水上沉井工序：
水深 3m~ 4m以内且流速不大时 水上筑岛→岛上制造→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填 井孔以及浇注顶板。 水较深或流速较大时 岸边制造→牵引滑移或起吊就位→挖土下沉→孔底清查→ 封底→ 充填井孔以及浇注顶板。
旱地沉井施工过程图
大型沉井下沉施工中
水上沉井施工过程图
深圳水库钢壳沉井施工
Dh
Hd 2D
d 2
max 基底边缘处的应力为： min N Hd
A0
2D
再根据ΣX＝0，可求出嵌入处未知的水平阻力 P
b1 h 2 P＝ b1 zx dZ H H 1 0 6 D b1HZ 3 M Z H ( h Z ) (2h Z ) 12Dh
3. 设计计算的主要构件
井壁
a）直壁式
b）台级式
刃脚
底梁和框架 当不能设置内隔墙而沉井又较大时，常常在沉 井底部增设底梁或因沉井过高，常常在沉井不同 高度处设置纵横梁构成框架结构。
§9.2 沉井的施工
分旱地施工沉井 与水上施工沉井 两种情况 旱地沉井工序：
就地制造→挖土下沉→孔底清查→封底→ 充填井孔以及 浇注顶板。

0
zx 1
1

0
0
Hh ＋ 1 zxb1Zdz－ dW 0
0
2
h
式中：W为基底的截面模量。
求得z0、ω（tanω），进而求得
zx
6H z( z 0 z) Ah
3dH A
d 2
当有竖向荷载N及水平力H同时作用时，则基底边缘 处的压应力为： max N 3 Hd min A0 A 式中: A0——基础底面积。 离地面或最大冲刷线以下 z 深度处基础截面上的弯矩
三、应用 工程中，遇到下列情况时考虑采用沉井基础：
沉井基础
（1）荷载较大，表层地基土的承载力小，在一定 深度有较好持力层；
（2）在河流中，虽土质较好，但冲刷大或有较大 卵石，不便桩基施工； （3）岩层表面较平坦且覆盖层较薄但河水深，采 用扩大基础施工围堰有困难。
（4）在已有的浅基础邻近修建深埋的设备基础时， 为避免基坑开挖对已有的基础产生影响等情况。
沉井基础
井
井壁是沉井基础的主体部分，它需挡水、挡 土，并承受多种荷载的作用，而且还需要有 一定的重量以便下沉。 不低于C15。
壁 常用的厚度为0.5～1.5m；混凝土的强度等级
沉井基础
刃脚的作用是沉井 在自重的作用下易于 切土下沉。
刃 其底面（踏面）宽 脚 度一般为0.1～0.2m,
刃脚处采用钢筋混凝 土制作，混凝土强度 等级宜在C20及上。
4. 沉井的缺点
(1)施工工期较长； (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。
二、沉井的构造
1. 沉井的截面形式
平 面 形 状有：圆形、矩形、圆端形等 井孔的布置方式有：单孔、双孔、多孔。
2. 沉井的构造
① 井壁 厚度0.4～1.2m；承受水土压力。 ② 刃脚 宽度10～20cm ，高度约1.5m（湿封底） 或0.6m（干封底），内侧倾角45～60 ； 冲切硬土，减小端部阻力。 ③ 内隔墙 厚度约0.5m，底面高出井壁刃脚踏面0.5～ 1m，增加沉井刚度、改善井壁受力条件、 挖土均衡，便于纠偏。 ④ 井孔 宽度（直径）不宜小于3m，挖土、排土场 所和通道。 ⑤井壁凹槽 槽高约1.0m，深度0.15~0.25m，增加封底 混凝土、底版与井壁连接。 ⑥ 预埋射水管 下沉困难时减阻。 ⑦ 封底（底板） 沉井下沉到设计标高，经检验和坑底清理 后浇注的混凝土底版。分为干封和湿封 （水下浇灌混凝土）两种。
沉井基础
克服下沉困难主要可以从两方面着手： (1) 增加沉井重量：提前浇筑上一节沉井；在沉井顶 部加压；在保证不发生流砂的前提下，抽取井内的 水，以减小浮力。 （2) 减小井壁的摩阻力：尽力将井壁外侧制作光滑平 整；将井壁设计成台阶式；设置管道，利用高压空气 或水的喷射能量来减小摩擦；从管道中喷出触变泥 浆，形成泥浆套。
沉井基础
灌膨润土泥浆 开挖
停挖
加紧挖
纠偏的方法是：
沉井基础
(1) 在沉井下沉多的一侧回填砂石，以阻止继续下 沉，在高的一侧集中 挖土;
(2) 在高的一侧配加重物，以加速该侧下沉；如有 必要，还可在沉井顶部施加水平力来帮助纠偏。 (3) 如遇中心位置偏移，则应先人为造成沉井倾 斜，再均匀取土，使之倾斜下沉，直到沉井中心线 到达设计位置后，再行纠偏扶正 。
沉井高度则由上部结构、水文地质和土层承 载力等决定，高的沉井要分节制作下沉，底节 沉井的高度不宜过高。
沉井基础 盖板
井壁
凹槽
隔墙
刃脚
封底
六、沉井下沉过程中可能遇到的问题及处理方法
沉井基础
沉井在下沉过程中可能出现的问题主要有两类: (1) 下沉不均匀发生倾斜和位置偏移； (2) 下沉困难。 发生偏斜的原因大致有这几种： (1) 土质软硬不均匀; (2) 挖土不对称; (3) 刃脚处有障碍物未予清除; (4) 一侧出现流砂而未得到控制等。
