第四节 沉井尺寸的拟订及(4—4)
沉井尺寸分类
沉井尺寸分类
沉井尺寸通常会根据其直径和深度进行分类。
以下是常见的沉井尺寸分类：
1. 小型沉井：直径一般在1米（3.28英尺）以下，深度一般不超过10米（3
2.8英尺）。
小型沉井多用于市区的下水道、电
信设施、给排水等工程。
2. 中型沉井：直径一般在1.5米（4.92英尺）到3米（9.84英尺）之间，深度一般在10米（32.8英尺）到30米（98.4英尺）之间。
中型沉井适用于一些工业区或规模较大的建筑物项目。
3. 大型沉井：直径一般在3米（9.84英尺）以上，深度一般在30米（98.4英尺）以上。
大型沉井常用于大型工业设施、交
通设施和城市排水系统等工程中。
此外，沉井尺寸还会根据具体项目的需要而有所变化，需要根据实际情况进行设计和确定。
沉井施工专业资料
4.3.1沉井施工工艺流程好中心轴线引桩保护沉井制作基础施工需测量校核布置井点降水沉井到位沉井封底4.3.2基坑开挖沉井刃脚外围尺寸为12.5米⨯8.5米，基坑每侧增长2米，尺寸为（12.5+2⨯2米）⨯（8.5+2⨯2米）=16.5米⨯12.5米，基坑深为2米，基坑为大开挖，边坡根据土质为1:1。
基坑内按地梁位置及刃脚位置设立盲沟，四周设排水沟，并和基坑内二角上集水井相连，以加强排水，如附图五所示。
4.3.3沉井制作基础为保证沉井在制作时的稳定，在沉井四周刃脚制作位置下，应做好基础，基础采用砂垫层上加砼面层。
砂垫层及砼面层的宽度及厚度应由计算而定。
G/R-b砼垫层厚度h=2G——第一节砼浇捣时单位长度总重量；G=（Go+G模+G施）⨯安全系数R——砂垫层允许承载力，100Kpa；b——刃脚踏面宽度。
Go=V（第一节砼单位长度体积）⨯2.5T/M3；式中Go为第一节砼浇捣的单位长度自重量；G模为模板单位长度自重≈2KN/M；G施为单位长度施工负载≈2.5KN/M。
以G来计算砼垫层厚度h。
②砼垫层宽度计算：B=2h+b1（b1——刃脚处最大宽）③黄砂垫层厚度取1.5M，采用稳定计算；④黄砂垫层宽度自砼垫层两侧过扩散1M，B=1⨯2+1.1=3.1M；⑤黄砂垫层稳定计算：沉井单位长度自重采用+砂干容重⨯砂厚度<[δ]土层允许承载力取100KPA，黄砂宽度砂干容重取16KN/M3；经计算刃脚下铺设宽1.2米，厚20cmC15素砼垫层，砼垫层下设宽3.2米厚150cm的粗砂垫层，以巩固和提高地基承载力。
由于井壁较厚，自重很大，为保证沉井下沉时井身安全和容易控制下沉标高，为此在沉井外壳施工时，同时浇捣完毕地梁和框架。
地梁下铺设宽1.2米，厚20cm 的C15素砼和厚100cm的黄砂，同样提高地基承载，保证沉井制作时的稳定，由于土质较差，因此在地梁下垫层二侧用75＃砂浆砌一砖墙作为外围以使垫层不致受压而扩张。
第四章沉井基础
缺点： (1)施工工期较长； (2)施工技术要求高； (3)施工中易出现流砂，造成沉井倾斜或下沉困
难等。
第四章沉井基础
3、适用性
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。 （1）、上部荷载较大，表层地基土承载力不足， 一定深度下有较好持力层，且与其他基础方案相 比较为经济合理； （2）、在山区河流中，冲刷大或河中有较大卵 石不便桩基础施工； （3）、岩层表面较平坦且覆盖层薄，但河水较 深，采用扩大基坑施工围堰有困难。
第四章沉井基础
第四章沉井基础
（4）、按立面形状分为：柱形、阶梯形和锥形
柱形沉井：受土体约束较均衡，下沉不易倾斜， 井壁接长简单，模板可重复利用；侧阻力较大， 当土体密实，下沉深度较大时，易出现下部悬空。 用于入土不深或土质较松软的情况。
阶梯形沉井、锥形沉井：井壁摩阻力小；施工较 复杂，消耗模板多，沉井下沉过程中易发生倾斜。 用于土质较密实，沉井下沉深度大，且要求沉井 自重不太大时。锥形沉井井壁坡度为1/20－ 1/40，阶梯形井壁的台阶宽约为100－200mm。
第四章沉井基础
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。
第四章沉井基础
大型钢壳沉井
第四章沉井基础
过黄浦江倒虹管沉井
第四章沉井基础
二、沉井的分类 （1）、按施工方法分为：一般沉井和浮运沉井。
一般沉井：直接在基础设计的位置源自制造，然后 挖土，依靠自重下沉的沉井。（人工筑岛） 浮运沉井：先在岸边制造，再浮运就位下沉的沉 井。通常在深水地区（如水深大于10m），或水 流流速大，有通航要求，人工筑岛困难或不经济 时，可采用浮运沉井。
