沉井基础设计
工程中沉井基础施工方案(3篇)
第1篇一、工程概况本工程位于我国某城市，项目占地面积约10万平方米，总建筑面积约20万平方米。
工程包括住宅、商业、办公等多种功能，建筑高度最高为30层。
基础设计采用沉井基础，沉井直径为8米，深度为10米。
为确保施工质量和安全，特制定本沉井基础施工方案。
二、施工准备1. 施工组织设计（1）成立以项目经理为组长，技术负责人、安全负责人为副组长，各专业工种负责人为成员的施工领导小组。
（2）明确各专业工种负责人职责，确保施工过程中各项工作的顺利进行。
2. 施工材料及设备准备（1）材料：钢筋、混凝土、模板、沉井材料等。
（2）设备：挖掘机、装载机、混凝土搅拌机、泵车、汽车吊、施工电梯等。
3. 施工人员准备（1）组织专业施工人员进行技术培训，提高施工人员的技术水平。
（2）对施工人员进行安全教育，提高安全意识。
三、施工工艺1. 沉井制作（1）场地平整：将施工现场平整，确保场地平整度达到施工要求。
（2）基础施工：根据设计图纸，进行基础施工，确保基础稳固。
（3）模板安装：按照设计要求，安装沉井模板，确保模板牢固、严密。
（4）钢筋绑扎：按照设计要求，进行钢筋绑扎，确保钢筋间距、间距、形状符合要求。
（5）混凝土浇筑：采用泵车进行混凝土浇筑，确保混凝土密实、均匀。
2. 沉井下沉（1）沉井注水：在沉井顶部设置注水口，通过注水使沉井下沉。
（2）下沉控制：在沉井下沉过程中，严格控制下沉速度，确保沉井均匀下沉。
（3）下沉观测：定期对沉井下沉情况进行观测，确保沉井下沉符合设计要求。
3. 沉井接底（1）接底处理：在沉井底部设置接底板，接底板厚度根据地质情况确定。
（2）接底施工：按照设计要求，进行接底施工，确保接底板与沉井底部紧密结合。
4. 沉井抽水及封底（1）抽水：在沉井底部设置抽水口，通过抽水将沉井内积水排出。
（2）封底施工：在沉井底部设置封底板，确保封底板与沉井底部紧密结合。
四、施工质量控制1. 材料质量控制：严格按照国家相关标准，对进场材料进行检验，确保材料质量符合要求。
浅谈沉井的设计与施工
浅谈沉井的设计与施工沉井是一种常见的施工方法，常用于地下工程中的基坑、桩基和隧道等工程中。
沉井的设计与施工是保证地下工程施工质量的重要环节，需要考虑许多因素，以确保施工过程的安全、高效和顺利进行。
本文将从设计和施工两个方面，对沉井进行浅谈。
一、沉井的设计1. 地质勘察：地质勘察是沉井设计的重要基础，需要对地下地质情况、地下水位、土质和岩性等进行详细的调查和分析。
了解地下地质条件可以帮助设计师了解工程所面临的风险和挑战，从而确定合适的施工方案和沉井的设计参数。
2. 设计参数确定：根据地质勘察的结果，设计师可以确定沉井的设计参数，包括井壁尺寸、井筒高度、井身结构、支护方式等。
设计参数的合理确定是保证沉井稳定性和施工质量的关键。
3. 支护结构设计：根据沉井施工的实际需求，设计师需要设计合适的支护结构，以确保沉井的稳定性和安全性。
常见的支护结构有井壁支撑、钢支撑和混凝土浇筑等。
支护结构的选择应考虑施工条件、工程要求和经济可行性。
二、沉井的施工1. 地面准备：在施工前，需要对地面进行平整和固化处理，以确保施工区域的稳定性和安全性。
同时还需要确定施工区域的边界和范围，以免影响周围建筑物和设施。
2. 井内开挖：根据设计要求，施工人员开始进行井内开挖。
开挖过程中需要采取适当的措施，如喷浆和注水等，以提高开挖的效率和稳定性。
同时还需要控制开挖速度，避免过快或过慢引起的问题。
3. 井身支护：在开挖过程中，需要进行井身支护，以确保井身的稳定。
常见的支护方式有井壁支撑和钢支撑等。
支护结构的选择应根据具体情况进行，并及时对支护结构进行检查和修复。
4. 井底处理：在井身开挖完成后，需要对井底进行处理。
处理方法可以根据具体情况选择，如垫层、灌浆或垫砖等。
井底处理的目的是提供一个稳定的基础，以支撑后续施工工序。
5. 放置管道和设备：根据工程需求，施工人员需要在沉井内放置管道和设备。
在放置过程中需要注意保护管道和设备的完整性和安全性，避免损坏和事故发生。
沉井基础(1)
圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷均较矩形 者有利，但沉井制造较复杂。对平面尺寸较大的沉井，可在 沉井中设置隔墙，使沉井由单孔变成双孔或多孔
(二) 1.按沉井的平面形状：
常用的有圆形、圆端形 和矩形等。根据井孔的布置 方式，又有单孔、双孔及多 孔的分别。
沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井
圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使用抓泥斗 挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其刃脚均匀地支承在 土层上；在侧压力作用下，井壁只受轴向力(侧压力均布时)， 或稍受挠曲(侧压力非均布时)；对水泥方向正交或斜交均有
沉井的缺点：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，均会给施工带来一定 困难。
沉井
根据经济合理、施工上可能的原则，一般在下列情况， 可以采用沉井基础：
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
2.带钢气筒的浮运沉井
