砼沉井设计尺寸拟定

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沉井计算实例

沉井计算实例某公路独塔斜拉桥桥塔基础，基础平、立、剖面尺寸见图9-40，采用挖土下沉施工。

9.5.1设计资料1.混凝土：底节沉井采用C25；其它各节采用C20；封底采用C25；盖板采用C25。

2.混凝土的设计强与参数：混凝土的设计强度与参数见表9-5。

3.钢材:A 3钢筋: R g =240MPa ；A 3钢板:[d w ]=145MPa, [t]=85MPa9.5.2决定沉井高度及各部分尺寸1.沉井高度根据冲刷计算和最低水位要求，以及按地基土质条件、地基承载力要求沉井底面位于弱风化基岩层一定深度为宜，故定出沉井顶面标高为173.7m ，沉井底面标高为162.2m ，亦即沉井所需的高度H 为H=183.7-162.2=21.5 m考虑到施工期间的水位情况，底节沉井高度不宜太小，所以底节沉井高取为6.0m ，第一节顶节高度取决于上部结构的重量，与顶盖高度及牛腿受力要求有关，所以顶节沉井高取为5.5m ；其余两节均分剩下的高度，即每节高为5.0m 。

2.沉井平面尺寸考虑到桥塔墩形式，采用两端半圆形中间为矩形的沉井，圆端的外半径为5.2m ，矩形长度为16.0m ，宽度为10.0m 。

井壁厚度顶节取0.6m ，第二节厚度为1.4m ，第三节厚度为1.5m ，底节厚度为1.6m ，其它尺寸详见图9-40。

刃脚踏面宽度采用0.1m ，刃脚高度为1.99m ，刃脚内侧倾角为:32667.1)1.06.1/(99.1tan =-=θ，q=52°59¢13.74²>45°。