第四节沉井基础的-PPT文档资料
0
Z
3 H b Z H ( hZ ) 1 ( 2 Z Z ) 0 2 h A
5、墩台顶水平位移验算 基础在水平力和力矩作用下，墩台顶面会产生水平位 移。由三部分组成： (1) 地面处的水平位移z0 tg ； (2) 地面到墩台顶范围h0内的水平位移h0 tg ； (3) 在h0范围内墩台本身弹性挠曲变形引起的墩台顶 水平位移0。
h 0
整理后可解得
2 b h 4 h ) 6 D W 1 ( 0 Z 0 2 b h ( 3 h ) 1
1 2 Hh ( 2 3) h 6 H 1 t a n 3 m h ( b h 1 8 W D ) A m h 1 0
式中 β－深度h处基础侧面土的地基系数与基础底面地 基系数比，计算式为 m h m h m C mh m 0 0 0
3、沉井高度确定 沉井高度为基顶标高与基底标高之差。沉井井顶标高与
扩大基础顶面标高确定要求相同；基底标高按持力层确定。
4、沉井各结构细部尺寸拟定 沉井各结构部分的细部尺寸，按前面构造要求初拟尺 寸，经验算调整确定。
二、沉井作为刚性深基础的整体验算
1、当h＜5.0m，按刚性扩大基础验算。 2、当ah≤2.5；h＞5.0m，作为刚性深基础的整体验算。 基本假设主要是： (1)认为基础的刚度无穷大，本身不产生挠曲变形，只
3 bh 18 W 0D A 1 2(3 h)
最后求得土的水平土抗力σZX和基础底面竖向土抗力 （压应力）σD/2
6H zx Z(Z0 Z) A h
D /2
沉井施工方案及方法
第一章沉井施工介绍沉井前先按降水要求打6眼大口井进行降水，井深20m。
连续抽水不少15天，然后再进行沉井土方开挖施工。
粗格栅截面尺寸22.25m*12.55m，刃脚底标高-12m。
施工现场沉井制作前要求先开挖至起沉标高-4.5m，开挖完成后夯实地基铺设砂垫层后制作第一节2.8m，待第一节强度达到设计强度的75%后进行第二节施工，第二节5.5m，然后开始下沉至设计标高，封底，然后进行内隔墙及上部施工。
第二章沉井施工2.1施工流程制作工艺流程：场地整平——放线——土方开挖——夯实基底——抄平放线、验线——铺砂垫层——砌刃角砖模——安设刃角铁件、绑钢筋——支刃脚、井身模板——浇筑混凝土——养护、拆模——拆砖模下沉工艺流程：下沉准备工作——设置垂直运输机械、排水泵，挖排水沟、集水井——挖土下沉——观测——纠偏——沉至设计标高、核对标高——设集水井、铺设封底垫层——绑底板钢筋、隐检——底板浇筑混凝土——施工内隔墙、顶板——回填土。
2.2沉井制作前期准备1.基坑排水在沉井共设置6口大口井进行降水，大口井深度为20m，位置见大口井布置图。
在沉井内离刃脚2m挖一圈排水明沟，设3-4个集水井，深度比开挖面底部低0.5m。
大口井布置示意图（直径400大口井，井深20米，共6眼）2、砂垫层计算砂垫层铺设厚度计算：h=（G/f -l）/2tgØ式中G: 沉井前两节单位长度的重力2.8*25*0.75+5.5*25*0.65=141.9KNf: 砂垫层底部土层的承载100Kpal: 砖垫层的宽度取1.2mØ: 砂垫层压力扩散角22.5度经计算,砂垫层厚度约为300mm，应采用砂、砂砾或碎石垫层，用打夯机夯实使之密实。
在刃脚支设前在沉井的周边及内隔墙位置填充300mm厚的砂子，不仅增加承载力，同时也使砖砌垫座受力均匀，在砖砌垫座拆除时提供方便。
沉井下部已经设计好刃脚，其支设方式取决于沉井重量、施工荷载和地基承载力。
沉井施工方案
沉井施工方案一、编制依据二、工艺流程图2.1工艺流程2.2.1测量放样2.2.1.1测量工作安排为了保证测量精度满足设计图纸与施工质量的要求，现场测量工作将按以下部署进行：（1）测量工作应抓紧在施工准备阶段开始。
根据施工总平面图的坐标控制点，引测工程轴线和高程控制点，为全面开展施工创造条件。
（2）根据本工程沉井的施工特点，在场内建立平面主轴线控制网和水准复核点，以满足施工的需要。
（3）根据施工图设计要求，完成沉井的沉降观测布置工和原始数据的建立工作。
2.2.1.2沉井的测量控制方法（1）沉井位置与标高的控制：在沉井外部地面及井壁顶部设置纵横十字中心线和水准基点，通过全站仪和水准仪的经常测量和复核，达到控制沉井位置和标高的目的。
