摘要：當基礎(chǔ)埋置比較深時，如采用明挖法施工，則因基坑深，坑壁支撐等所承受的土壓力和水壓力大，需要更多、更強的支撐結(jié)構(gòu)，施工很不方便，也不經(jīng)濟。為了滿足結(jié)構(gòu)物的要求，適應(yīng)地基的特點，在土木工程結(jié)構(gòu)的實踐中形成了很多類型的深基礎(chǔ)，其中沉井基礎(chǔ)，尤其是重型沉井、深水浮運鋼筋混凝土沉井和鋼沉井，在國內(nèi)外巳有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
當基礎(chǔ)埋置比較深時，如采用明挖法施工，則因基坑深，坑壁支撐等所承受的土壓力和水壓力大，需要更多、更強的支撐結(jié)構(gòu)，施工很不方便，也不經(jīng)濟。為了滿足結(jié)構(gòu)物的要求，適應(yīng)地基的特點，在土木工程結(jié)構(gòu)的實踐中形成了很多類型的深基礎(chǔ)，其中沉井基礎(chǔ)，尤其是重型沉井、深水浮運鋼筋混凝土沉井和鋼沉井，在國內(nèi)外巳有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。
1.沉井的類型
沉井按所用材料不同可分為混凝土沉井、鋼筋混凝土沉井、鋼沉井、磚沉井、石沉井、木沉井等，混凝土沉井一般只適用于下沉深度不大的松軟土層中。鋼筋混凝土沉井是最常見的沉井。鋼沉井的剛度、強度都很高，拼裝方便，但因用鋼量過大，從經(jīng)濟的角度上看是不合算的，一般不用。磚沉井、石沉井和木沉井等除非在特殊情況下考慮因地制宜、就地取材，現(xiàn)在基本上不采用。
沉井按不同的下沉方式可分為就地制造下沉的沉井和浮運沉井。就地制造下沉的沉井，也稱為一般沉井，是在基礎(chǔ)設(shè)計的位置上制造，然后挖土靠沉井自重下沉。如基礎(chǔ)位置在水中，需先在水中筑島，再在島上筑井下沉入，當在深水地區(qū)筑島有困難或不經(jīng)濟，或有通航要求，或河流的水流流速大時，可采用岸邊澆筑沉井，然后浮運到設(shè)計位置就位下沉的方法，這類沉井稱為浮運沉井或浮式沉井。
沉井按平面形狀不同可分為圓形、方形、矩形、圓端形、多邊形及多孔井字形等圓形沉井受力好，適用于主流方向容易改變的河流。矩形沉井制作方便，但四角處的土不易挖除，且河流水流也不順。圓端形沉井兼有圓形沉井和矩形沉井二者的優(yōu)點，在一定程度上也兼有兩者的缺點，是土木工程中常見的沉井基礎(chǔ)類型。
沉井按其立面形狀不同可分為豎直式、傾斜式及臺階式等采用哪種形式應(yīng)視沉井需要通過的土層性質(zhì)和下沉深度確定。外壁豎直形式的沉井，在下沉過程中不易傾斜，井壁接長較易，模板可重復(fù)使用，故當土質(zhì)較松軟，沉井下沉深度不大時，可以采用這種沉井。傾斜式及臺階式井壁可以減少土與井壁的摩阻力，其缺點是施工較復(fù)雜，模板消耗量大，同時沉井下沉過程中容易發(fā)生傾斜，故當土質(zhì)較密實，沉井下沉深度大，要求在不太增加沉井本身重量的情況下沉至設(shè)計標高時，可采用這類沉井。
2.沉井的構(gòu)造
沉井通常由井壁、刃腳、隔墻、井孔、凹槽、射水管、封底和蓋板等組成。
2．1井壁
井壁，即沉井的外壁，是沉井的主要部分，它應(yīng)有足夠的厚度與強度，以承受在下沉過程中各種最不利荷載組合（水土壓力）所產(chǎn)生的內(nèi)力。同時還要有足夠的重量，使沉井能在自重作用下順利下沉到設(shè)計標高。井壁厚度按其強度、下沉需要的自重以及便于取土和清基而定，一般為0，7？1.5m。
2．2刃腳
