沉井基础构造及工程量计算共153页文档
沉井计算总结
1...2k d G q h u =2k d G q h u=⨯ 22k x G x q h u ⨯=⨯ 22k k x G x G x p h h⨯⨯=- 《铁路桥涵》规定（排水下沉） 沉井自重Q HA γ= A 沉井截面积；γ沉井容重 H 沉井高度 （注意铁路公路的H 和h ） 沉井计算总结（排水下沉）1. 下沉系数计算验算沉井自重是否能克服下沉时土的摩阻力，用下沉系数K 表示k R k G τ=≥1.05 R i i i u h f τ=∑当沿沉井深度土层为多种类别时，单位摩阻力可取各层土单位摩阻力标准值的加权平均值 摩阻力分布假定摩擦力从地表至5米范围内，摩阻力按直线规律由0增至最大值超过5米深度后取常数值沉井处于平衡时，下沉系数=1沉井自重=沉井沉入土中部分的摩擦力2. 沉井井壁计算沉井井壁进行竖直和水平向的内力计算① 竖直方向在沉井的下沉工程中，当沉井被周围土体嵌固而刃脚下的土已经被掏空时，应验算井壁接缝处的竖向抗拉强度接缝处：混凝土不承受拉应力，而由接缝处的钢筋承受，此时钢筋的抗拉安全系数可取1.25同时必须验算钢筋的锚固长度。
等截面井壁验算井壁摩阻力可假定沿沉井全高按倒三角形分布，刃脚底面处为0，在地面处为最大，此时最危险的截面在沉井入土深度的1/2处。
最大竖向拉力为沉井全部自重的1/4沉井自重 u ：沉井的周长作用河床表面处的井壁上的单位摩阻力 作用距刃脚底面x 高度处井壁上的单位摩阻力x q井壁任意x 处的拉力 最大拉力max 244k k kG G G p =-=台阶形井壁验算123412k k k k d G G G G q h u +++=⨯⨯ 作用河床表面处的井壁上的单位摩阻力 ()12342k k k k d GG G G q h u +++=⨯作用距刃脚底面x 高度处井壁上的单位摩阻力x qx d xq q h =⨯井壁任意x 处的拉力12x x x P G u q x =-⨯⨯对台阶形井壁，每段井壁都应进行拉力计算，然后取大值。
沉井课程设计计算书
基础工程课程设计计算书沉井基础计算书一、方案比选此次所做的是桥梁的桥墩，上部荷载较大，基础埋深比较大，采用沉井基础不仅使桥墩的整体性好，而且相对于其他的深基础也更经济，故经过比选后决定采用沉井基础。
二、持力层选择1、根据工程地质资料选择持力层；由设计资料可知，沉井高度m H 5.10=，又沉井高出地面m 5.0，所以沉井埋深m h 0.10=。
根据工程地质资料持力层为灰色粘土层，沉井刃脚根部深入灰色粘土层m 5.55.15.25.010=---。
2、确定沉井基础的尺寸和埋深；R350沉井平面布置图R300沉井高度m H 5.10=，又沉井高出地面m 5.0，所以沉井埋深m h 0.10=。
沉井内径m d 0.6=。
底节沉井高度m H 756.11=，外径m D 6.6=，壁厚mm t 5002=，刃脚踏面宽度mm a 150=；三、荷载计算1. 上部结构荷载活载及墩身自重产生的竖向力kN N 15000=，对沉井底面形心轴的力臂为0.5m ；水平力为kN H 585=，对沉井底面形心轴的力臂为18.5m 。
2. 沉井自重(伸入井壁的部分在计算井壁的自重时计算)：顶盖重1G kN G 86.7062514614.32514d 221=⨯⨯⨯=⨯⨯•=π 封底混凝土重2G ： KN d G 89.204925)4.05.2(422=⨯+••=π 井孔填粘土3G ： KN d G 99.335818)4.05.215.10(423=⨯---••=π 刃脚与井壁重：KN d D d D G 19.174625)756.15.10()(425756.1)(42222214=⨯-⨯-+⨯⨯-=ππ枯水位时沉井受的浮力:KN g D D G 74.2127)756.15.45.10(4756.142215=••⎥⎦⎤⎢⎣⎡--⨯•+⨯•=ρππ 则沉井自重93.786119.174699.335889.204986.7064321=+++=+++=G G G G G四、沉井基础承载力计算根据上部结构荷载及地基条件，进行基底应力验算、横向抗力验算。
沉井结构、计算、施工解读
(三)浮运沉井的构造
1．不带气筒的浮运沉井
适用：水下太深、流速不大、河床较平、冲刷较小的自然条件。