9.5.3沉降系数计算1. 沉井自重计算 (1).第一节沉井自重砼重度 1γ=25 kN/m3体积 V 1=[(52-4.42)p+(16×10-16×8.8)]×3.5+[(1+1.5)/2×0.7+1.3×2.0]×(16×2+2×3.7×p)+2×0.8×7.4×2+0.52/2×8×2=129.2+192.0+25.68=346.9 m3自重 Q 1=346.9×25=8673 kN (2).第二节沉井自重砼重度 2γ=25 kN/m3体积 V 2={(5.12-3.72)p+[16×10.2-(3.6×2+7.2)×7.4+2/5.02×8]}×5.0=(38.7+57.6) ×5.0=481.5 m3自重 Q 2=481.5×25=12037.5 kN (3). 第三节沉井自重砼重度 3γ=25 kN/m3体积 V 3={(5.22-3.72)p+[(16×10.4)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×5.0={41.9+60.8}×5.0=513.5 m 3自重 Q 3=513.5×25=12837.5 kN (4).底节沉井自重砼重度 4γ=25 kN/m3体积 V 4={(5.32-3.72)p+[(16×10.6)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×6.0={45.2+64.04}×6.0=655.4 m 3自重 Q 4=655.4×25=16385.0 kN沉井自重：åQ=8673+12037.5+12837.5+16385=49933 kN (5).盖板：砼容重 5γ=25 kN/m3体积 V 5=[(5-0.6)2p+16×(10-1.2)]×3.5=705.7 m 3自重 Q 5=705.7×25=17642.5 kN (6). 封底：砼容重 6γ=24 kN/m3体积 V 6=[3.72p+(3.6×2+7.2)×7.4-0.52/2×8]×4.5=148.6×4.5=668.6 m 3自重 Q 6=668.6×24=16046.4 kNåQ =654321Q Q Q Q Q Q +++++=8673+12037.5+12837.5+16385.0+17642.5+16046.4=83621.9 kN2.浮力计算（按一半计算）Q ¢=（346.9+481.5+513.5+655.4）/2×10=9986.5 kN3. 沉降系数计算f =(18+30)/2=24，设计取22.5h =21.5mu =2πr+16×2 =64.7 m∑=u h f T =22.5×21.5×64.7=31299.0 kNT Q Q K '-==276.10.312995.998649933=-9.5.4地基应力计算1.垂直力(1).沉井重（包括封底、盖板）Q=83621.9 kN (2). 井内填充γ=20 kN/m 3Q =[3.72p+(3.6×2+7.2)×7.4]×12.5×20=1869.6m 3×20=37392 kN(3).墩身Q=16905 kN (4).上部结构：恒+汽+附 N 1=164745.08 kN 恒+地 N 2=155608.01 kN (5)沉井底总垂直力N 1=164745.08+16905+37392.0+83621.9=302663.98 kN N2=155608.01+16905+37392+83621.9=293526.91 kN 2.沉井底弯矩总弯矩 M 1=130557.99 m kN ⋅ M 2=227271.75 m kN ⋅ 3.地基应力 (1).地震力情况A=5.32×p+16×10.6=257.8m 2323233.4166/6.10166.10098.06/098.0m bh d W =⨯+⨯=+=kPa W M A N 5466.11383.41675.2272718.25791.29352622±=±=±=σ kPa kPa 4600][6.1684max =<=σσ kPa kPa 4600][6.592min =<=σσ(2). 正常组合kPaW M A N 3140.11743.41699.1305578.25798.30266311±=±=±=σ ][1488max σσ<=kPa []σσ<=kPa 860min (3). 施工阶段kN N 2935271.15560816905373929.836213=+++= m kN M ⋅=38.3409703kPaW M A N 05.81958.11383.41638.3409708.25729352733±=±=±=σ kPa 63.1957max =σ kPa 53.319min =σ9.5.5封底砼计算1.基底应力作为作用封底砼上的竖向反力1p =1957.5 kPa 2. 孔内填充物的重量（包括封底砼重）孔内填充物 ≈γ 2 0 kN/m 32p =14×20+4.5×24=280+108=388 kPa 3. 封底砼底面所受净竖向反力21p p p -==1569.5 kPa4. 按周边简支双向板计算：计算跨径8.9×7.6m （见9-41）g x ，当m=0时x M =0.0506×1569.5×7.62=4587.1 kN ·myM =0.0348×1569.5×7.62=3154.8 kN ·m 6/1=μ时M x (m)=M x +mM y =4587.1+1/6×3154.8=5112.9 kN ·m M y (m)=M y +mM x =3154.8+1/6×4587.1=3919.3 kN ·m5. 封底砼顶面的拉应力kPakPa W M wl x lx 800][8.4777.109.5112)(=<===σσμωkPa kPa wl ly 800][3.3667.103.3919=<==σσω6.封底砼按受剪计算（见图9-42）s max =1957.5 kPa s min =319.5kPaP 1=kPa 5.11382/)5.3195.1957(=+P 2=388.0 kPa作用在井孔范围内的封底砼的竖向反力：P =P 1-P 2=1138.5-388=750.5 kPa 井孔范围内封底砼底面积A=7.4×7.2=53.28 2m井孔内1.99m 范围内封底砼底面积A ¢=[(7.4+7.2)×]×1.99=28.108 2m 剪应力：kPa kPa A A P j 1200][1.688108.5828.535.750=<=⨯='⋅=δτ9.5.6沉井盖板计算1.顶盖按单向连续板计算（见图9-43）Q 盖板=17642.5 kNkPaq 920.8)0.80.80.8(5.176421=⨯++=Q 上部恒载=164745.08 kN kPaq 1.16810.70.72/108.1647452=⨯⨯=(2). 板内弯矩 ①. 在q 1作用下a. 边跨中(0.1/=y x L L )当m=0时，M x =0.0340，M y =0.0249，0839.00-=x MM xmax =0.0340×92×8.02=200.2 m kN ⋅ M ymax =0.0249×92×8.02=146.6 m kN ⋅0max x M =-0.0839×92×8.02= -494.0 m kN ⋅当6/1=μ时m KN M u x ⋅=⨯+=0.2256.1466/12.200)(mkN M y ⋅=⨯+=1806/12.2006.146)(μb. 中间跨(.1/=y x l l )当m=0时M x =0.0285，M y=0.0158，0698.00-=x M M xmax =0.0285×92×82=168.0 m kN ⋅ M ymax =0.0158×92×82=93.0 m kN ⋅0698.00max -=x M ×92×82=-411.0 m kN ⋅当6/1=μ时=)(u xM168+1/6×93=184.0 m kN ⋅=)(u y M 93+1/6×168=121.0 m kN ⋅支点力矩：M a =m kN ⋅-=--0.4532/)0.4110.494( 板内拉应力：22)(max /110002.1105.36/1225m kN W M <=⨯==μσ 支点截面：kPa110000.2225.36/10.4532<=⨯=σ（2）在q 2作用下：a.边跨中.1/=x y l l4.00.8/0.4/==y y l a 8.08/3.6/==x x l a当m =0时M x =0.0644，M y =0.0748M xmax =0.0644×1681.1×6.3×4.0=2728.2m kN ⋅ M ymax =0.0748×1681.1×6.3×4.0=3168.8m kN ⋅ 当6/1=μ时m kN M x ⋅=⨯+=325631696/12728)(maxμ mkN M y ⋅=⨯+=362427286/13169)(max μ板内弯矩组合：M x =225+2728=2953 m kN ⋅ M y =180+3169=3349 m kN ⋅板内应力：kPakPa wl x 11000][14465.36/129532=<=⨯=σσ ][16405.36/133492wl y kPa σσ<=⨯= 支点弯矩：M 支x =mkN /2.41347.05.02953=⨯ M 支y =m kN ⋅=⨯6.46887.05.03349][20255.36/12.41342wl x kPa σσ<=⨯=支 ][22965.36/16.46882wl ykPa σσ<=⨯=支(3). 配筋计算（略）3.沉井盖板按深梁计算 (1).深梁纵向受拉钢筋： a. 支点：Z=0.2⨯(1.5h+L)=0.2⨯(1.5⨯3.5+8.0)=2.65 m24)(4.57265340025.1102.4134cm Z R r M A g s x x g =⨯⨯⨯==选10F28 A g =61.53cm 224)(05.65265340025.1106.4688cm Z R r M A g s y y g =⨯⨯⨯== 选11F28 Ag=67.7cm 2b. 跨中240.41265340025.1102953cm A gx =⨯⨯⨯= 选11F22 A g =41.8cm2245.46265340025.1103349cm A gy =⨯⨯⨯= 选10F25 A g =49.09cm 2(2).剪力计算：95.0=b r 25.1=c r 2/1455.14cm kg MPa R a ==bh R r r Q a c bj 02.0≤=kN kg 0.7714771400350100014525.195.002.0==⨯⨯⨯⨯21/0.20270.70.72/1)]11.23896.988(3.179203.101.155598[2.1m kN q =⨯⨯+⨯+⨯+⨯=22/3.1108)888(5.176422.1m kN q =⨯++⨯=kN l q c q Q j 2.44952.4414054283.11020.420272221=+=⨯+⨯=+=9.5.7底节沉井纵向破裂计算1. 截面特性计算(见图9-44)截面积：=F 0.1×1.99+1.5×1.99×0.5+1.6×4.01=0.199+1.493+6.416=8.108m 2截面重心轴位置y x 、：mx 756.0108.81328.58959.00995.0108.85.06.1416.6)5.13/11.0(493.15.099.11.0=++=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=y 108.85.001.4416.6)01.499.13/1(493.1)01.45.099.1(99.11.0⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯=4232383.1842.1133.078.18.28)3/99.157.26(2/99.15.136/99.15.1)57.23(66.112/66.1m I y y =--+=--⨯⨯-⨯--⨯⨯+⨯=-2. 底节沉井井壁沿周长每米宽荷载m kN Fr q /7.20225108.8=⨯==3. 底节沉井抽除支承垫木或按排水下沉时的计算（见图9-45）5.1509.260.1060.26>==B L所以，两支点间按 0.63L=0.63⨯26.6=16.758m (1). 每对支点反力R ①刃脚部分：21692.12/99.15.199.11.0m A =⨯+⨯=截面重心至外壁的距离：mx 535.0692.1)3/5.11.0(99.12/5.12/1.099.11.0=+⨯⨯+⨯⨯=1n =[2p×(1.6+3.7-0.535)+16⨯2]⨯1.692⨯25=61.94⨯1.692⨯25=2620.1 kN②井壁A 2=1.6⨯4.01=6.416m 2n 2=[2p×(3.7+0.8)+16×2]×6.416×25=60.27×6.416×25=9667.3kN ③隔墙：A 3=（0.8×7.4+0.42×4/2×2=12.48m 2 n 3=12.48×(6.0-0.5)×25=1716.0kN kN R 7.70012/)17163.966701.262(=++= (2). 每对支点截面上的力矩M 01.4)3.5/379.0(tan 1=='-αa=90°-4.1°=85.9° 或 a=1.499 rad 园弧重心至支承点联线的垂直距离)cos /(sin 1ααα-=a ym 699.2594.0544.4)9.85cos 499.1/9.85(sin 544.4=⨯=︒-⨯=0.7453699.27.202544.4499.12210=⨯⨯⨯⨯==rqy M αm kN ⋅支点截面砼的拉应力：kPa kPa I y M y y 15500.50983.18257.20.745320<=⨯⨯==-σ(3). 跨中力矩M)4.02/2.7(255.54.78.0)6.38.06.3()]6.38.06.3()(3)(2[544.42/758.1622233+⨯⨯⨯⨯-++⋅-+++-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=q d D d D q R M ππ481487.202]8)7.33.5(3)7.33.5(2[7.202544.4579.127.700122233⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=ππ0.445083256129732733788074=---=m kN ⋅ 跨中截面砼的拉应力：kPakPa I y M w y y 145000][0.287283.182)57.25(445082)5(=<=⨯-⨯=-=-σσ(4).支点截面剪应力： kPakPa F rq R 85000][3925.2615.1108.827.202544.4499.127.70015.1225.1=<=⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-⨯=τατ4. 按不排水下沉时检算(1).支承于短边的两端点（见图9-46）支点反力 R=7001.7 kN 跨中弯矩：m kN M ⋅=---=+⨯⨯⨯⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯-⨯=453683256129733152693123)4.02/2.7(255.54.78.0827.202]8)4.76.10(3)4.76.10(2[7.202544.42/60.267.70012233跨中截面砼拉应力[]w g kPa g I y M σσ<=⨯-⨯=--=292783.182)57.25(453682)5(m kN M o ⋅=++=⨯⨯⨯⨯+⨯+⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤+-⨯-⨯⨯⨯=4775532563.1297315260.4255.54.78.087.2028)4.76.10(3)4.76.10(27.202544.422233支点截面砼的拉应力：w σ=gI g g -⨯247755=83.18257.247755⨯⨯=3259][w kPa σ<9.5.8沉井各部分内力计算1. 沉井外力计算（见图9-48） (1). 沉井沉至中途计算（排水）土深h E =13m水深h W =11.4m水面上土厚m h E 6.10= 刃脚入土深h 1=1.0m 沉井总高度21.5ma. 土压力、水压力计算： )2/45(tan 200ϕγα-= E E h p =19´1.6´)2/5.3445(tan 2-=8.4 kN/m)2/45(tan 20ϕγ-+= w E E h p p =kPa 6.77)2/3.3245(tan 4.11204.82=-⨯⨯+kPah p w w 57104.115.05.0=⨯⨯==水γ)2/45(tan )(20ϕγ--+=' h h p p w E E=kPa 5.65)2/3.3245(tan )99.14.11(204.82=-⨯-⨯+kPa h h p w w1.4710)99.14.11(5.0)(5.0=⨯-⨯=-='水γ kPa p W E 6.134576.77=+=+ kPa p W E 6.1121.475.65=+='+ m h h w 59.6)99.14.11(7.0)(7.0=-⨯=- m h w 98.74.117.07.0=⨯=图9-48 沉井外力计算(2). 沉井每米宽自重沉井自重 Q=16385+12837.5+12037.5 =4126 kN216)8.07.3(24126⨯++==πu Q G =684.5 kN/m(3). 单位周长内井壁平均土压力E 0=w EE E E h h ⨯+︒+︒︒22ρρρ=4.1126.774.826.14.8⨯++⨯=6.72+490.2 =496.9 kN/m(4). 井壁摩擦力计算T 0=005.0fA E 取最小值0.5E 0=0.5´496.9=248.5 kN/mf =(18+30)/2=24KN/m 2fA 0=24´[2p´(3.7+0.8)+16´2]=24´60.27=1446.5KN/m 故 T 。

