⑴浮运沉井由预制钢筋混凝土刃脚（包浮运沉井由预制钢筋混凝土刃脚（包括一部分隔墙）、井壁（多为空心井壁）括一部分隔墙）、井壁（多为空心井壁）、浮运底板三部分组成，其高度视浮运、浮运底板三部分组成，其高度视浮运条件、施工要求及吃水深度等条件而定条件、施工要求及吃水深度等条件而定沉井顶面的襟边宽度，除按一般沉井要沉井顶面的襟边宽度，除按一般沉井要求不小于其全高求不小于其全高1/50外，还不应小于外，还不应小于45cm• •浮运沉井底板必须保证其水密性和能承浮运沉井底板必须保证其水密性和能承受水压，并便于拆除水密性的措施方受水压，并便于拆除水密性的措施方面，某大桥的使用经验是：底板接缝采面，某大桥的使用经验是：底板接缝采用压条及油灰麻（竹）丝嵌缝；板与混用压条及油灰麻（竹）丝嵌缝；板与混凝土之间接缝采用先装底板后浇混凝土，凝土之间接缝采用先装底板后浇混凝土，以防漏水以防漏水 •⑵⑵浮运方法浮运方法•其浮运方法有：采用滑道下水；在船坞其浮运方法有：采用滑道下水；在船坞或围堰内制成用浮船定位和吊放下沉；或围堰内制成用浮船定位和吊放下沉；利用潮汐水位上涨时浮起因此设计时利用潮汐水位上涨时浮起。
因此设计时应考虑所采用浮运方法的特点，进行必应考虑所采用浮运方法的特点，进行必要的强度与稳定性验算要的强度与稳定性验算 • 二、浮运沉井的稳定性计算要点二、浮运沉井的稳定性计算要点• 沉井在浮运过程中、要有一定的吃水深度，沉井在浮运过程中、要有一定的吃水深度，沉井的重心高，易使浮运沉井倾覆，而最容易沉井的重心高，易使浮运沉井倾覆，而最容易倾覆的方向在沉井宽度方面，所以应验算沉井倾覆的方向在沉井宽度方面，所以应验算沉井沿宽度方向的稳定性在稳定性验算中主要是沿宽度方向的稳定性在稳定性验算中主要是决定沉井的重心、浮心以及定倾半径，然后将决定沉井的重心、浮心以及定倾半径，然后将它们的数值进行比较便可判断沉井在浮运过程它们的数值进行比较便可判断沉井在浮运过程中是否稳定现以带临时性井底板的浮运沉井中是否稳定现以带临时性井底板的浮运沉井为例，进行稳定性验算如下：为例，进行稳定性验算如下： 常见软弱地基的处理方法常见软弱地基的处理方法 。