施工：一般在岸边制造，通过滑道拖拉下水，浮运到墩位，再接高下沉到河床。这种沉井可用钢、木、钢筋混凝土、钢丝网及水泥等材料组合。
钢丝网水泥薄壁沉井：
缺点：施工期较长，对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜，沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工请来一定困难。
适用：1．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做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，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时;
板书………………………… 讲解…………………………………
集中，故刃脚宜采用20号以上的钢筋混凝土制成。
3．隔墙
沉井长宽尺寸较大，应在沉井内设置隔墙，以加强沉井的刚度，使井壁的挠曲应力减小，其厚度一般小于井壁。隔墙底面应高出刃脚底面0.5m以上，避免隔墙下的土顶住沉井而妨碍下沉。也可在刃脚与隔墙联结处设置埂肋加强刃脚与隔墙的连结。如为人工挖土，在隔墙下端应设置过人孔，便于工作人员井孔间往来。
板书………………………… 讲解…………………………………
第三节沉井的施工
一、旱地上沉井的施工(图4-10)
1．整平场地
2．制造第一节沉井
3．拆模及抽垫
4．挖土下沉
5．接高沉井
6．筑井顶围堰
7．地基检验和处理
8．封底、充填井孔及浇筑顶盖
二、水中沉井的施工
1．筑岛法
水流速不大，水深在3或4m以内，可用水中筑岛的方法(图4-12)。筑岛材料为砂或砾石，周围用草袋围护，如水深较大可作围堰防护。岛面应比沉井周围宽出2m以上，作为护道，并应高出施工最高水位0.5m以上。砂岛地基强度应符合要求，然后在岛上浇筑沉井。如筑岛压缩水面较大，可采用钢板桩围堰筑岛。
沉井结构计算书(详细)讲解-共22页
深圳市城市轨道交通4号线工程主体工程4302标段二工区（沉井）结构计算书计算:校核: 审定:中铁二局工程××公司深圳市轨道交通4号线4302标二工区项目部2019年10月1目录1目录 (2)1.1顶管概况 (3)1.2顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.31200mm管顶力计算 (3)1.3.1推力计算 (3)1.3.2壁板后土抗力计算： (4)1.3.3后背土体的稳定计算： (4)1.4工作井（沉井）下沉及结构计算 (4)1.4.1基础资料： (4)1.4.2下沉计算： (5)1.4.3下沉稳定计算： (5)1.4.4刃脚计算： (5)1.4.5沉井竖向计算： (6)1.4.6井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (7)1.4.7底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (12)1.5接收井（沉井）下沉及结构计算 (13)1.5.1基础资料： (13)1.5.2下沉计算： (14)1.5.3下沉稳定计算： (14)1.5.4抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (14)1.5.5刃脚计算： (14)1.5.6沉井竖向计算 (15)1.5.7井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (16)1.1顶管概况（1）钢筋Ф—HRB335级钢筋强度设计值fy=fy′=300N/ mm2（2）圆管砼：采用C50，沉井采用C30。
（3）所顶土层为黏土，r=17KN/ m3本计算除井壁、底板外未采用专业计算软件。
1.2顶管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的设计、核算由检查井的设计要求及顶管操作技术要求决定。
（1）、工作井的宽度计算公式B =D+2b+2c 式中：B——工作井宽度；D——顶进管节的外径尺寸；b——工作井内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧0.8m；c——护壁厚度，本工程采用0.4m；本工程的顶管直径为D1000，壁厚200。