矩形沉井工程设计实例

矩形沉井工程设计实例某小型雨水沉井,地面标高为-0.5m。

对于沉井结构计算及施工计算介绍如下。

一、设计条件1、工程概况根据使用要求，本沉井结构尺寸如附图2-1所示。

沉井平面为矩形，剖面也为矩形，井顶标高为+0.00m,刃脚踏面标高为-11.0m。

制作高度为11.0m，施工时采用两次制作，一次下沉，第一节制作高度为6.0m，井壁厚度为600mm，沉井封底水下混凝土厚度为1.3m。

2、沉井材料混凝土：采用C25;fc=11.9N/mm2, ft=1. 27N/mm2,钢筋：d≥10mm,采用热扎钢筋HRB335；fy=300N/mm2,3、地质资料根据地质钻探资料分析，本沉井工程范围内的的地层，大致可分五层，其物理力学性能指标如附表。

土层物理力学指标二、水、土压力的计算本沉井采用排水法下沉，对于作用在井壁上的水、土压力，采用重液地压公式计算：pw+E=13h当h=0m，pw+E=0h=4.5m, pw+E=13*4.5=58.5kn/m2h=8.6m, pw+E=13*8.6=111.8kn/m2h=9.0m, pw+E=13*9.0=117.7kn/m2h=9.9m, pw+E=13*9.9=128.7kn/m2h=10.5m, pw+E=13*10.5=136.5kn/m2根据上述计算，绘制水压力、主动土压力图形，如下图：三、下沉计算1、沉井自重井壁钢筋混凝土容重按25KN/m3计，沉井重量为GK=（9.0*7.0*11-7.8*5.8*11.0）*25=4884KN2、摩阻力井壁侧面的摩阻力分布如图，单位摩阻力，按《上海市地基基础设计规范》规定：f=25-20 KN/m2。

hk= 5*1/2+5.5=8.0m井壁总摩阻力：Ffk=Uhkf=(9.0+7.0)*8.0*17.5=4480KN下沉系数K= GK /Ffk=4884/4480=1.09≥1.05满足《规程》下沉要求。

四、沉井竖向计算1、抽垫木时井壁竖向计算沉井在开始下沉特别是在抽垫木时，井壁会产生皆大的弯曲应力。

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。

沉井基础算例

（2）土体横向抗力验算
沉井转动中心位置为：
两控制位置z=h/3和z=h处井侧水平压应力
土体极限横向土抗力为：
修正系数，
0~h/3范围内土的加权浮重度：
h/3处的内摩擦角：
h/3处的粘聚力：
0~h范围内土的加权浮重度：
h处的内摩擦角：
h处的粘聚力：
则
均满足要求，因此计算时可以考虑沉井侧面的弹性抗力。
重度
刃脚截面积
形心至井壁外侧的距离为
刃脚体积
刃脚重力：
②底节沉井井壁
重度
截面积
体积
重力：
③底节沉井隔墙
重度
体积
重力：
④第二节沉井井壁
重度
截面积
体积
刃脚重力：
⑤钢筋混凝土盖板（厚1.5m）
重度
体积
重力：
⑥井孔填砂卵石重
重度
考虑自井底以上3.6m范围内以水下混凝土封底，以上用砂卵石填孔，填孔高度为4.9m。
若按此深度，则沉井将较接近于细砂类淤泥层，形成软弱土层，对沉井与上部结构安全不利。
②按土质条件沉井应进入密实的砂卵石层并考虑2.0m的安全度，则
③按地基承载力，沉井底面位于密实的砂卵石层为宜。
根据以上分析，拟采用沉井高度H=10m，沉井顶面标高定为91.7m，沉井底面标高为81.7m。因洪水位较高，第一节沉井高度不宜太小，故取8.5m，第二节沉井高1.5m，第一节沉井顶面标高为90.2m。
由土层资料知：
根据持力层土的类别查规范表格得：
又基础的最小宽度
一般冲刷线至基底的距离
土重度：持力层为透水性土，取浮重度
基底持力层土的浮重度：
基底以上土层的加权平均浮重度：