（2）沉井垂直度及测斜的控制：在井筒内按4等分作出垂直轴线的标记，在沉井最顶端设置“十”字架，并定期采用全站仪进行垂直偏差观测。
挖土时，应随时观测沉井的垂直度，当“十”字架水平方向偏离达50mm时，或四周标高不一致时，应及时采取纠偏措施。
（3）沉井下沉控制：在井筒外壁周围测点弹出水平线，或在井筒外壁上的四个侧面用墨线弹出标尺，每20mm一格（设置在两个对立面即可），用水准仪及时观测沉降值。
（4）沉井过程中的测量控制措施：沉井下沉时应对其位置、垂直度及标高（沉降值）进行观测，每班至少测量两次（在班中和每次下沉后测量一次）。
沉井接近设计的底标高时，应加强观测，每2小时一次，预防超沉。
（5）测量工作的管理措施：沉井的测量工作应由项目部测量组负责。
每次测量数据均需要如实记录，并制表发送给有关各部门。
测量时如发现沉井有倾斜、位移、沉降不均或扭转等情况，应立即通知值班技术负责人，以便指挥操作人员采取相应措施，使偏差控制在规范允许的范围以内。
2.2.2施工降水在顶管工作坑四周布置八口降水井，降水井平面位置在工作坑外边缘以外2m，井深22m。
使用反循环钻机成孔，钻孔孔径φ600，井管使用外径DN400、内径DN300的无砂混凝土管，滤料使用3mm的豆石或石屑。
沉井的设计与计算
Δx = (h − z )tgω σ zx = mzΔx = mz (h − z )tgω
基底边缘处的竖向应力为 σ d = C0 d tgω = mhd tgω 2 2β 2 上述公式中只有一个未知数ω，故只需建立一个弯矩 平衡方程便可解出值ω。
墩台顶面的水平位移
基础在水平力和力矩作用下，墩台顶面会产生水平位 h 移 ，它由地面处的水平位移、地面到墩台顶范围 2 内的水 δ 平位移、在h2 范围内墩台身弹性挠曲变形引起的墩台顶水 平位移δ 2 三部分组成。
d 2
2
式中 C0不得小于10m0； d为基底宽度或直径。 由上述三个公式，可建立两个平衡 方程式，即
∑
x = 0； H － ∫ σ zx b1 dz = H − b1 mtg ω
0
h
∑M
= 0； Z ( Z 0 − Z ) dZ = 0 ∫
0
h
求得z0、ω（tanω），进而求得
σ = 3dH σ zx Aβ 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 σ min = N ± 3Hd A0 Aβ
– 排水挖土下沉 – 不排水挖土下沉
排水挖土下沉
• 由于沉井是排水挖土下沉，所以不论在抽除刃脚下垫木 以及在整个挖土下沉过程中，都能很好地控制沉井的支 承点。 • 为了使井体挠曲应力尽可能小些，支点距离可以控制在 最有利的位 置处。对矩形及圆端形沉井而言，应使其 支点和跨中点的弯矩大致相等。如沉井长宽比大于 1.5, 支点设在长边上 , 支点间距可采用 0.7L，L为沉井长度, 以此验算沉井井壁顶部和下部弯 曲抗拉的强度, 防止开裂。圆形 沉井四个支点可布置在两个相互 垂直线上的端点处。
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 ω角，地面下深度z处沉井基础 产生的水平位移Δx和土的横向 抗力σzx分别为：
沉井
减小沉井外壁的摩阻力
（3）炮振下沉 （4）泥浆护壁下沉
（四）—沉井接高
多节沉井施工时，制造与下沉两项工作交替进行， 但应保证接筑沉井与原沉井在同一轴线上
（五）—
沉井顶面位于最低水位或地面以下 因此沉井沉至设计标高之前，应做井顶围堰才能继 续下沉时防止水，土进入井孔中
（六）
当沉井沉至设计高程后，要对基底进行清理，检查 和处理，合格后方可进行混凝土封底 （七）
（三）—
先拆除沉井内外模版，待混凝土达到规定强度后，就可 拆垫木或挖土模。沉井下沉主要靠在井内除土，目的是减少 或消除刃脚的正面阻力，当支撑面的反力减少至自重与摩阻 力之差以下时，土被破坏，沉井则下沉，直至平衡，再行挖 土下沉。 原则：分区、依次、对称、同步。
沉井下沉施工方法：排水下沉和不排水下沉。 一般是依据沉井所处的水文 地质情况而定。 排水下沉法： 在渗水量小的稳定黏性土中下沉沉井 不排水下沉法： 当渗水量较大，一般采用不排水下沉法，用水下抓起 射水吸泥方法除土
沉井施工顺序示意
第二节沉井
底节沉井
砂垫层
承垫木
竹筋混凝土沉井
钢筋混 凝土 素混凝土
煤渣片石