工作井的宽度尺寸为 B=8.7mm；（2）工作井底的长度计算公式：L=L1+L2+L3+2L4+L5式中：L——工作井底部开挖长度；L1——管节长度取2m ；L2——顶镐机长度取1.1m ；L3——出土工作长度，取1.1m；；L4——后背墙的厚度，取0.4m；；L5——已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.3m。
沉井计算书
县府路、虹桥路改造工程沉井专项施工方案计算书编制人：复核人：审核人：批准人：XXXXXXXXXX有限公司2018年03月沉井专项施工方案计算书一、刃脚混凝土厚度计算本工程工作井4*6m工作井4座，接收井4*4m接收井3座，为了确保沉井新浇注混凝土的质量，尽量减少浇灌过程中地基的沉降量，其垫层厚度可按下式计算：h砼=(G/R1-b)/2式中，h—砼垫层厚度（m）G—沉井第一节单位长度重量（KN/m）R1—砂垫层的承载力设计值一般为100~200KN/m2，在此取100 KN/m2b—刃脚踏面宽度（m）对于500mm厚内池壁，沉井第一节外壁混凝土方量为25.5m3，长度为20m，刃脚踏面宽度为0.15m。
G=25.5×25/20=31.875 KN/mh砼=(31.875/100-0.15)/2=0.0844m外池壁刃脚混凝土垫层按0.3m厚度、1.2m宽度浇筑；500mm内池壁刃脚混凝土垫层按0.1m厚度、1.2m宽度浇筑。
确保沉井第一节制作过程中保持稳定。
二、砂垫层铺设计算砂垫层的厚度根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力计算而定。
第一节基础验算时在刃脚下取1m 的单元体验算，各层地基承载力按照设计值控制。
计算公式为：G/(ι+hs)≤fa得hs≥G/fa-ι式中：hs—砂垫层的厚度（m）G—沉井的单位长度重量（KN/m）fa—地基承载力设计值（KN/m2）ι—刃脚混凝土垫层宽度开挖2.5m地基土为淤泥，地基承载力为50KPa；刃脚混凝土垫层宽度取1.3m，因此：hs≥90.5/50-1.3=0.61m为确保砂垫层有足够承载力，施工中砂垫层按1.5米厚度铺设，碾压密实。
内外刃脚高低差部分亦采用砂垫层铺设，在其上浇筑混凝土垫层。
砂垫层宽度B按下式计算：B≥b+2h tanθ式中：b—混凝土垫层底面宽度（m）h—砂垫层厚度（m）θ—砂垫层压力扩散角，在此取22.5°对800mm厚外池壁B≥1.5＋2×1.5×0.414=2.742m对600mm厚内池壁B≥1.2＋2×0.1×0.414=1.283m（刃脚高低差部分）对500mm厚内池壁B≥1.2＋2×0.7×0.414=1.780m（刃脚高低差部分）砂垫层按基坑开挖的范围满铺，其宽度从混凝土垫层边外扩h×tan θ即可。
第五章 沉井基础(2)
基底应力验算条件： max [ ]h
[σ]h——沉井底面处土的容许压应力（按浅基础P.32式（210）确定； 考虑水平力H与竖向力N共同作用时的压应力计算：
max N 3 DH min A0 A
基础侧面水平压应力验算 • 机理及计算假定——因刚性基础的破坏就是周围土体的破
0
h
解得：
tan
H mhD 0
b1 h 3 6 DW0 其中， D0 12
H ZX ( h Z ) Z D h 0 由此可得： HD D / 2 2 D0
应力验算 基底应力验算
max N HD [ ]h min A0 2 D0
M Z H ( h Z ) ZX b1 ( Z Z 1 )dZ0
0
Z
H ( h Z ) mZ 1 ( Z 0 Z 1 ) tanb1 ( Z Z 1 )dZ1
0
Z
Hb1 Z 3 H ( h Z ) (2 Z 0 Z ) 2hA
构η1=0.7；
η2：考虑结构重力在总荷载中所占百分比的系数：
2 1 0.8
Mg M
Mg：结构重力对基础底面重心产生的弯矩； M：全部荷载对基础底面重心产生的总弯矩。
根据朗肯土压力理论，主动及被动土压力：
pa Z tan2 (45 / 2) 2c tan(45 / 2) 2 p p Z tan (45 / 2) 2c tan(45 / 2)