沉井基础设计规范

竭诚为您提供优质文档/双击可除沉井基础设计规范篇一：沉井基础-最终版第五节沉井基础设计沉井基础为深基础，具有埋深较大，整体性好，稳定性好，能承受较大的垂直和水平荷载的特点。

桥梁沉井基础多用于大型桥梁。

江阴长江公路大桥北锚锭基础采用钢筋混凝土沉井，平面尺寸为69m×51m，下沉58m；日本明石海峡大桥主塔基础采用钢壳沉井，平面尺寸为80m×70m和78m×67m，下沉60m。

一、沉井的类型1．按沉井形状分按其截面轮廓分，有单孔或多孔的圆形、矩形和圆端形等三类：①圆形沉井，形状对称，周长最小、摩阻力相应减小，便于下沉且下沉不宜倾斜，但与墩、台截面形状适应性差；②矩形沉井，惯性矩及核心半径均较大，对基底受力有利，与墩、台截面形状适应性好，模板制作简单，但边角土不易挖除，下沉易产生倾斜；③圆端形沉井，适用于圆端形的墩身，控制下沉与受力状态较矩形好,但施工较复杂。

图7-5-1沉井常见截面型式a圆形沉井b圆端形沉井c矩形沉井按沉井外壁立面形状分，有柱形、阶梯形和倒锥形：①柱形构造简单，挖土较均匀，井壁接长较简单，模板可重复使用；②阶梯形、倒锥形，节井壁与土的摩擦力较小，但施工较复杂，消耗模板多。

6097-5-2沉井外壁立面型式a柱形沉井b阶梯形沉井c倒锥形沉井2．按建筑材料分按建筑材料分，有竹沉井、砖、石沉井、混凝土沉井、钢筋混凝土沉井和钢沉井等。

桥梁沉井多采用混凝土、钢筋混凝土和钢沉井。

混凝土沉井混凝土沉井的特点是抗压强度高，抗拉强度低，因此这种沉井宜做成圆形，并适用于下沉深度不大（4~7m）的软土层中。

钢筋混凝土沉井这种沉井的抗拉及抗压强度较高，下沉深度可以很大（达数十米以上），当下沉深度不很大时，井壁上部用混凝土，下部（刃脚）用钢筋混凝土，在桥梁工程中得到广泛运用，当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁结构，沉井外壁采用泥浆润滑套、壁后压气等施工辅助措施就地下沉或浮运下沉。

此外，钢筋混凝土沉井井壁隔墙可分段（块）预制，工地拼接，做成装配式。

沉井计算实例

沉井计算实例某公路独塔斜拉桥桥塔基础，基础平、立、剖面尺寸见图9-40，采用挖土下沉施工。

9.5.1设计资料1.混凝土：底节沉井采用C25；其它各节采用C20；封底采用C25；盖板采用C25。

2.混凝土的设计强与参数：混凝土的设计强度与参数见表9-5。

3.钢材:A 3钢筋: R g =240MPa ；A 3钢板:[δω]=145MPa, [τ]=85MPa混凝土的设计强度(MPa)与参数表9-5应力种类符号混凝土标号2025 轴心抗压 R a 11.0 14.5 抗拉 R e1.3 1.55 直接抗剪[jR ]0.951.2粘结应力 [C] 0.9 1.1 弹性模量比N10109.5.2决定沉井高度及各部分尺寸1.沉井高度根据冲刷计算和最低水位要求，以及按地基土质条件、地基承载力要求沉井底面位于弱风化基岩层一定深度为宜，故定出沉井顶面标高为173.7m ，沉井底面标高为162.2m ，亦即沉井所需的高度H 为H=183.7-162.2=21.5 m考虑到施工期间的水位情况，底节沉井高度不宜太小，所以底节沉井高取为6.0m ，第一节顶节高度取决于上部结构的重量，与顶盖高度及牛腿受力要求有关，所以顶节沉井高取为5.5m ；其余两节均分剩下的高度，即每节高为5.0m 。

2.沉井平面尺寸考虑到桥塔墩形式，采用两端半圆形中间为矩形的沉井，圆端的外半径为5.2m ，矩形长度为16.0m ，宽度为10.0m 。

井壁厚度顶节取0.6m ，第二节厚度为1.4m ，第三节厚度为1.5m ，底节厚度为1.6m ，其它尺寸详见图9-40。

刃脚踏面宽度采用0.1m ，刃脚高度为1.99m ，刃脚内侧倾角为:32667.1)1.06.1/(99.1tan =-=θ，θ=52︒59'13.74">45︒。