（二）筑岛法 当水深小于3m，流速≤1.5m/s时，可采用砂或砾石在水中 筑岛(图 a），周围用草袋围护；若水深或流速加大，可采用 围堤防护筑岛[图b）]；当水深较大（通常<15m）或流速较 大时，宜采用钢板桩围堰筑岛(图c）。
当沉井沉至设计标高后，要对基地进行清理 检查和处理 合格后方可混泥土封底 当封底混泥土达一定强度后，即抽水填充或浇筑 钢筋混泥土底板，最后浇筑钢筋混泥土顶盖和第一节墩台身混泥土
四、沉井下沉过程中遇到的问题及处理
沉井设计详解、验算详解
kst,s=(Gk-F’fw,k)/(F’fk+Rb) kst,s—下沉稳定系数，0.8~0.9 F’fw,k—水的浮托力标准值 F’fk—井壁总摩阻力标准值 Rb—沉井刃脚、隔墙和底梁下地基土的极限承载
三．裂缝宽度及配筋计算
以不包括地面活荷载的弯矩标准值计算裂缝宽度， 注意用沉井结构设计规程中的公式，裂缝宽度不超过 0.25mm。
土力学中，土的渗透系数≤10-7cm/s定为实际上的不 透水。
我们的工程中，通常采用水土压力分算的原则，若 需合算，应有充分的经验并经技术会议讨论。
4．c、φ指标的选用 建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）中，c、φ采用 三轴试验固结不排水抗剪强度指标，有可靠经验时可采用 直接剪切试验的固结不排水抗剪强度指标。
在我们的工程中，一般采用直接剪切试验固结快剪总 应力抗剪强度指标c、φ，若需采用三轴试验指标或有效应 力指标，应进行讨论。
5．重度 水土分算时取土的浮重度，合算时取土的天然重度。
第五节 沉井的下沉计算
1．井壁与土的摩阻力计算 1）单位面积摩阻力选用 我们在岩土工程勘察技术委托时，若可能存在沉井， 通常要求勘察单位提供各土层的单位面积摩阻力。 若报告中未提出，则参见沉井结构设计规程取值。
排水工法简介： 1）集水井排水法
这种方法易发生流砂现象，由于排水致使周围 土体压密，给沉井下沉也带来困难。
2）外围排水法，这种方法是在沉井外围设置 深井，在深井中插入水泵往外抽水，使地下水位降 低。
该法影响范围大，容易造成周围地面下沉；
3）防渗墙法 为防止因降水造成地面下沉，可在沉井外围设置 防渗墙，载分项系数
沉井方案长宽比
沉井方案长宽比引言沉井方案是指在工程施工中使用的一种特殊工法，通过将结构物下方的土壤挖除，并在挖土区域内修建一个深井，以达到加固地基、稳定结构的目的。
在设计沉井方案时，长宽比是一个重要的参数，对于最终工程质量和成本控制有着重要的影响。
本文将重点讨论沉井方案的长宽比，包括对其定义、影响因素以及合理选择等方面的内容，希望能够为沉井方案设计者提供一些参考和指导。
什么是沉井方案的长宽比沉井方案的长宽比是指沉井的长边与短边之间的比值。
在沉井设计中，长宽比一般表示为L/B，其中L表示沉井的长边长度，B表示沉井的短边长度。
通常情况下，沉井的长边应该沿着结构物的主要受力方向布置，以提供最大的承载能力。
短边则通常沿着横向布置，以提供足够的稳定性。
影响沉井方案长宽比的因素选择合适的沉井方案长宽比需要考虑多个因素，下面列举了一些常见的影响因素：1. 结构物类型不同类型的结构物对沉井方案的长宽比有不同要求。
例如，对于高层建筑来说，由于其自身的高度和重量较大，长边应该较长以提供足够的支撑和承载能力。
而对于较小的建筑物或者临时结构，长宽比可以适当较小，以减少施工时间和成本。
2. 土质条件土质条件是选择沉井方案长宽比的重要考虑因素之一。
不同土质的承载能力和稳定性会影响沉井的长宽比选择。
对于软土地区，由于土壤的稳定性较差，长宽比一般应较小以避免侧壁不稳定。
而对于坚硬的土质，可以适当放宽长宽比的要求。
3. 施工条件施工条件也是选择沉井方案长宽比的重要因素之一。
施工条件包括施工时间、施工空间、施工设备等方面。
对于有限的施工空间和设备条件有限的情况下，需要选择合适的长宽比以确保施工的顺利进行。
4. 费用控制长宽比的选择还需要考虑到工程的经济性和成本控制。
一般来说，较小的沉井长宽比可以减少挖土量和加固材料的使用，从而降低工程造价。
但是过小的长宽比可能会影响工程的稳定性和承载能力，因此需要在经济性和工程质量之间进行权衡。
合理选择沉井方案长宽比的建议在选择沉井方案长宽比时，可以参考以下几点建议：1. 了解结构需求首先，需要了解结构体所需的承载能力和稳定性要求。
沉井基础
沉井在自浮状态下接高下沉
三.沉进井下沉过程中遇到问题及处理 沉进井下沉过程中遇到问题及处理