• 根据地基容许承载力确定沉井平面尺寸（根据地基容许承
载力确定基底平面尺寸）。 • 墩台身尽可能支承在井壁或顶盖板的支承面上； • 矩形沉井的长宽比≤3。 • 沉井高度
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
沉井设计计算-
不考虑基础侧面土的横向抗力 考虑基础侧面土的横向抗力
沉井的计算包括施工期验算和作为整体基础的计算。
作为整体基础的计算：包含两种情况，当埋深仅有数米时，计算同 浅基础；当埋深较大，不能忽略沉井侧壁土体弹性抗力影响时，按 刚性桩计算。
沉井（刚性桩）计算假定： 1、地基土作为弹性变形介质，水平地基系数随深度成正比增加。 2、不考虑基础与土间的粘着力和摩阻力。 3.沉井基础刚度与土刚度之比可认为是无限大。
l
h2
z0
基础发生刚体转动在地 面处产生的水平位移
墩台随同基础一起发生刚 体转动而产生的水平位移
墩台本身弹性挠曲变形 引起的墩台顶水平位移
墩台顶面水平位移计算方法
基础在水平力和弯矩作用下, 墩台顶面产生水平位移Δ按两
种情况分别计算 基础位于非岩石地基
基底嵌入岩层
•15
16
③墩台顶面水平位移的计算方法
Байду номын сангаас•17
· 5.3.2沉井施工过程中的设计
1.沉井自重下沉验算 下沉系数： 沉井自重
Q
土对井壁总摩阻力 （1）不排水下沉时 , 沉井自重应扣除浮 力 （2）
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。
41
4.井壁受力计算
（1）井壁竖向拉应力验算 假定井壁摩阻力沿井高成倒三角形分布
离刃脚底x处井壁的拉力为Sx为
Sx
最危险截面: 沉井入土深度的1/2处 最大竖向拉力
沉井计计算书
沉井结构计算采用沉井结构形式，沉井的结构布置见下图，底板顶面标高-4.5m ，壁顶标高4.5m ，地面以下为8.7m ，持力层在第4层土上，kPa f ak 160=,地下水位最高高程为2.0m 。
一、正常使用阶段1、抗浮验算地下水位正常使用期高程为2.0m 抗浮重量计算：顶板200厚： kN G 5.3591=外池壁600厚： kN G 5.652025)25.722.13(6.05.102=⨯⨯+⨯⨯⨯= 内池壁300厚： kN G 4.10163=阀门室底板250厚和侧墙300厚：kN G 1.2384=底板700厚：kN G 15755= 二次现浇素混凝土：kN G 10646= 封底混凝土600厚：kN G 12317=∑=kN Gi12004浮力kN F k 5.89577.82.13)8.52(10=⨯⨯+⨯= 抗浮稳定系数34.15.895712004==K ， 满足。
2、底板配筋计算最大浮力kPa p k 72)27.05.4(10=++⨯=底板最大净反力kPa p jk 5.61)1025(7.072=-⨯-= 底板最大净反力设计值kPa p j 742.15.61=⨯= ⑴ 板块1：8.1x3.2mmkN Mx⋅=⨯⨯=852.374812构造配筋：选20@200（1592） ⑵ 板块2：45.91.8⨯=⨯y x l l 则765.045.91.8= 30506.67022=⨯=qlm kN M x⋅=⨯⨯⨯+=3271.874)0317.061062.0(221770mm As =mkN My⋅=⨯⨯⨯+=2061.874)062.061032.0(221120mm As =构造配筋量210501000700%015.0mm As =⨯⨯= 3、池壁配筋计算池壁按上下端铰支，两侧固支（或弹性固支）进行计算，土压力+水压力：kpap 120=，各池壁内力计算如下：○1.m l x 5.9=，m l y 3.8=978.0=xy l l m kN ql y ⋅=103792m KN M X⋅-=⨯-=37310379036.00mKN M X⋅=⨯=156103790161.0mKN My⋅=⨯=135********.0○2.m l x 1.8= ，m l y 3.9=m l l yx 87.0= m KN ql y ⋅=78732m KN M X⋅-=⨯-=29678730376.00mKN M X⋅=⨯=1347873017.0 mKN