9.5.3沉降系数计算1. 沉井自重计算 (1).第一节沉井自重砼重度 1γ=25 kN/m3体积 V 1=[(52-4.42)π+(16×10-16×8.8)]×3.5+[(1+1.5)/2×0.7+1.3×2.0]×(16×2+2×3.7×π)+2×0.8×7.4×2+0.52/2×8×2=129.2+192.0+25.68=346.9 m3自重 Q 1=346.9×25=8673 kN (2).第二节沉井自重砼重度 2γ=25 kN/m3体积 V 2={(5.12-3.72)π+[16×10.2-(3.6×2+7.2)×7.4+2/5.02×8]}×5.0=(38.7+57.6) ×5.0=481.5 m3自重 Q 2=481.5×25=12037.5 kN (3). 第三节沉井自重砼重度 3γ=25 kN/m3体积 V 3={(5.22-3.72)π+[(16×10.4)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×5.0={41.9+60.8}×5.0=513.5 m 3自重 Q 3=513.5×25=12837.5 kN (4).底节沉井自重砼重度 4γ=25 kN/m3体积 V 4={(5.32-3.72)π+[(16×10.6)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×6.0={45.2+64.04}×6.0=655.4 m 3自重 Q 4=655.4×25=16385.0 kN沉井自重：∑Q=8673+12037.5+12837.5+16385=49933 kN (5).盖板：砼容重 5γ=25 kN/m3体积 V 5=[(5-0.6)2π+16×(10-1.2)]×3.5=705.7 m 3自重 Q 5=705.7×25=17642.5 kN (6). 封底：砼容重 6γ=24 kN/m3体积 V 6=[3.72π+(3.6×2+7.2)×7.4-0.52/2×8]×4.5=148.6×4.5=668.6 m 3自重 Q 6=668.6×24=16046.4 kN∑Q =654321Q Q Q Q Q Q +++++=8673+12037.5+12837.5+16385.0+17642.5+16046.4=83621.9 kN2.浮力计算（按一半计算）Q '=（346.9+481.5+513.5+655.4）/2×10=9986.5 kN3. 沉降系数计算f =(18+30)/2=24，设计取22.5h =21.5mu =2πr+16×2 =64.7 m∑=u h f T =22.5×21.5×64.7=31299.0 kNT Q Q K '-==276.10.312995.998649933=-9.5.4地基应力计算1.垂直力(1).沉井重（包括封底、盖板）Q=83621.9 kN (2). 井内填充γ=20 kN/m 3Q =[3.72π+(3.6×2+7.2)×7.4]×12.5×20=1869.6m 3×20=37392 kN(3).墩身Q=16905 kN (4).上部结构：恒+汽+附 N 1=164745.08 kN 恒+地 N 2=155608.01 kN (5)沉井底总垂直力N 1=164745.08+16905+37392.0+83621.9=302663.98 kN N2=155608.01+16905+37392+83621.9=293526.91 kN 2.沉井底弯矩总弯矩 M 1=130557.99 m kN ⋅ M 2=227271.75 m kN ⋅ 3.地基应力 (1).地震力情况A=5.32× π+16×10.6=257.8m 2323233.4166/6.10166.10098.06/098.0m bh d W =⨯+⨯=+=kPa W M A N 5466.11383.41675.2272718.25791.29352622±=±=±=σ kPa kPa 4600][6.1684max =<=σσ kPa kPa 4600][6.592min =<=σσ(2). 正常组合kPa W M A N 3140.11743.41699.1305578.25798.30266311±=±=±=σ ][1488max σσ<=kPa []σσ<=kPa 860min(3). 施工阶段kN N 2935271.15560816905373929.836213=+++= m kN M ⋅=38.3409703kPaW M A N 05.81958.11383.41638.3409708.25729352733±=±=±=σ kPa 63.1957max =σ kPa 53.319min =σ9.5.5封底砼计算1.基底应力作为作用封底砼上的竖向反力1p =1957.5 kPa 2. 孔内填充物的重量（包括封底砼重）孔内填充物 ≈γ 2 0 kN/m 32p =14×20+4.5×24=280+108=388 kPa 3. 封底砼底面所受净竖向反力21p p p -==1569.5 kPa4. 按周边简支双向板计算：计算跨径8.9×7.6m （见9-41）85.0/=g x l l ，当μ=0时x M =0.0506×1569.5×7.62=4587.1 kN ·myM =0.0348×1569.5×7.62=3154.8 kN ·m 6/1=μ时M x (μ)=M x +μM y =4587.1+1/6×3154.8=5112.9 kN ·m M y (μ)=M y +μM x =3154.8+1/6×4587.1=3919.3 kN ·m 5. 封底砼顶面的拉应力kPakPa W M wl x lx 800][8.4777.109.5112)(=<===σσμωkPa kPa wl ly 800][3.3667.103.3919=<==σσω6.封底砼按受剪计算（见图9-42）σmax =1957.5 kPa σmin =319.5kPaP 1=kPa 5.11382/)5.3195.1957(=+P 2=388.0 kPa作用在井孔范围内的封底砼的竖向反力： P =P 1-P 2=1138.5-388=750.5 kPa 井孔范围内封底砼底面积A=7.4×7.2=53.28 2m井孔内1.99m 范围内封底砼底面积A '=[(7.4+7.2)×]×1.99=28.108 2m 剪应力：kPa kPa A A P j 1200][1.688108.5828.535.750=<=⨯='⋅=δτ9.5.6沉井盖板计算1.顶盖按单向连续板计算（见图9-43）Q 盖板=17642.5 kN图9-41 周边简支双向板图9-42 封底砼按受剪计算kPaq 920.8)0.80.80.8(5.176421=⨯++=Q 上部恒载=164745.08 kN kPaq 1.16810.70.72/108.1647452=⨯⨯=(2). 板内弯矩 ①. 在q 1作用下a. 边跨中(0.1/=y x L L )当μ=0时，M x =0.0340，M y =0.0249，0839.00-=x MM xmax =0.0340×92×8.02=200.2 m kN ⋅ M ymax =0.0249×92×8.02=146.6 m kN ⋅0max x M =-0.0839×92×8.02= -494.0 m kN ⋅当6/1=μ时m KN M u x ⋅=⨯+=0.2256.1466/12.200)(mkN M y ⋅=⨯+=1806/12.2006.146)(μb. 中间跨(.1/=y x l l )当μ=0时M x =0.0285，M y=0.0158，0698.00-=x M M xmax =0.0285×92×82=168.0 m kN ⋅ M ymax =0.0158×92×82=93.0 m kN ⋅0698.00max -=x M ×92×82=-411.0 m kN ⋅当6/1=μ时=)(u xM168+1/6×93=184.0 m kN ⋅=)(u y M 93+1/6×168=121.0 m kN ⋅支点力矩：M a =m kN ⋅-=--0.4532/)0.4110.494( 板内拉应力：22)(max /110002.1105.36/1225m kN W M <=⨯==μσ 支点截面：kPa110000.2225.36/10.4532<=⨯=σ（2）在q 2作用下：图9-43顶盖按连续板计算图式a.边跨中.1/=x y l l4.00.8/0.4/==y y l a 8.08/3.6/==x x l a当μ=0时M x =0.0644，M y =0.0748M xmax =0.0644×1681.1×6.3×4.0=2728.2m kN ⋅ M ymax =0.0748×1681.1×6.3×4.0=3168.8m kN ⋅ 当6/1=μ时m kN M x ⋅=⨯+=325631696/12728)(maxμ mkN M y ⋅=⨯+=362427286/13169)(max μ板内弯矩组合：M x =225+2728=2953 m kN ⋅ M y =180+3169=3349 m kN ⋅板内应力：kPakPa wl x 11000][14465.36/129532=<=⨯=σσ ][16405.36/133492wl y kPa σσ<=⨯= 支点弯矩：M 支x =mkN /2.41347.05.02953=⨯M 支y =m kN ⋅=⨯6.46887.05.03349][20255.36/12.41342wl x kPa σσ<=⨯=支 ][22965.36/16.46882wl ykPa σσ<=⨯=支(3). 