井壁最下端一般都做成刀刃狀的"刃腳"，其主要作用是使沉井在自重作用下便于切入土中，是受力最集中的部分。刃腳還應(yīng)具有一定的強度，以免在下沉過程中撓曲或損壞。刃腳底端的水平面稱為踏面。刃腳的式樣應(yīng)根據(jù)沉井下沉時所穿越土層的軟硬程度和刃腳單位長度上的反力大小決定。沉井重、土質(zhì)軟時，踏面要寬些。相反，沉井輕，又要穿過硬土層或到達巖層時，踏面要窄些，有時甚至要用角鋼加固的鋼刃腳。踏面可以使沉井下沉初期不致下沉過快而造成傾斜，刃腳斜面與水平面夾角不宜小于450。
2．3隔墻
沉井平面尺寸較大，也即井壁跨徑較大時，應(yīng)在沉井井筒內(nèi)設(shè)置隔墻。隔墻又稱內(nèi)壁，主要作用是加強沉井在下沉過程中的剛度，減小井壁受力計算跨度。同時，又把整個沉井分隔成多個施工井孔（取土井），便于掌握挖土位置以控制下沉的方向，也便于沉井偏斜時的糾偏。隔墻因不承受水土壓力，所以，其厚度較沉井外壁要薄一些。
2．4井孔
沉井內(nèi)設(shè)置的隔墻或縱橫隔墻或縱橫框架形成的格子稱作井孔，是挖土排土的工作場所和通道。井孔尺寸應(yīng)滿足施工要求，寬度〈直徑）不宜小于3m！。井孔布置應(yīng)對稱于沉井中心軸，便于對稱挖土使沉井均勻下沉。
2．5凹槽
凹槽設(shè)在井孔下端近刃腳處，其作用是使封底混凝土與井壁有較好的接合，形成整體，使封底混凝土底面的反力更好地傳給井壁（如井孔全部填實的實心沉井也可不設(shè)凹槽）。凹槽深度約0.15？0.25m，高約1.0m。
2．6射水管
當沉井下沉深度大，穿過的土質(zhì)又較好，估計下沉會產(chǎn)生困難時，可在井壁中預(yù)埋設(shè)水管組。射水管應(yīng)均勻布置，以利于控制水壓和水量來調(diào)整下沉方向，管口設(shè)在刃腳下端和井壁外側(cè)。如使用觸變泥漿潤滑套施工方法時，應(yīng)有預(yù)埋的壓射泥槳管路。
2．7封底
當沉井下沉到設(shè)計標高，經(jīng)過技術(shù)檢驗并對井底清理整平后，即可封底，以防止地下水滲入井內(nèi)。
2．8蓋板
沉井封底后，為節(jié)省混凝土，或為減輕基礎(chǔ)自重，在井孔內(nèi)可不填充任何東西，做成空心沉井基礎(chǔ)，或僅填以砂石。這時，應(yīng)在沉井頂端設(shè)置鋼筋混凝土蓋板，以承受上部墩臺的全部荷載。
3.沉井的作用
沉井是用混凝土（或鋼筋混凝土）等建筑材料制目成的井筒結(jié)構(gòu)物，其四周有壁，下部無底、上部無蓋、側(cè)壁下部有刃腳。沉井基礎(chǔ)是通過井內(nèi)挖土，依靠自身重力克服井壁摩阻力后下沉到設(shè)計標高，然后經(jīng)過混凝土封底并填塞井孔，使其成為橋梁墩臺或其結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)。沉井本身是基礎(chǔ)的組成部分，在下沉過程中起著擋土和防水的臨時圍堰作用，無需另設(shè)坑壁支撐或板樁圍，簡化了施工。
4.結(jié)語
沉井基礎(chǔ)的應(yīng)用十分廣泛，它可以穿過各種土層，將井底落于巖層或承載能力稍高的硬層。本著經(jīng)濟合理、施工可行的原則，沉井基礎(chǔ)主要應(yīng)用于下列情況：當上部荷載較大，而表層地基土的容許承載力不足，做擴大基礎(chǔ)時開挖工作量大、支撐困難，但在一定深度下有好的持力層時；在山區(qū)河流中，雖然淺層土質(zhì)較好，但沖刷大，或河中有較大卵石不便樁基礎(chǔ)施工時；巖層表面較平坦且覆蓋層薄，但河水較深，采用擴大基礎(chǔ)施工坑壁支撐或板樁圍堰有困難時；因場地狹窄，同時受周圍建筑物或其他條件限制，而不適宜用大開挖的地點。
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