本章关键图示
1. 沉井基础概念。
沉井是一种井筒状结构物。
将其下沉至设计标高并用作构筑物基础时，称为沉井基础。
因断面尺寸大、承载力高，常用于高、大、重型结构物基础。
应用：桥梁、港口、水泵站、地下工程竖井、锚碇基础等。
2. 沉井基础适用条件。
上部荷载较大，扩大基础开挖工作量大、支撑困难，采用沉井基础经济合理。
河水较深，采用扩大基础施工围堰制作困难。
山区河流冲刷大，或有较大卵石，不便桩基础施工。
3. 一般沉井构造。
井壁。
刃脚。
隔墙。
井孔。
凹槽。
射水管组。
封底。
顶板。
4. 井壁。
相当于沉井外壳。
要有足够强度和重量。
井壁厚度一般0.8至1.5m，最薄不宜小于0.4m。
混凝土强度等级不低于C15。
5. 刃脚。
位于沉井底部，是切入土中的利刃。
作用是减少下沉阻力。
是受力集中和检算重点。
6. 隔墙。
增加沉井刚度。
分隔形成多个井孔。
便于对称均衡挖土。
7. 井孔。
用于挖土和下沉。
最小边长不宜小于3m。
应对称布置，以保证均匀下沉。
8. 凹槽。
井壁内底部凹陷。
用于增强封底混凝土或底板与井壁的联结。
9. 射水管组。
当预估沉井下沉困难时设置。
通过高压水冲松井壁周围土体，辅助下沉。
10. 封底和顶板。
封底是沉井底部混凝土板，用于防止地下水进入井内并形成底部结构。
顶板位于井顶，用于支承上部结构。
11. 一般沉井施工过程。
制作第一节沉井。
抽垫挖土下沉。
沉井接高下沉。
封底。
12. 挖土下沉方式。
排水挖土下沉：
土层较稳定，不会因排水产生大量流砂时采用。
不排水挖土下沉：
土层不稳定或地下水涌水量很大，为防止流砂等不利现象时采用。
13. 沉井施工技术特点。
制作和下沉常交替进行。
从开始下沉到封底完成前，沉井处于运动的不稳定状态。
设计计算必须重点考虑施工过程影响。
施工监控和应变对策是成功关键。
14. 沉井倾斜和偏移。
原因：
土质松软，下沉不均。
挖土不对称。
刃脚遇障碍物未及时发现。
排土堆放不合理。
单侧受水流冲击淘空。
井壁与刃脚中线不重合。
纠正方法：
在沉井高的一侧集中挖土。
在低的一侧回填砂石。
在高的一侧加重物。
用高压射水冲松高侧土层。
在沉井顶面施加水平力扶正。
15. 沉井下沉困难。
原因：
沉井外壁摩阻力过大。
刃脚下遇障碍物。
提前接筑下节沉井。
处理：
在井顶加压砂袋、钢轨等重物，增加沉井自重。
不排水下沉时，可井内抽水。
射水辅助下沉。
泥浆套或空气幕辅助下沉。
必要时炮震辅助。
16. 沉井突沉。
原因：
井壁摩阻力较小。
刃脚下土被挖除后支承突然削弱。
排水过多。
挖土太深。
土体出现塑性流动。
处理：
控制均匀挖土。
减小刃脚处挖土深度。
设计时增大刃脚踏面宽度或增设底梁，提高刃脚阻力。
17. 沉井基础设计流程。
收集设计所需资料。
确定沉井尺寸。
施工过程检算。
运营期检算。
最终确定沉井尺寸。
绘制施工图。
18. 施工过程检算内容。
下沉能力检算。
底节沉井竖向挠曲检算。
刃脚受力检算。
井壁受力检算。
封底及顶板检算。
19. 运营期检算内容。
基础底面应力检算。
基础侧面水平压应力检算。
墩台顶面水平位移或基础变形检算。
20. 沉井下沉能力检算。
下沉系数：
K = Q / R。
Q 是沉井自重，不排水下沉时应扣除浮力。
R 是沉井下沉至设计标高时的总阻力，包括侧面总摩阻力Rf和底端地基总反力Rr。
Rr 是刃脚踏面正面阻力，等于刃脚踏面总面积乘地基土极限承载力。
合理范围：
K = 1.15至1.25。
土强度较高时取大值，较低时取小值。
判断：
K太小，沉井下沉困难。
K太大，沉井可能突沉。
21. 井壁侧面摩阻力。
Rf = u (hE - 2.5) qm。
u 是沉井外壁周长。
hE 是沉井入土深度。
qm 是平均摩阻力。
常见摩阻力范围：
黏性土：25至50kPa。
砂性土：12至25kPa。
卵石土：15至30kPa。
砾石土：15至20kPa。
软土：10至12kPa。
泥浆套：3至5kPa。
22. 底节沉井竖向挠曲检算。
排水挖土时，支承位置可控制在较有利位置。
不排水挖土时，支点位置难以控制，应按最不利支承情况计算。
可能支承于四角，按简支梁考虑。
也可能被孤石等障碍物支承于中部，按悬臂梁考虑。
23. 刃脚受力检算。
刃脚是复杂三维受力问题，可简化为三个二维问题：
悬臂梁竖向向外挠曲。
悬臂梁竖向向内挠曲。
水平框架受力。
24. 井壁受力检算。
井壁竖向拉应力检算：考虑井壁摩阻力分布和自重引起的竖向拉力。
井壁水平受力检算：沉井沉至设计标高、刃脚下土已挖除且尚未封底时，土水压力最大，按水平框架分析。
25. 封底和顶板检算。
封底混凝土按受弯和受剪分析。
顶板按承受最不利均布荷载的双向板或圆板考虑。
26. 沉井运营期计算模型。
当沉井埋深在最大冲刷线以下较浅仅数米时，可不考虑基础侧面土横向抗力，按一般浅基础计算，结果偏安全。
当埋深较大时，周围土体约束不可忽略，应考虑侧面土体弹性抗力，按刚性桩计算沉井内力和土抗力。
第6章简答题高频：