配筋计算（略）3.沉井盖板按深梁计算 (1).深梁纵向受拉钢筋： a. 支点：Z=0.2⨯(1.5h+L)=0.2⨯(1.5⨯3.5+8.0)=2.65 m24)(4.57265340025.1102.4134cm Z R r M A g s x x g =⨯⨯⨯==选10Φ28A g =61.53cm 224)(05.65265340025.1106.4688cm Z R r M A g s y y g =⨯⨯⨯==选11Φ28 Ag=67.7cm 2b. 跨中240.41265340025.1102953cm A gx =⨯⨯⨯=选11Φ22 A g =41.8cm 2 245.46265340025.1103349cm A gy =⨯⨯⨯=选10Φ25 A g =49.09cm 2(2).剪力计算：95.0=b r 25.1=c r 2/1455.14cm kg MPa R a ==bh R r r Q a c bj 02.0≤=kN kg 0.7714771400350100014525.195.002.0==⨯⨯⨯⨯21/0.20270.70.72/1)]11.23896.988(3.179203.101.155598[2.1m kN q =⨯⨯+⨯+⨯+⨯=22/3.1108)888(5.176422.1m kN q =⨯++⨯=kN l q c q Q j 2.44952.4414054283.11020.420272221=+=⨯+⨯=+=9.5.7底节沉井纵向破裂计算1. 截面特性计算(见图9-44)截面积：=F 0.1×1.99+1.5×1.99×0.5+1.6×4.01=0.199+1.493+6.416=8.108m 2 截面重心轴位置y x 、：mx 756.0108.81328.58959.00995.0108.85.06.1416.6)5.13/11.0(493.15.099.11.0=++=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=my 57.2108.8864.12977.6996.0108.85.001.4416.6)01.499.13/1(493.1)01.45.099.1(99.11.0=++=⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯=图9-44 底节沉井截面特性计算图9-45底节沉井排水下沉时的计算截面(单位：cm ）截面惯性矩I4232383.1842.1133.078.18.28)3/99.157.26(2/99.15.136/99.15.1)57.23(66.112/66.1m I y y =--+=--⨯⨯-⨯--⨯⨯+⨯=-2. 底节沉井井壁沿周长每米宽荷载m kN Fr q /7.20225108.8=⨯==3. 底节沉井抽除支承垫木或按排水下沉时的计算（见图9-45）5.1509.260.1060.26>==B L所以，两支点间按 0.63L=0.63⨯26.6=16.758m (1). 每对支点反力R ①刃脚部分：21692.12/99.15.199.11.0m A =⨯+⨯=截面重心至外壁的距离： mx 535.0692.1)3/5.11.0(99.12/5.12/1.099.11.0=+⨯⨯+⨯⨯=1n =[2π×(1.6+3.7-0.535)+16⨯2]⨯1.692⨯25=61.94⨯1.692⨯25=2620.1 kN②井壁A 2=1.6⨯4.01=6.416m 2 n 2=[2π×(3.7+0.8)+16×2]×6.416×25=60.27×6.416×25=9667.3kN ③隔墙： A 3=（0.8×7.4+0.42×4/2×2=12.48m 2 n 3=12.48×(6.0-0.5)×25=1716.0kNkN R 7.70012/)17163.966701.262(=++= (2). 每对支点截面上的力矩M 01.4)3.5/379.0(tan 1=='-αα=90︒-4.1︒=85.9︒ 或 α=1.499 rad 园弧重心至支承点联线的垂直距离)cos /(sin 1ααα-=a ym 699.2594.0544.4)9.85cos 499.1/9.85(sin 544.4=⨯=︒-⨯=0.7453699.27.202544.4499.12210=⨯⨯⨯⨯==rqy M αm kN ⋅支点截面砼的拉应力：kPa kPa I y M y y 15500.50983.18257.20.745320<=⨯⨯==-σ(3). 跨中力矩M)4.02/2.7(255.54.78.0)6.38.06.3()]6.38.06.3()(3)(2[544.42/758.1622233+⨯⨯⨯⨯-++⋅-+++-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=q d D d D q R M ππ481487.202]8)7.33.5(3)7.33.5(2[7.202544.4579.127.700122233⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=ππ0.445083256129732733788074=---=m kN ⋅ 跨中截面砼的拉应力：kPakPa I y M w y y 145000][0.287283.182)57.25(445082)5(=<=⨯-⨯=-=-σσ(4).支点截面剪应力： kPakPa F rq R 85000][3925.2615.1108.827.202544.4499.127.70015.1225.1=<=⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-⨯=τατ4. 按不排水下沉时检算(1).支承于短边的两端点（见图9-46）支点反力 R=7001.7 kN 跨中弯矩：m kN M ⋅=---=+⨯⨯⨯⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯-⨯=453683256129733152693123)4.02/2.7(255.54.78.0827.202]8)4.76.10(3)4.76.10(2[7.202544.42/60.267.70012233跨中截面砼拉应力[]w g kPa g I y M σσ<=⨯-⨯=--=292783.182)57.25(453682)5(图9-46 底节沉井不排水下沉时支承于短边的两端点图9-47 底节沉井不排水下沉时支承于长边的中点(2). 支承于长边的中点（见图9-47）支点截面砼力矩：m kN M o ⋅=++=⨯⨯⨯⨯+⨯+⎢⎢⎣⎡⎥⎦+-⨯⨯⨯=4775532563.1297315260.4255.54.78.087.2028)4.76.10(37.202544.4222支点截面砼的拉应力：w σ=gI g g -⨯247755=83.18257.247755⨯⨯=3259][w kPa σ<9.5.8沉井各部分内力计算1. 沉井外力计算（见图9-48） (1). 沉井沉至中途计算（排水）土深h E =13m水深h W =11.4m水面上土厚m h E 6.10=刃脚入土深h 1=1.0m 沉井总高度21.5m a. 土压力、水压力计算： )2/45(tan 200ϕγα-= E E h p =19⨯1.6⨯)2/5.3445(tan 2-=8.4 kN/m)2/45(tan 20ϕγ-+= w E E h p p =kPa 6.77)2/3.3245(tan 4.11204.82=-⨯⨯+kPah p w w 57104.115.05.0=⨯⨯==水γ)2/45(tan )(20ϕγ--+=' h h p p w E E=kPa 5.65)2/3.3245(tan )99.14.11(204.82=-⨯-⨯+kPa h h p w w1.4710)99.14.11(5.0)(5.0=⨯-⨯=-='水γ图9-48 沉井外力计算(2). 沉井每米宽自重沉井自重 Q=16385+12837.5+12037.5 =4126 kN216)8.07.3(24126⨯++==πu Q G =684.5 kN/m(3). 单位周长内井壁平均土压力E 0=w EE E E h h ⨯+︒+︒︒22ρρρ=4.1126.774.826.14.8⨯++⨯=6.72+490.2 =496.9 kN/m(4). 井壁摩擦力计算T 0=005.0fA E 取最小值0.5E 0=0.5⨯496.9=248.5 kN/m f =(18+30)/2=24KN/m 2fA 0=24⨯[2π⨯(3.7+0.8)+16⨯2]=24⨯60.27=1446.5KN/m 故 T 。