My⋅=⨯=2.9978730126.0水平弯矩考虑相邻边的分配，则 棱边m KN M ⋅=3400二、沉井施工阶段1、侧向土压力计算 降水下沉，干封底,rzk P a ⋅= 取49.0)1045()245(22=-=Φ-=ty ty k a将池壁沿高度方向分为5段0～3.3；3.3～5.3；5.3～7.3；7.3～9.3；9.3～11.3H 0H r Ka P z ⋅= 0～3.3 KPa 303.31805=⨯⨯ 3.3～5.3 KPa 483.5185.0=⨯⨯ 5.3～7.3 KPa 663.7185.0=⨯⨯ 7.3～9.3 KPa 843.9185.0=⨯⨯ 9.3～11.3 KPa 1023.11185.0=⨯⨯2、侧向土压力下内力及配筋计算按框架计算内力，其内力如下图，各截面内力对应上述P值内力表单位：mKN池壁厚度h=600mm裂缝宽度满足0.2mm 三、沉井下沉计算井壁剖面见图：1、井壁与土壤的摩阻力计算根据勘探报告，摩阻力按土层厚度加权平均计算， 161.11252.2105.5204.2121=⨯+⨯+⨯+⨯=ka f kPa下沉总摩阻力：a fk Uf F =，U=43.8 m 。
沉井计算书
沉井计算书沉井计算书是一种重要的工程计算工具，它主要用于确定沉井设计参数和计算沉井各项指标。
沉井作为一种深基坑支护方式，广泛应用于地下工程、基础工程以及城市建设中，具有重要的指导意义和使用价值。
沉井计算书的编制过程需要注意以下几个方面。
首先，要对工程背景和设计要求进行全面的调研和了解。
这包括基坑土质、地下水位、荷载条件、邻近设施等相关信息的采集和分析。
只有充分了解背景信息，才能准确无误地进行沉井计算。
其次，根据背景调研结果，要合理选择沉井设计参数。
这些参数包括井筒直径、井筒深度、沉井桩径、沉井桩间距等。
设计参数的选择应考虑到土质条件、地下水位、工程荷载以及施工工艺等因素。
因此，在进行沉井计算前，各项设计参数的合理选择尤为重要。
第三，进行沉井计算时要注意考虑各种荷载的作用。
主要荷载有土压力、水压力以及附加荷载等。
对于土压力的计算，常用的方法有光滑土壁排水法和剪切力法等。
而对于水压力的计算，则需要根据地下水位的高低来确定。
此外，附加荷载如施工荷载、临时荷载等也需要进行合理的估算和计算。
最后，沉井计算书的编制还需要注意结果的验证与分析。
在计算过程中，要根据现有标准和规范进行计算，并对计算结果进行验证。
比如，采用有限元分析软件进行模拟计算，进行参数敏感性分析等，以保证计算结果的可靠性和准确性。
只有经过验证的计算书才能为后续的工程实施提供指导。
总之，沉井计算书的编制过程应该经过充分的背景调研、合理参数选择、周全荷载计算以及结果验证与分析。
它对于沉井设计中的决策和方案选择具有重要的指导作用。
只有通过科学、准确的沉井计算，才能确保工程的安全性和稳定性，为工程施工提供有力的支持。
同时，沉井计算书的编制也需要与相关专业人员的密切配合和交流，以确保计算结果能够全面地反映工程实际需求。
基础工程(第二版)沉井
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式中：W为基底的截面模量。
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求得z0、tgω，代入式(5-3)和式(5-4)，进而求得
zx6AHhz(z0 z)
d
2
3dH
A
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
m ax m in
N A0
3AHd
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
地基经检验及处理合乎要求后，应立即进行封底。如 封底是在不排水情况下进行，则可用导管法浇注水下混凝 土，待混凝土达设计强度后，再抽干井孔中的水。
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三、水上沉井的施工
水上施工沉井有两种方法，如果水的流速不大，水 深在3或4m以内，可用水中筑岛的方法；如果水深较大， 筑岛法很不经济，且施工也困难，可改用浮运法施工， 沉井在岸边做成，利用在岸边铺成的滑道滑入水中，然 后用绳索引到设计墩位。
.
