第五章沉井基础及地下连续墙 第一节沉井的基本概念、作用及适用条件 沉井的概念：是井筒状的结构物（图）。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5-2沉井基础
第五章 沉井基础及地下连续墙 第一节 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5-2 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。 沉井的缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水 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
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。 沉井的缺点：施工期较长；对粉细砂类土在井内抽水 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
沉井
沉井
根据经济合理、施工上可能的原则，一般在下列情况， 可以采用沉井基础： 1.上部荷载较大，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，以及支撑困难，但在一定深度下有 好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较 为合理的； 2在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有 较大卵石不便桩基础施工时； 3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时
根据经济合理、施工上可能的原则，一般在下列情况， 可以采用沉井基础： 1.上部荷载较大，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，以及支撑困难，但在一定深度下有 好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较 2.在山区河流中，虽然土质较好，但冲刷大，或河中有 3.岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较深；采用扩大
第二节沉井的类型和构造 一、沉井的分类 (一)按沉井的施工方法分类 1.一般沉井：指就地制造下沉的沉井，这种沉井是在基 础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基础位 置在水中，需先在水中筑岛，再在岛上筑井下沉。 2.浮运沉井：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
第二节 沉井的类型和构造 一、沉井的分类 (一) 按沉井的施工方法分类 1.一般沉井：指就地制造下沉的沉井，这种沉井是在基 础设计的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基础位 2.浮运沉井：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。 沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井
(二) 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。 沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井 1.按沉井的平面形状：
圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使用抓泥斗 挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其刃脚均匀地支承在 土层上；在侧压力作用下，井壁只受轴向力（侧压力均布时）， 或稍受挠曲（侧压力非均布时）；对水泥方向正交或斜交均有 利，也即承受水平土压力和水压力性能良好。 矩形沉井：具有制造简单，基础受力有利的优点，常能 配合墩台（或其他结构物）底部平面形状。四角一般做成圆角， 可有效改善转角处的受力条件，减缓应力集中现象，以降低 井壁摩阻力和避免取土清孔的困难。矩形沉井在侧压力作用 下，井壁受较大的挠曲力矩；在流水中阻水系数较大，冲刷 较严重。 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
圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使用抓泥斗 挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其刃脚均匀地支承在 土层上；在侧压力作用下，井壁只受轴向力(侧压力均布时)， 或稍受挠曲(侧压力非均布时)；对水泥方向正交或斜交均有 矩形沉井：具有制造简单，基础受力有利的优点，常能 配合墩台(或其他结构物)底部平面形状。四角一般做成圆角， 可有效改善转角处的受力条件，减缓应力集中现象，以降低 井壁摩阻力和避免取土清孔的困难。矩形沉井在侧压力作用 下，井壁受较大的挠曲力矩；在流水中阻水系数较大，冲刷 较严重。 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
2.按沉井的立面形状 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。 6
2.按沉井的立面形状 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1/201150，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
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
(三)按沉井的建筑材料分类 1.混凝土沉井：混凝土沉井的特点是抗压强度高，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(4~7m)的软土层中。 2.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（达数十米以上），当下沉深度不很大时， 井壁上部用混凝土，下部（刃脚）用钢筋混凝土，在桥梁工程 中得到较广泛的应用。当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁 结构，沉井外壁采用泥浆润滑套，壁后压气等施工辅助措施 就地下沉或浮运下沉。此外，钢筋混凝土沉井井壁隔离墙可 分段（块）预制，工地拼接，做成装配式。 3.竹筋混凝土沉井：沉井在下沉过程中受力较大因而需配 置钢筋，一旦完工后，它就不再承受多大的拉力，因此，在南 方产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力好的竹替部分钢筋， 我国南昌赣江大桥等曾用这种沉井。在沉井分节接头处及刃脚 仍用钢筋
(三) 按沉井的建筑材料分类 1.混凝土沉井：混凝土沉井的特点是抗压强度高，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(4～7m)的软土层中。 2.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(达数十米以上)，当下沉深度不很大时， 井壁上部用混凝土，下部(刃脚)用钢筋混凝土，在桥梁工程 中得到较广泛的应用。当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁 结构，沉井外壁采用泥浆润滑套，壁后压气等施工辅助措施 就地下沉或浮运下沉。此外，钢筋混凝土沉井井壁隔离墙可 分段(块)预制，工地拼接，做成装配式。 3.竹筋混凝土沉井：沉井在下沉过程中受力较大因而需配 置钢筋，一旦完工后，它就不再承受多大的拉力，因此，在南 方产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力好的竹替部分钢筋， 我国南昌赣江大桥等曾用这种沉井。在沉井分节接头处及刃脚 仍用钢筋