1.沉井倾斜和偏移 沉井倾斜和偏移 原因：土质松软，沉井下沉不均；土层软硬不匀；挖土不对称；发生流砂； 原因：土质松软，沉井下沉不均；土层软硬不匀；挖土不对称；发生流砂； 遇到障碍物；挖除的土堆于一侧； 遇到障碍物；挖除的土堆于一侧；偏心受压及沉井一侧受到冲刷较大 处理措施： 处理措施：
节省开挖量 竣工后基础
抵抗土压水压
施工期护壁
封底
第二节 沉井的类型和构造
一.沉井的分类 一般沉井 (一) 按施工方法分 浮运沉井
{
砼沉井 (二) 按材料分 钢筋砼沉井 竹筋砼沉井 钢沉井
{
水上筑岛下沉沉井
(三) 按 形状分 三 1. 按 平面形状分
{
圆形沉井 矩形沉井 圆端形沉井
受力好， 受力好，适用 于河水主流方 向易变的河流
{
树根或钢材 大孤石
切除 炸除
2..沉井下沉困难 沉井下沉困难 沉井自重偏轻， 沉井自重偏轻，克服不了井壁摩阻力 原因： 原因： 刃脚遇大障碍物被顶住
{
处理措施： 处理措施：
{
增加沉井自重
{
减小井壁摩阻力
{
接高沉井， 接高沉井，增加自重 顶部压重物 降低井内水位， 降低井内水位，减小沉井所受浮力 立面设计成阶梯形、 立面设计成阶梯形、台阶形 井壁外高压射水 采用空气幕或泥浆套 安放炸药， 安放炸药，利用炮震使沉井下沉
刃脚
弃土尽量远离沉井，防止偏压， 弃土尽量远离沉井，防止偏压，造成沉井偏斜
5.接高井筒 接高井筒 第一节沉井顶面下沉至距地面还剩1~2m时，应停止挖土下沉，然后立 时 应停止挖土下沉， 第一节沉井顶面下沉至距地面还剩 模浇注，接长井壁及内隔墙， 模浇注，接长井壁及内隔墙，再接现沉
沉井制作要求
沉井制作要求
沉井的制作有哪些要求？
1、支垫处理与制模
（1）支垫作用：支承第一节沉井重量，定位、立模、绑扎钢筋等。
（2）垫木规格：200x200枕木，间距计算确定。
（3）布置：长、短相间，与刃角踏面垂直，垫木下部铺夯实砂土。
支垫处理之后，立模、绑扎钢筋、浇注混凝土。
2、沉井制作时的分节高度确定方案
（1）一次制做，一次下沉（用于较浅沉井）；
（2）分节制做，多次下沉（用于较肤浅井，每节高度10m左右）；（3）分次制做，一次下沉（用于H≤30m沉井）。
3、拆模及抽垫木
（1）时间掌握：
当井壁混凝土养护强度达到设计强度的70%时，可以拆除模板；
当达到设计强度的100%时，可以抽除垫木。
（2）抽垫木挨次：
内隔墙下短边井壁长边井壁定位垫木。
（3）拆除方式：
以定位垫木为中心，隔根拆除，每拆一根就准时用砂土回填。
— 1—。
第四节 沉井尺寸的拟订及(4—4)
㈡沉井的平面尺寸
1、平面尺寸：基础顶面的平面尺寸。 2、沉井顶面襟边最小宽度： 若为浮式沉井，应另加250mm。
不小于总高度的1/50，且不小于200mm， 3、尺寸的拟检算
1、Q＞T Q—沉井的自重，如不排水下沉，则要
扣除浮力； T—土对沉井外壁的摩擦力，∑fihiμi hi、μi—沉井穿过第i层土的厚度及沉井 的周长。 fi—第i层土对井壁的单位面积摩擦力。
3、沉井与石砌井顶围堰所受浮力 ㈣下沉检算
第四节 沉井尺寸的拟订及下 沉检算
一、设计内容
1、收集资料：上部结构资料；
水文地质资料。
2、设计内容
拟订沉井各部尺寸；沉井下沉检算； 沉井各部的结构计算；
沉井基础考虑土的弹性抗力作用的计算；
稳定性和基底偏心的检算； 沉降量检算。
二、沉井尺寸的拟订
㈠沉井高度 1、底面标高：应根据冲刷深度和地基容许承 载力等因素确定。（基础底面） 2、沉井顶面：不应高出最低水位； 地面高出最低水位且不受冲刷，则不宜高出 地面。 3、较高的沉井应分节制造下沉： 高度5~6m，底节4~6m； 软土中，不应大于沉井宽度的0.8倍
四、沉井基础标准图的应用
1、标准图号：壹桥4203 图中沉井详细尺寸和有关检算资料，按照通 用图选顶沉井尺寸后，就不需要检算其结构 的强度了。 2、适用条件： 沉井穿过的土层是软土及松散砂类土或中密
砂类土及稍松碎石、卵石类土。 跨度为32m及其以下各式道碴桥面梁的墩台。 施工水位不高（2m以下），下沉深度在20m 以内。
3、标准图的应用 按照墩台底面的尺寸，选择相应的沉井
形状和平面尺寸；按照基础的埋置深度 选定沉井总高度和分节高度。 4、检算：下沉检算和基础本身对土的 抗力的检算，必要时检算偏心和稳定性
沉井