30Leabharlann 由朗金土压力理论可知 zxco4s(ztgc) 式中 为土的重度，和c分别为内摩擦角和粘聚力。
桥梁结构中，根据试验可知出现最大的横向抗力大 致在深度 z=h/3和z=h处h 3x，即12c4os3htgc
hx12c4oshtgc 式中hx/3 ——相应于z=h/3深度处的土横向抗力；
沉井基础
12.2 沉井的类型与构造
按施工方法分类： 按施工方法分类： 一般沉井：预制、挖土、下沉、封底等；在水中需筑岛。 一般沉井：预制、挖土、下沉、封底等；在水中需筑岛。 浮运沉井：深水筑岛困难，影响通航等，可岸边预制、 浮运沉井：深水筑岛困难，影响通航等，可岸边预制、浮运 至设计位置下沉。 至设计位置下沉。
4. 挖土下沉
分为排水下沉和不排水下沉。土层较稳定， 分为排水下沉和不排水下沉。土层较稳定，不会因排 水而产生大量流砂时，可采用排水下沉(常用人工挖土 常用人工挖土)。 水而产生大量流砂时，可采用排水下沉 常用人工挖土 。 维持井内水位高出井外水位1~2m) 一般采用 不排水下沉 (维持井内水位高出井外水位 维持井内水位高出井外水位 机械除土，如土质较硬，还需配以水枪将土冲松。 机械除土，如土质较硬，还需配以水枪将土冲松。 23 重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系
重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系
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12.2 沉井的类型与构造
沉井的构造 盖板 井壁 凹槽 隔墙
重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系
刃脚
18
封底
12.2 沉井的类型与构造
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江阴长江大桥沉井， 江阴长江大桥沉井，为世界第一大沉井
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北岸
南岸
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南岸重力嵌岩锚8
北岸锚锭的沉井的平面尺寸达69m×51m，埋深58m， 是世界上平面尺寸最大的沉井基础。
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江阴长江公路大桥沉井 重庆交通大学河海学院岩土与地质工程系
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沉井结构计算书
粗格栅及污水提升泵房结构计算书结构计算书一．设计总信息：1．本工程地下结构采用钢筋混凝土沉井。
2．结构设计使用年限50年；建筑结构安全等级II级，结构重要性系数1.0。
3．基本风压0.8KN/m2。
4．抗震设防烈度7度；设计基本地震加速度值为0.10g；设计地震分组为第Ⅰ组；场地类别Ⅲ类；建筑抗震设防分类为丙类。
5．地基基础设计等级丙级。
二．主要材料及要求：1．混凝土:(1)井底混凝土封底采用C20；(2)垫层和填充混凝土为C15;(3)沉井壁板和底板为C30;(4)地下结构混凝土抗渗标号均为P6。
2．钢筋：HPB300级钢，fy=270N/mm2；HRB400级钢，fy=360N/mm2板材：Q235焊条：HPB300级钢及Q235用E43型；HRB400级钢用E50型。
3．砌体材料：Mu10非承重粘土多孔砖砌体墙，块体自重≤11KN/m3，混合砂浆强度等级为M7.5（地下部分为水泥砂浆）。
三．设计采用主要规范：1．《泵站设计规范》（GB50265-2010）；2．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；3．《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）；4．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；5．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；6．《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；7．《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；8．《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137:2002）;9．《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）四．结构计算方法及应用软件：1．沉井特种结构主要采用手算及理正结构工具箱6.5。
