沉井 一种收集污水的装置,在基坑上建成,用长臂挖机下沉到一定标高,再用顶管连成一体,做好流槽,盖上盖子就可,盖子一般现浇,密实性好,预制工期短。
沉井基础是以沉井法施工的地下结构物和深基础的一种型式。是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,再进行封底,构筑内部结构。
广泛应用于桥梁、烟囱、水塔的基础;水泵房、地下油库、水池竖井等深井构筑物和盾构或顶管的工作井。
技术上比较稳妥可靠,挖土量少,对邻近建筑物的影响比较小,沉井基础埋置较深,稳定性好,能支承较大的荷载。
以下是沉井基础在桥梁中的应用
一、采用沉井基础的桥梁
国内规模最大的桥梁沉井基础:江阴长江公路大桥,锚锭的钢筋混凝土沉井,平面尺寸为69米×51米,下沉58米
2.世界上规模最大的桥梁沉井基础:日本明石海峡大桥,主塔的钢壳沉井,平面尺寸为80米×70米和78米×67米,下沉60米
3.采用沉井基础的其他结构物:取水泵房
二、沉井基础的分类
1.按沉井形状分
(1)按平面形状分
①圆形沉井:形状对称、挖土容易,下沉不宜倾斜,但与墩、台截面形状适应性差
②矩形沉井:与墩、台截面形状适应性好,模板制作简单,但边角土不易挖除,下沉易产生倾斜
③圆端形沉井:适用于圆端形的墩身,立模不便,但控制下沉与受力状态较矩形好
(2)按立面形状分
①柱形:构造简单,挖土较均匀,井壁接长较简单,模板可重复使用
②阶梯形:除底节外,其他各节井壁与土的摩擦力较小,但施工较复杂,消耗模板多
2.按沉井的建筑材料分:
(1)混凝土沉井:下沉时易开裂
(2)钢筋混凝土沉井:常用
(3)钢沉井:多用于水中施工
三、沉井基础的构造
1.井壁:沉井的外壁,是沉井的主要部分,它应有足够的强度,以便承受沉井下沉过程中及使用时作用的荷载;同时还要求有足够的重量,使沉井在自重作用下能顺利下沉
2.刃脚:井壁下端一般都做成刀刃状的“刃脚”,其功用是减少下沉阻力
3.隔墙:设置在沉井井筒内,其主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度,同时,又把整个沉井分隔成多个施工井孔(取土井),使挖土和下沉可以较均衡地进行,也便于沉井偏斜时的纠偏
4.凹槽:设置在刃脚上方井壁内侧,其作用时使封底混凝土和底板与井壁间有更好的联结,以传递基底反力
5.封底:当沉井下沉到设计标高,经过技术检验并对井底清理整平后,即可封底,以防止地下水渗入井内
6.顶盖:井顶浇筑钢筋混凝土顶盖,待顶盖达到设计强度后方可砌筑墩、台
四、沉井基础的施工
1.旱地上沉井的施工
场地平整 制造第一节沉井 拆模及抽垫 挖土下沉 接高沉井
地基检验和处 封底、充填井孔及浇筑顶盖
2.水中沉井的施工
(1)筑岛法:水流速不大,水深在3或4m以内
(2)浮运沉井施工:水流速较大,水深较深
五、沉井的概念
沉井是井筒状的结构物,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。
六、沉井基础的特点
(1)优点
①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;
②沉井既是基础,又是施工时的挡土和挡水结构物,下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁,简化了施工
③沉井施工时对邻近建筑物影响较小
(2)缺点
①施工期较长
②施工技术要求高
③施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等
七、沉井基础的适用条件
1.上部荷载较大,而表层地基土的容许承载力不足,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,采用沉井基础与其它深基础相比较,经济上较为合理时;
2.在山区河流中,土质虽好,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制作有困难时。