给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计 (6)构造要求

构造要求7.1 一般规定7.1.1 沉井平面宜对称布置，矩形沉井的长宽比不宜大于2。

7.1.2 沉井平面重心位置宜布置在对称轴上，平面重心的竖向连线宜为竖直线。

7.1.3 现浇钢筋混凝土大型沉井分节制作时，对上节沉井井壁应增加水平构造钢筋。

7.1.4 受力钢筋的最小配筋率，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010和《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB 50069的规定。

7.1.5 沉井内受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm。

7.1.6 当沉井位于航道内时，应采取防撞措施或保护措施。

7.2 基本构造7.2. 1 沉井平面分格净尺寸不宜小于3.0m。

沉井作为顶管工作井时，分格尺寸应满足顶管施工工艺要求。

7.2.2 当沉井在人工筑岛上制作时，人工筑岛的基本构造应满足下列规定:1 岛面标高应比施工期最高水位高500mm以上。

2 岛面尺寸应等于沉井平面尺寸加施工护道宽度，护道宽度不宜小于2m。

3 围堰的设计应考虑沉井重量对围堰产生的附加侧压力作用。

4 筑岛材料宜采用砂土。

7.2.3 应将水位控制在沉井起沉标高以下不小于500mm。

7.2.4 刃脚的踏面底宽宜为150～400mm，刃脚斜面与水平面夹角宜为50°～60°。

当遇坚硬土层时，刃脚的踏面底宽可取150mm，刃脚斜面与水平面夹角应取60°，并宜在刃脚的踏面外缘端部设置钢板护角(图7.2.4)。

7.2.5 沉井下沉前，刃脚内侧(包括凹槽)及底梁和隔墙二侧均应打毛。

打毛范围不应小于封底混凝土和底板混凝土的接触面。

7.2.6 刃脚的长度必须满足封底混凝土厚度的要求。

7.2.7 刃脚的配筋应符合下列规定:1 刃脚的竖向钢筋应设置在水平向钢筋的外侧，并应锚入刃脚根部以上。

2 刃脚的里、外层竖向钢筋间应设置φ6～φ8拉筋，拉筋的间距可取300～500mm。

7.2.8 沉井的封底应符合下列规定:1 通过降水进行干封底时，应待封底混凝土强度等级达到设计要求后，方可停止降水。

钢筋混凝土沉井计算

610沉井钢筋材料HRB 3350.650.2水重度γw（KN/m3)1010.50.7素砼重度γ1（KN/m3)230.560钢砼重度γ2（KN/m4)250.5C25π值 3.14160.251.0477.3井壁摩阻力计算参数50.779 3.325170.6250.450216.694结构自重1.27 1.40流水压力 1.40263.419沉井内水压 1.00 1.40融流水压力 1.40-511.786沉井外水压1.001.27顶管的顶力1.4082.789565.885（N/mm2)5.22 1.2734783650抗浮验算（Kfw）1.088深梁11.90495结果判别抗浮验算通过3.134 1.7839731.00280.216.70544.42.8030010.55 2.00151202.30满足验算稳定满足第1页沉井抗浮系数容许值Kfw沉井井壁自重标准值Gk（KN）沉井底板自重G'（KN）使用期间沉井总重G（KN）水浮托力标准值Ffw,k(KN)沉井外径D（m）沉井井壁中心半径rc（m）（二）抗浮验算因无上部建筑，只需验算使用阶段抗浮。

沉井计算参数刃脚角度转换为弧度刃脚高度hL（m）刃脚计算参数b（m）沉井高出地面高度h'（m）地下水位距地面高度h"（m）刃脚顶端距底板地面距离（m）地面堆积荷载qs（kPa）刃脚踏面宽度a（m）沉井底板厚度t1（m）刃脚角度θ（度）沉井砼材料沉井基本参数沉井内径d（m）沉井井壁厚度t（m）沉井井壁结构高度H（m）（一）基础参数排水法施工，无上部建筑，自重下沉等壁厚小直径圆形沉井（三）下沉验算顶板或平台活载地面活载地面水压力沉井荷载计算参数土加权平均单位摩阻力标准值fka（kpa)井壁总摩阻力标准值ffk（KN)下沉过程中水浮托力标准值ffw,k（KN)沉井下沉系数计算Kst下沉系数判别是否需要下沉稳定验算判别最大扭矩Tmax（KN-m）（五）下沉前井壁竖向弯曲计算（采用四个支点）单位周长井壁自重标准值g（KN/m)单位周长井壁自重设计值gs（KN/m)沉井下沉稳定系数计算Kst,s 沉井下沉稳定系数结果判别验算状态下水浮托力标准值f'fw,k（KN)验算状态下井壁磨阻力标准值f'fk（KN)刃脚所处地基土极限承载力标准值脚地基土极限承载力标准值之和Rb（KN)最大剪力Vmax（KN）弹性模量Ec（10^4N/mm^2)井壁配筋计算梁计算跨度Lo（m）梁类型判别深梁内力臂Z（m）井壁内力跨中最大弯矩Mo（KN-m）支座弯矩Ms（KN-m）钢筋强度设计值fy=f'y 弹性模量Es（10^5N/mm^2)沉井材料相关计算参数刃脚底部配筋As1（mm2）刃脚上端配筋As2（mm2）砼抗拉强度设计值ft 砼抗压强度设计值fc 砼抗拉强度标准值ftk 砼抗压强度标准值fck （四）封底计算因采用排水下沉，采用干封底，无需进行封底计算。

丰福路沉井方案word参考模板

一、工程概况本工程是长兴岛配套商品房动迁基地（镇西区）市政配套道路1标丰福路污水泵站，本工程位于丰福路东侧，纬一路南侧，三圩河北侧，主要服务周边新建小区和中船基地污水排放，工程占地面积为820.8m2，绿化面积320 m2，设立式潜污泵4台，设计流量为1.51万m3/d。

本污水泵站内泵房为砼结构沉井，平面尺寸为矩行19.35m*7.70m，沉井高度为9.20m，底板厚度0.45m，井壁厚度0.60m，沉井结构采用C30砼，抗渗等级为S8。

泵房刃脚标高为-4.70m，持力层为第○232层灰色粉砂粘土。

沉井采用井外降水，井底压密注浆加固、排水下沉，干封底，井壁分段制作，带框架及部分隔墙一次下沉。

二、编制依据1、同济大学建筑设计院出丰福路污水泵站图纸和设计交底内容。

2、《砼结构工程施工质量验收报告规范》（GB50204-2002）3、《地下防水工程质量验收报告规范》（GB50208-2002）4、《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）5、《市政排水构筑物工程施工及验收规程》（DBJ08-224-96）6、《市政地下工程施工及验收规程》（DBJ08-236-1999）7、《公路桥涵施工技术规范》（JT041-2000）三、主要技术方案和施工方法1、工程地质情况：本工程沉井位置地基局部位于已回填的河浜内回填材料是建筑垃圾及石块等，深度2.5m,施工前必须清理干净。

地基土自上而下为第○1层杂填土，第○12层淤泥、第○13层浜填土，第一层为杂填土，埋深在0-2.20m；第○231层灰色砂质粉夹粘土，埋深在2.20m-5.00m，第○232层灰色粉砂粘土，埋深在5.00m-20.00m，第4层灰色淤泥质粘土，沉井基础以下。