五．主要结构计算：（一）沉井：具体设计及说明见设计图.1．沉井下沉计算：沉井起沉标高暂按-1.75，沉井地上制作部分按-9.10~0.20，标高均采用相对标高，详参设计图；地质断面参地勘报告ZK21孔。
沉井工程量计算书
结果 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
单位 m3 m2 m3 m2 m3 m2 m3 m2 只
备注
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kg
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kg
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kg
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kg
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kg
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1Φ14
2Φ14
3Φ16
4Φ16
5Φ14
6Φ14
7Φ16
8Φ14
8"Φ20
9Φ16
10Φ16
11Φ20
12Φ8
13Φ14
14Φ14
15Φ16
工程名称:沉井
计算公式 3.3*4*0.25 2.5*2.5+0.25*3.3*4 (0.25+0.4)*(3.3+3.3)*2*0.25 3.3*4*0.25*2 (0.25+0.4+0.6)*(3.3+3.3)*2*0.6 3.3*4*10.4 3.14*(0.6*0.6-0.35*0.35)*1.5 3.14*(1.2+0.7)*1.5 1.000
结果 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
单位 kg kg kg m3 m2 套 m3 kg
备注
第 5 页，共 5 页
7.11*3.85*(8.2+6.2)*2/0.2 (11.14+35*0.025)*3.85*17*2 7.64*3.85*17*2 (8.82+35*0.025)*3.85*1*2 5.32*3.85*1*2 (8.82+35*0.02)*2.47*19*2 5.32*2.47*19*2 1.17*0.617*(8.2+6.2)/0.2*2 1.5*1.58*(8.2+6.2)/0.2*2
沉井结构计算书(详细)
深圳市城市轨道交通4号线工程主体工程4302标段二工区（沉井）结构计算书计算:校核: 审定:中铁二局工程有限公司深圳市轨道交通4号线4302标二工区项目部2016年10月1目录1 目录 (2)1.1 顶管概况 (3)1.2 顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.3 1200mm管顶力计算 (3)1.3.1 推力计算 (3)1.3.2 壁板后土抗力计算： (4)1.3.3 后背土体的稳定计算： (4)1.4 工作井（沉井）下沉及结构计算 (4)1.4.1 基础资料： (4)1.4.2 下沉计算： (5)1.4.3 下沉稳定计算： (5)1.4.4 刃脚计算： (5)1.4.5 沉井竖向计算： (6)1.4.6 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (7)1.4.7 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (12)1.5 接收井（沉井）下沉及结构计算 (13)1.5.1 基础资料： (13)1.5.2 下沉计算： (14)1.5.3 下沉稳定计算： (14)1.5.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (14)1.5.5 刃脚计算： (14)1.5.6 沉井竖向计算 (15)1.5.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (16)1.1顶管概况（1）钢筋Ф—HRB335级钢筋强度设计值fy=fy′=300N/ mm2（2）圆管砼：采用C50，沉井采用C30。