（1）初步确定沉井平立面形式，初步拟定各部分尺寸如下：（单位：cm）图2-3桥墩底断面图图2-4沉井平面尺寸图对于圆端形桥墩，可以考虑修建矩形沉井基础，矩形沉井受力方面可能不如圆形沉井，但是具有更好的下沉能力，针对该地区深层以碎石土为主的土层特点，为了了减少下沉过程难度，本设计采用矩形沉井基础。
根据以往经验，将桥墩设置于沉井的顶盖上，所以沉井尺寸要比桥墩略大，要有能够搭模板，设置竖向支架空间，借鉴已有的设计经验取沉井的井壁厚度为1m，内设横隔墙一道宽4m 厚0.5m，设一纵隔墙宽7m，厚0.5m。
平面尺寸如图3-2所示。
在本桥墩处，参照已有的设计案例，去沉井埋置深度为15m分三节。
井壁、隔墙、刃角均采用C30钢筋混凝土。
顶板后2m，刃角踏面宽度为0.2m，刃角高度1m，隔墙高度14m，凹槽高度1m深0.2m距刃角根部0.5m。
图2-5沉井正剖面图(cm) 图2-6沉井刃角大样(cm) （2）计算沉井的下沉系数a、沉井自重Q=Q1+Q2=6712.5kN井壁重量：Q1=25×9×15×1+4×1×15=4875kN隔墙自重：Q2=25×4×0.5×14+6.5×14×0.5=1873.5kN b、阻力R=Rf+Rr=17775kN新黄土为硬塑性粘土，取q=37.5kPa，新黄土基本承载力为150kPa 侧面摩阻力：Rf=37.5×6+9×15×2=16875kN地基反力：Rr=150×0.2×6+9×2=900kNc、下沉系数K=QR =6712.517775=0.37从上可以判断，下沉系数明显不满足要求，将会造成施工困难。
若要解决这问题需要采用泥套法或者其他的辅助下沉技术，施工技术复杂。
沉井的制作
沉井的制作1.制作顺序场地整平→放线→挖土3~4m深→夯实基底→抄平放线验线→铺砂垫层→垫木或挖刃脚土模→安设刃脚铁件、绑钢筋→支刃脚、井身模板→浇筑混凝土→养护、拆模→外围围槽灌砂→抽出垫木或拆砖座。
2.地基处置和筑城岛在松软地基上进行沉井制作，应先对地基进行处理，以防止由于地基不均匀下沉引起井身裂缝。
处理方法，一般采用砂、砂砾、碎石、灰土垫层，用打夯机夯实或机械碾压等措施使密实。
例如沉井在浅水（水深大于5m）地段下陷，可以围垦人工岛制作沉井，岛面应当高于施工期的最低水位0.5m以上，四周腾出护道，其宽度：当存有围堰时，严禁大于1.5m；并无围堰时，严禁大于2.0m，例如图12-140右图。
筑城岛材料应用领域高压缩性的中砂、粗砂、砾石，严禁用粘性土，细砂、淤泥、泥炭等，也不必使用大块石、砾石。
例如水流速度少于表中12-88所列数值时，须在边坡用草袋堆筑或用其他方法防水。
当水深在1.5m，流速在0.5m/s以内时，一般会轻易用土围垦，而不必设置围堰。
3.刃脚支设沉井制作下部刃脚的支设，对齐沉井重量、施工荷载和地基承载力等情况，使用垫架法、半垫架法、砖垫座或土底模。
很大较轻的沉井，在较为懦弱地基上制作，常使用垫架或半垫架法（图12-141）。
垫架的促进作用就是：（1）并使地基光滑忍受沉井重量，并使其在混凝土铺设过程中不能产生忽然下陷，而使刃脚裂缝毁坏其结构；（2）维持沉井边线不致弯曲，易于调整；（3）易于提振和拆毁模板。
使用支垫架法施工，应当排序一次铺设高度，并使其不少于地基地耐力。
直径（或边长）在8m以内的较重沉井，当土质较好时，可以使用砖垫座（图12-142），沿周长分为6~8段，中间领20mm空隙，以便拆毁；砖砖刃脚垫座砌筑应当确保刃脚设计建议的刃踏面宽度，砖刃脚强度及底面宽度应当能够抵抗刃脚斜面混凝土的水平升力促进作用而保持稳定；砖模内壁应用领域1：3水泥砂浆涂元显恭。
重量较重的小型沉井，土质不好时，可以使用砂垫层、灰土垫层或在地基中挖出槽做成土模（图12-143），其内壁用1：3水泥砂浆涂元显恭。
沉井方案长宽比
沉井方案长宽比1. 引言在沉井工程中，长宽比是一个重要的设计参数。
长宽比的选取对于沉井的稳定性、结构强度和施工难度等方面都有影响。
本文将探讨沉井方案中长宽比的选择及其影响因素，为沉井工程设计提供参考。
2. 沉井方案中长宽比的选择2.1 设计原则沉井方案中长宽比的选择应综合考虑以下设计原则：1.结构强度：长宽比的选取应保证沉井结构的强度和稳定性，以抵抗外部荷载的作用。
2.施工难度：长宽比的选取应使得沉井的施工更加便捷、安全，降低施工风险。
3.经济性：长宽比的选取应使得沉井施工的成本最小化，同时保证工程质量。
2.2 影响因素沉井方案中长宽比的选择受到以下因素的影响：1.地质条件：不同地质条件下，不同长宽比的沉井方案具有不同的适用性。