2、施工测量2.1、水准网点布设单边距离以不大于300m为宜，采用往返测量，精度按国家三等水准要求控制（△h=±12√L mm），并经常进行复核及时调整，从而确保工程高程控制。

沉井设计

沉井设计一、预估井壁厚度井壁厚度除考虑其结构强度、抗渗、刚度和抗浮需要外，尚应根据沉井有足够的自重能顺利下沉的条件确定。

一般根据沉井深度预估井壁厚度，以下值仅供参考：4~6m，井壁厚度可用300~400mm；6~8m，可用350~450mm；8~10m，可用400~550mm；10m以上宜用500mm以上。

当遇到较好的地质情况（土侧摩阻力较大）时，可适当加大井壁厚度，或采用以下办法：1、采用外壁设台阶的刃脚，以减小下沉阻力；台阶宽度为100~200mm；2、若采用第一项未能达到要求，可根据实际情况在外壁设多级台阶；3、对于薄壁沉井，应采用触变泥浆套及壁外喷射高压空气等措施，以降低沉井下沉时的摩阻力。

当遇到较差的地质情况（土侧摩阻力较小）时，在满足结构强度、抗渗、刚度和抗浮需要时，选择较小厚度的井壁。

但大型沉井受力大，井壁厚度一般较厚，此时也可采用内设台阶的方式，使壁厚由下到上逐渐变薄。

二、抗浮验算沉井抗浮稳定应按沉井封底和使用两阶段，分别根据实际可能出现的最高水位验算（根据规程7.2.3条规定：应将水位控制在沉井起沉标高以下不小于500mm，因此，若非排水下沉，则施工阶段的最高水位可估算为相对标高-0.500）。

进行抗浮验算时，应注意以下几点：1、使用阶段的抗浮验算应考虑沉井上部建筑的重量，因此对于无上部建筑的沉井，只需对使用阶段进行验算。

2、当封底混凝土与底板有可靠连接时，封底混凝土可作为沉井抗浮重量的一部分，通常的连接方式是使用插筋。

当沉井依靠自重不能获得抗浮稳定时，可采取如下措施：1、施工阶段不能满足时，可采取井点降水或加载下沉。

2、使用阶段不能满足时，可采用设抗浮板或拉锚等措施。

三、计算下沉下沉验算时，需注意以下几点：1、注意沉井井壁摩阻力沿井壁深度方向的分布图形，0~5m为三角形，5m以下为矩形；2、摩阻力为各层土的单位摩阻力标准值的加权平均值；（采用触变泥浆套时，应用处理后的侧摩阻力计算下沉）3、下沉系数一般在1.05~1.25之间为好；4、下沉系数大于 1.5，或在下沉过程中遇有特别软弱土层时，需进行下沉稳定验算。

工作井、接收井、沉井、顶管、模板计算书

工作井、接收井、沉井、顶管、模板计算书一、工作井尺寸设计根据《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008第10.4节要求，对比公式①L≥L1+L3+k（10.4.1）②L≥L2+L3+L4+k（10.4.2）结果，取最大值来确定工作井尺寸。

L—工作井的最小内净长度（m）L1—顶管机下井时最小长度，取2.3mL2—下井管节长度为钢筋砼管，取2.5mL3—千斤顶长度，取2.0mL4—留在井内的管道最小长度，取0.5mk—后座和顶铁的厚度及安装富余量取0.8m计算①L=L1+L3+k=2.3+2.0+0.8=5.1m计算②L=L2+L3+L4+k=2.5+2.0+0.5+0.8=5.8m结论：综上所述L取最大值5.8m，即设计工作井最小净宽度为5.8m，本工程设计工作井内径为6.0m，符合规范要求。

二、接收井尺寸设计根据《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008第11.2节要求，接收井的最小内净长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需求，接收井内最小宽度应按公式B=D1+2*1000计算。

B—接收井内净最小宽度（mm）D1—顶管机外径（mm）计算B=D1+2*1000=980+2*1000=2.98m结论：综上所述接收井内径最小宽度为2.98m，本工程设计工作井内径为4.5m，符合规范要求。

三、砂垫层厚度计算根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力，砂垫层的厚度按下式计算：（本工程1层素填土埋深较浅，考虑不作为沉井起沉平台，3层不在高度范围）h=(G k/F d-L)/2tanΦ其中：F d—地基承载力，参照表1.5.5根据土层分别取值，2-1粉质黏土层取150kPa，2-2黏土层取200kPa；G k—第一节沉井沿井壁长度单位长度的重量标准值（kN/m），按照φ6.0m工作井计算，G k =236.7 kN/m；φ—砂垫层扩散角，≯45°，一般取φ=22.5°；h—粗砂垫层厚度；求得①2-1粉质黏土层作起沉平台h =0.638m；②2-2黏土层作起沉平台h=0.161m。

沉井设计详解、验算详解

沉井在软弱土层中下沉，当下沉系数较大时（一般大于1.5），或在下沉过程中遇有特别软弱土层时，需进行下沉稳定验算，以防止突沉或下沉标高难以控制。
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。

沉井计算书

一．主要材料及要求：1．混凝土: 混凝土强度等级为C25。

2．钢筋：Φ-HRB400级钢，fy=360N/mm 2 二．设计采用主要规范：1．《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）； 2．《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）； 3．《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）； 4．《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；三、决定沉井高度及各部分尺寸1.沉井高度根据施工要求定出沉井顶面标高为32.5m ，沉井底面标高为25m 。

2.沉井平面尺寸采用圆形沉井，圆端的外直径为6.9m 。

井壁厚度0.7m ，其它尺寸详见施工图。

刃脚踏面底宽度采用0.2m ，刃脚高度为0.866m ，刃脚内侧倾角为θ=60︒。

四、下沉系数计算1. 沉井自重计算砼重度 γ=25 kN/m 3体积 V=π(3.452-2.752)×9.4=128m 3 自重 Q=128×25=3200kN 2. 井壁摩擦力计算该沉井穿过○1、○2、○3层土，取加权平均摩阻力单位摩阻力为18f KPa =。

h =9.4mu =2π×3.45 =21.7 m∑=u h f T =18×9.4×21.7=3672kN 3. 下沉系数计算施工采用排水下沉，下沉过程中水浮托力为零，则下沉系数为 Ksts=Q/T=3200/3672=0.87<1.05，不满足要求。

需要采用特殊施工工艺来使得沉井下沉。

五、抗浮验算1. 沉井底板自重计算砼重度 γ=25 kN/m 3体积 V 1=π×2.752×0.7=16.6m 3 自重 Q 1=16.6×25=415kN 2. 水浮托力标准值计算水重度 γw =10 kN/m3水浮托力标准值 F fw,k =（π×3.452×8.2+1.2×0.7×π×3.1）×10=3146kN 3. 使用阶段抗浮计算施工采用排水下沉，采用干封底，无需进行封底抗浮计算。

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