（3）所顶土层为黏土，r=17KN/ m3本计算除井壁、底板外未采用专业计算软件。
1.2顶管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的设计、核算由检查井的设计要求及顶管操作技术要求决定。
（1）、工作井的宽度计算公式B =D+2b+2c 式中：B——工作井宽度；D——顶进管节的外径尺寸；b——工作井内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧0.8m；c——护壁厚度，本工程采用0.4m；本工程的顶管直径为D1000，壁厚200。
工作井的宽度尺寸为 B=8.7mm；（2）工作井底的长度计算公式：L=L1+L2+L3+2L4+L5式中：L——工作井底部开挖长度；L1——管节长度取2m ；L2——顶镐机长度取1.1m ；L3——出土工作长度，取1.1m；；L4——后背墙的厚度，取0.4m；；L5——已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.3m。
沉井设计计算
非岩石地基上沉井基础的计算
• 有如下平衡方程式：
基底嵌入基岩内的计算方法
见教材P153
墩台顶面的水平位移
验
• 基底应力验算
• 横向抗力验算 • 水平位移验算
算
沉井施工过程中的结构强度计算
• 下沉系数计算
• 验算沉井自重是否能克服下沉时土的摩阻 力 ，用下沉系数k表示 ：
R hi ui f i
浮运沉井计算要点
• 浮运沉井稳定性验算
• 最小高度的验算
减少沉井对周围土体破坏的措施
• （1）增大沉井的下沉系数; • 使沉井刃脚插入土中0.5-3.0m，以阻止土体从 井外向井向涌入。 • （2）在粉细砂土层中下沉沉井时; • 事先压浆固结 ;使粉细砂土固结后 • （3）如沉井外流砂等固结困难时，也可采用 不排水下沉沉井 ;
• （4）及时进行回填 • （5）沉井等地下工程施工前应作好充分准 备，施工速度要快 ； • （6）沉井下沉影响范围内的重要建筑物应 采取桩基或地下连续墙等加固措施，防止 土体破坏向建筑物方向延伸。
土的种类 f(kPa) 粘性土 25~50 砂性土 12~25
k G / R 1.15 ~ 1.25
沉井井壁与土体之间的摩阻力f（kPa） 砂卵 石 18~30 砂砾石 15~20 软土 10~12 泥浆套 3~5
沉井底节验算
• 刃脚下的支承位置 不 断在变，三种情况： • 1）在排水或无水情 况下下沉沉井
沉井底节验算
• （2）假定底节 沉井仅支承于长 边的中点 • （3）假定底节 沉井支承于短边 的两端点
沉井刃脚验算
• 沉井刃脚部分可分别作为悬臂或水平框架验 算其竖向及水平向的弯曲强度。
沉井井壁计算
第四节沉井基础的
（2）刃脚向内挠曲计算 此种情况刃脚下沉的最不利状态为：沉井已沉至接近设
计标高，刃脚踏面下土已挖空，尚为浇注封底混凝土，此时 刃脚外侧作用最大的土压力和水压力，产生向内弯曲的最大 弯矩。刃脚所受各力：刃脚外侧的主动土压力和水压力、土 对刃脚外侧摩阻力、刃脚自重等（图6.25）。
计算的外侧土压力和水压力应按规定考虑悬臂分配系数 a。水压力按下列情况计算：不排水下沉时，井壁外侧水压 力值按100％计算，内侧水压力值按50%计算，也可按施工 中可能出现的水头差计算；排水下沉时，在不透水的土中， 可按静水压力的70%计算，在透水性土中，可按静水压力的 100％计算。
（三）沉井刃脚的竖向和水平向强度验算
1、刃脚计算中的水平力分配 刃脚悬臂作用的分配系数为
0.1l14
hk4 0.05l14 刃脚框架作用的分配系数为
hk4
hk4 0.05l24
适用范围：内隔墙底面高出刃脚底面不超过0.5m，或大 于0.5m而有垂直埂肋的情况，否则，全部水平力应由悬臂
作用承担，即a＝1.0。但应按构造要求布置水平钢筋，使能 承受一定的正、负弯矩。
b1h3 6DW0 12
zx
(hZ)Z
H D0h
D/2
DH
2 D0
3、应力验算 ①基底应力验算
max min
N DH
A02D0 rR
fa
②基础侧面水平压应力验算 出现最大水平压应力位置在h/2处
h/2X12co4s(r2htanC)
③基础截面弯矩计算
MzH(hZ)1Z23D b10H h(2hZ)
③基础截面弯矩计算 地面或局部冲刷线以下深度Z处基础截面上的弯矩MZ为
Z
M z H ( h Z ) 0 m Z 1 ( Z 0 Z 1 ) t a n b 1 ( Z Z 1 ) d Z 1