2.设计荷载：设计荷载的大小和作用方式会影响长宽比的选取，以保证沉井能够承受荷载并保持结构稳定。
3.施工技术：不同的施工技术对长宽比的要求不同，需要考虑沉井施工的可行性和效率。
2.3 选择方法根据以上影响因素，可以采取以下方法进行长宽比的选择：•根据地质条件，参考相关规范和文献，确定适用于该地质条件下的长宽比范围。
•进行荷载计算，分析设计荷载对沉井结构的影响，选择能够满足要求的长宽比范围。
•考虑施工技术，根据施工方法和设备情况，确定适用的长宽比范围。
•综合以上因素，选择最佳的长宽比，可以通过经验和工程实例进行参考。
3. 长宽比与沉井工程性能的关系3.1 强度和稳定性长宽比的选取与沉井结构的强度和稳定性密切相关。
过小的长宽比可能导致沉井结构的强度不足，无法承受设计荷载；过大的长宽比可能导致结构不稳定，容易发生沉陷、倾斜等问题。
3.2 施工难度和安全性长宽比的选取会影响沉井的施工难度和安全性。
过小的长宽比可能导致施工空间狭小，难以进行机械化作业；过大的长宽比可能需要额外的支护措施，增加施工难度和风险。
3.3 经济性长宽比的选取也与沉井工程的经济性相关。
过小的长宽比可能导致施工成本增加，如需采取特殊的施工措施；过大的长宽比可能造成材料浪费和施工效率低下。
沉井
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特点
优点
缺点
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。
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。
4.沉井下沉，采用人工挖掘时，劳动组织要合理，井内人员不宜过多。在刃脚处挖掘，应对称均匀掘进，并 保持沉井均匀下沉。下井操作人员，安全防护用品必须佩戴齐全。井内要有充足的照明。沉井各室均应备有悬挂 钢梯及安全绳，以应急需。涌水、涌砂量大时，不宜采用人工开挖下沉；
5.沉井施工前，应检查机具设备是否完好，并搭好脚手架、作业平台、并保证其牢靠，平台四周设置栏杆， 高处作业和险要的空隙处，均应设安全；
设计原则
沉井平面尺寸及其形状与高度，应根据墩台的地面尺寸、地基承载力及施工要求。力求结构简单对称、受力 合理、施工方便。具体要求为：
1.沉井棱角处宜做成圆角或钝角 2.沉井的长短边之比越小越好 3.沉井分节制作
施工步骤
1.场地平整，铺垫木、制作底节沉井 2.拆模，刃脚下一边填塞砂、一边对称抽拔出垫木 3.均匀开挖下沉沉井，底节沉井下沉完毕 4.建筑第二节沉井，继续开挖下沉并接筑下一节井壁 5.下沉至设计标高，清基 6.沉井封底处理 7.施工井内设计和封顶等
沉井施工技术标准
企业沉井施工技术标准1一般规定1.1沉井施工前应具备工程地质钻探资料、水文资料并根据现场情况对沉井进行施工计算。
1.2沉井施工前应编制施工专项方案并向施工人员进行交底，并留有交底纪录。
1.3沉井下沉前，应对周围的建筑物、构筑物和地下管线采取有效的保护措施，并在下沉过程中进行监视测量。
3沉井的施工计算3.1整体稳定的计算整体稳定是指由于井内、外土体的高差达到一定程度后，井外土体在自重的作用下挤入井内而造成周围土体和沉井一起下沉。
对软土地质应进行整体稳定的计算。
验算采用瑞典条分法进行，计算土体稳定示意图见下图； 计算公式采用：式中K s ——稳定安全系数；K s ＝R ∑W i sin αiR ∑（cl i ＋W i con αi tan φ） I ＝1 nnI ＝1注：当采用泥浆助沉时：取f＝0.3—0.5KN/m2，当沉井外壁为阶梯形，在灌砂段可取f＝0.7—1.0KN/m2。
3.2.3土体作用在沉井上的摩阻力的计算土体作用在沉井上的摩阻力可按下式计算：1、筒柱形沉井T f ＝π∑Dhifi，式中：D—沉井的外径（m）；h i —ifi—i2、Tf＝π∑式中：D1D2H1ifi—i 3.3G－Pfw /Tf式中：G PfwTfKs1.15。
3.4K w ＝（G＋0.5Tf）/Pfw≥1.1—1.25；式中：G—沉井自重（KN）；Tf—沉井外壁的总摩阻力（KN）；Pfw—沉井承受的浮力（KN）；采用不排水下沉时，为沉井壁浸入水或泥水中的体积乘以水或泥水的比重；排水封底后，为沉井浸入地下水面的体积。
K w —沉井抗浮安全系数。
一般取Kw≥1.1—1.25。