★当沉井埋置深度在最大冲刷线以下较浅仅数米时，这 时可以不考虑基础侧面土的横向抗力影响，而按浅基础设 计计算规定，分别验算 地基强度、沉井基础的稳 定性和沉降，使它符合容许值的要求；
★当沉井基础埋置深度较大时，由于埋置在土体内较
深，不可忽略沉井周围土体对沉井的约束作用，因此在验 算地基应力、变形及稳定性时，需要考虑 基础侧面土体 弹性抗力的影响。 假定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，可按刚性桩计算内力和土抗力，即相当于 “m” 法中 h 2.5 的情况。 下面具体讨论这种计算方法。
（一）非岩石地基上沉井基础的计算 沉井基础受到水平力H及偏心竖向力N作用。将水平力 H及偏心竖向力N引起的力矩等效转换成水 平力H距离基底的作用： ＝ Ne＋Hl M H H
先讨论沉井在水平力H作用下的情况，水平力的作用下 ，沉井将围绕位于地面下 z0 深度处的 A点转动一 角，地 面下深度 z处沉井基础产生的水平位移 x和土的横向抗力 zx分别为： x = (z0－z) tg
过黄浦江倒虹管沉井
宝山钢铁厂取水泵房工程
应用范围
桥墩、锚碇、矿用竖井、地下泵房、水池、油库、地下设 备基础、盾构隧道、顶管的工作井和接收井等。 2. 沉井的定义 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孔，最后成为结构物基础的井筒状 结构。 3. 沉井基础的特点
(1)埋置深度大，整体性强、稳定性好，承载面积大，承载力高(垂直 与水平)； (2)既可作基础，又可作施工时的挡土和挡水围堰结构物； (3)施工时对邻近建筑物影响较小； (4)内部空间可进一步利用。
由பைடு நூலகம்金土压力理论可知
zx
4 (ztg c ) cos
式中: 为土的容重， 和c分别为内摩擦角和粘聚力。 桥梁结构中，根据试验知道出现最大的横向抗力 大致在 z=h/3和z=h处，即
h
3 x
沉井基础
内蒙古科技大学 建筑与土木工程学院岩土工程教研组
§9.1 概述 一、认识沉井
1.工程 应用 江 阴 长 江 公 路 大 桥 北 锚 沉 井
沉井平面长69米，宽51米，下沉深度为58米，体积20.4万立方米,列世界最大沉井。 (列世界第２的美国费雷泽诺桥的沉井体积为15万立方米)
大型钢壳沉井
基底边缘处的竖向应力为： d C0 d tg mhd tg 2 2 2 上述公式中只有一个未知数 ，故只需建立一个弯 矩平衡方程便可解出值 。
由弯矩平衡方程ΣMA＝0便可解出值 ，进一步求得：
zx (h Z)Z H
式中：
b1h3 6 Wd D＝ 12
沉井基础
3.按沉井的施工方法，沉井可分为： (1) 一般沉井是指就地制造并下沉的沉井; (2) 浮运沉井是在深水地区筑岛有困难或有碍 通航时，可在岸边制作沉井，再浮运就位 后下沉的沉井。
沉井基础
地面制作
节省开挖量
竣工后基地
深 基
挖土下沉 施工期护壁
础
封底
五、沉井基础的基本构造
沉井基础
沉井的轮廓尺寸其上部的墩（台）底部的形 状尺寸决定，其长、短边之比应不大于 3。 沉井顶面的尺寸通常为墩（台）底部再加 0.2m～0.4m的襟边宽度；
隔 墙
孔，以便工作人员在井孔中活动。
沉井基础
封 底 封底是在沉井下沉达到设计高程并经清理 和 顶 后以混凝土浇筑的，其强度等级一般不低于 盖 C15，（岩石地基可用C15,一般地基用C20）， 板 厚度应从刃脚下0.5m处到凹槽的上端。
板的构造要求及计算按承受均布的双向板 来考虑。
井孔中不填料或仅填以砂砾，须在沉井的 顶面浇筑钢筋混凝土顶盖板，以支承墩（台） 及上部结构的全部荷载。
Hb1 z 3 M Z ＝H ( h z ) (2 z 0 z ) 2hA
（二）基底嵌入基岩内的沉井 可以认为基底不产生水平位移，则基础的旋转中心A
与基底中心相吻合，即 z0 ＝ h 。地面下 z 深度处产生的 水平位移Δx和土的横向抗力zx分别为 Δx=(h－z)tg zx＝mzΔx ＝mz(h－z)tg
一 、组成及作用
沉井基础
沉井基础是一种竖直的 筒形结构，常用混凝土、钢 筋混凝土或砖石等制成。 通过在井内挖土，使筒体在 自重作用下克服井壁摩阻力 下沉至设计高程，经混凝土 封底填塞井孔后，使整个筒 体成为一个支墩。
二、特点
沉井基础
(1) 埋深大； (2) 整体性好； (3) 承载力高； (4) 对邻近建筑物影响小； (5) 充分利用地下空间等特点； (6) 施工时具有挡水或挡土等作用； 但施工工期较长，沉井下沉遇障或遇流砂等都 会给施工带来困难。