3.5沉井的抗滑移和抗倾覆计算沉井下沉封底后，由于使用的需要，常开取H—沉井外侧较高土体的高度（m）；h—沉井外侧较低土体的高度（m）；φ—土的内摩擦角（度）；c—土的凝聚力（Kpa）。
3.5.2抗倾覆计算抗倾覆计算按下式公式进行：K q ＝∑Mk/∑Ma≥1.5；式中：∑Mk—沉井抗倾覆弯矩之和（KN.m）；∑Ma—沉井倾覆弯矩之和（KN.m）。
沉井施工工艺标准
施工工艺3.1 工艺流程3.2 操作工艺3.2.1 垫层施工砂垫层施工在松软地基上进行沉井制作，为防止由于地基不均匀沉降引起井身裂缝，应先对地基进行处理，处理方法一般采用砂、砂砾、级配砂石等垫层，用打夯机或振动器等振捣密实。
如沉井在有水地段预制，可用人工筑岛制作沉井，岛面应高出施工期水位0.5m 以上，四周留出护道，护道宽度：当有围堰时，不得少于1.5m;当无围堰时，不得少于2.0m,筑岛材料应用低压缩性材料如：中砂、粗砂、砾石等，水位较高时也用沙袋堆积，砂垫层应采用环刀法或贯入度测定法进行质量检验。
承垫木垫层施工：沉井制作时，应根据沉井制作高度、结构自重、地基承载力确定沉井制作采取有承垫木或无承垫木施工方法。
有承垫木施工：垫木采用标准枕木，垫木数量根据计算确定。
无承垫木施工：采用混凝土垫层，垫层厚度、宽度通过计算确定。
3.2.2 刃脚支设沉井下部刃脚的支设，可视沉井的重量、施工载荷和地基承载力情况而定，一般采用土模、砖胎模、枕木垫架法。
其作用是：使地基均匀承受沉井重量，避免刃脚在混凝土浇灌过程中突然下沉而破坏；保持沉井位置不倾斜，便于下沉调整。
刃脚的支设刚度，要根据沉井一次浇筑高度和地基承载力，经验算而定。
3.2.3 井壁制作按沉井施工流程工艺，沉井制作分一次制作一次下沉；分节制作，一次下沉；或分次制作交替下沉。
通常沉井高度大于12m 时，宜分节制作；在沉井下沉过程各阶段间隔时间交替加高井壁。
井壁模板支设井壁模板采用钢组合式定型模板或大模板组装而成，内外脚手架与模板系统要分离，各自成系统，以免由于下沉造成破坏。
模板加固采用对拉螺栓加焊止水片。
混凝土壁施工缝埋设钢板止水带，井壁模板在支设过程中要注意收口，以免上大下小。
当沉井高度较高时，也可考虑采用滑模施工。
井壁钢筋绑扎沉井水平钢筋采用帮条焊接，竖向钢筋采用竖向电渣压力焊，接头按设计或规范要求错开，内外钢筋要设钢筋支撑，每1.5m 不少于一个。
井壁预埋插筋要有加固措施。
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四、沉井基础标准图的应用
1、标准图号：壹桥4203 图中沉井详细尺寸和有关检算资料，按照通 用图选顶沉井尺寸后，就不需要检算其结构 的强度了。 2、适用条件： 沉井穿过的土层是软土及松散砂类土或中密
砂类土及稍松碎石、卵石类土。 跨度为32m及其以下各式道碴桥面梁的墩台。 施工水位不高（2m以下），下沉深度在20m 以内。
㈡沉井的平面尺寸
1、平面尺寸：基础顶面的平面尺寸。 2、沉井顶面襟边最小宽度： 若为浮式沉井，应另加250mm。
不小于总高度的1/50，且不小于200mm， 3、尺寸的拟订：根据沉井的立面形状
及地基容许承载力确定。
三、沉井的下沉检算
1、Q＞T Q—沉井的自重，如不排水下沉，则要
扣除浮力； T—土对沉井外壁的摩擦力，∑fihiμi hi、μi—沉井穿过第i层土的厚度及沉井 的周长。 fi—第i层土对井壁的单位面积摩擦力。
3、沉井与石砌井顶围堰所受浮力 ㈣下沉检算
3、标准图的应用 按照墩台底面的尺寸，选择相应的沉井
形状和平面尺寸；按照基础的埋置深度 选定沉井总高度和分节高度。 4、检算：下沉检算和基础本身对土的 抗力的检算，必要时检算偏心和稳定性
四、沉井算例（下沉检算）
㈠设计资料 ㈡各部分尺寸的拟订
㈢基础自重计算
1、沉井自重
2、石砌井顶围堰自重
第四节 沉井尺寸的拟订及下 沉检算
一、设计内容
1、收集资料：上部结构资料；
水文地质资料。
Байду номын сангаас、设计内容
拟订沉井各部尺寸；沉井下沉检算； 沉井各部的结构计算；
沉井基础考虑土的弹性抗力作用的计算；
稳定性和基底偏心的检算； 沉降量检算。
二、沉井尺寸的拟订
㈠沉井高度 1、底面标高：应根据冲刷深度和地基容许承 载力等因素确定。（基础底面） 2、沉井顶面：不应高出最低水位； 地面高出最低水位且不受冲刷，则不宜高出 地面。 3、较高的沉井应分节制造下沉： 高度5~6m，底节4~6m； 软土中，不应大于沉井宽度的0.8倍