带钢气筒的浮运沉井适用于水深流急的巨型沉井。它主 要由双壁的沉井底节、单壁钢壳、钢气筒等组成。双壁钢沉 井底节是一个可以自浮于水中的壳体结构；底节能上能下的 井壁采用单壁钢壳，它一般由6mm厚的钢板及若干竖向肋骨 角钢构成，并以水平圆环作承受壁外水压时的支撑，钢壳沿 高度可分为几节，在接高时拼焊，单壁钢壳既是防水结构， 又是接高时灌注沉井外圈混凝土的模板一部分；钢气筒是沉 井内部的防水结构，它依据压缩空气排开气筒内水提供浮式 沉井在接高过程中所需的浮力。同时在悬浮下沉中可以通过 在气筒充气或放气及不同气筒内的气压调节使沉井可以上浮、 下沉及调正偏斜，落入河床后如偏移过大，还可将气筒全部
沉井桩基础专项方案
一、工程概况本工程位于某城市，占地面积约10000平方米，建筑物层数为15层，总建筑面积约120000平方米。
根据地质勘察报告，地基承载力较差，需采用沉井桩基础。
二、沉井桩基础设计方案1. 沉井桩基础类型本工程采用圆形沉井桩基础，沉井直径为1.8米，桩长为18米。
2. 沉井桩基础施工工艺（1）沉井制作：沉井采用钢筋混凝土结构，分为底板、壁板和顶板三部分。
底板厚度为0.4米，壁板厚度为0.3米，顶板厚度为0.2米。
沉井内设隔墙，隔墙厚度为0.3米。
（2）沉井下沉：采用沉井吊装设备将沉井吊装至预定位置，然后通过人工挖土使沉井下沉至设计标高。
（3）沉井充填：沉井下沉至设计标高后，进行充填。
充填材料为碎石，粒径为5-20mm，充填高度为1.5米。
（4）沉井封底：在沉井底部浇筑混凝土封底，厚度为0.5米。
（5）桩身施工：在沉井内设置钢筋笼，钢筋直径为20mm，间距为0.3米。
桩身采用C30混凝土，采用泵送浇筑方式。
3. 沉井桩基础施工质量控制（1）沉井制作：严格控制沉井尺寸和混凝土质量，确保沉井结构安全。
（2）沉井下沉：监测沉井下沉过程中的倾斜、位移和沉降，确保沉井垂直下沉。
（3）沉井充填：严格控制充填材料的质量和充填高度，确保沉井稳定性。
（4）沉井封底：确保封底混凝土密实，防止渗漏。
（5）桩身施工：严格控制钢筋笼的位置和混凝土浇筑质量，确保桩身质量。
三、沉井桩基础施工安全措施1. 施工现场设置安全警示标志，确保施工人员安全。
2. 沉井吊装时，严格按照吊装方案进行操作，确保吊装安全。
3. 沉井下沉过程中，加强对沉井倾斜、位移和沉降的监测，及时采取措施。
4. 施工过程中，加强施工现场安全管理，防止安全事故发生。
四、沉井桩基础施工进度安排1. 沉井制作：预计工期为30天。
2. 沉井下沉：预计工期为15天。
3. 沉井充填：预计工期为5天。
4. 沉井封底：预计工期为5天。
5. 桩身施工：预计工期为30天。
总计：预计工期为100天。
沉井基础设计16页word文档
华中科技大学 土木工程与力学学院 基础工程课程设计目录 1、设计资料 (3)2、沉井高度及各部分尺寸拟定.......................................4 3、作用效应计算.........................................................4 4、基底应力验算.........................................................8 5、横向抗力验算.........................................................9 6、沉井在施工过程中的强度验算（不排水下沉）...............9 7、沉井井壁竖向抗力验算.............................................14 8、井壁横向受力计算 (14)专 业： 道路桥梁与渡河工程班 级： 0903 学 号： U200916071 姓 名： 龙文兵指导老师： 王雪峰 徐辉 张光永日 期：2019年7月9、第一节沉井竖向挠曲验算 (18)10、封底混凝土验算 (19)11、盖板混凝土验算 (20)12、参考文献 (21)附图纸 (22)沉井基础课程设计计算说明书1、设计资料上部结构为跨径25+2=27m的预应力混凝土T型钢构。
桥梁为二级安全设计等级。
下部结构为C15混凝土重力式桥墩，基础为钢筋混凝土沉井，沉井各部分采用C25混凝土，尺寸如图一所示。
【序号：6】地质情况：水文资料：常水位高程132.00m,潮水位高程142.00m，一般冲刷线高程为128.5m，局部冲刷线高程为124.5m施工方法：常水位时筑岛制作沉井，不排水下沉。
2、沉井高度及各部分尺寸拟定2.1、沉井高度根据水文资料初步设计沉井的顶面高程为131m，按水文计算，大、中桥的基础埋置深度应在最大冲刷线以下2.0m，则沉井所需高度为：按地质条件与地基容许承载力考虑，沉井底面应位于黏土层中，根据分析初拟采用沉井高度H=13m，沉井的底面高程118m，顶节沉井高6.0m，底节沉井高7.0m。
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。
沉井基础设计规范
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。
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
沉井基础设计
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顶板
以混凝土填心的沉井可用素混凝土顶板； 空心或以其它松散料填心的沉井需用钢筋混 凝土顶板，其厚度一般为1.0-2.0m,配筋由承 载力计算和构造要求确定。排水下沉的沉井， 其顶面在地面或水位以下时，应在井壁顶部 设置挡土防水墙。
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凹槽
沉井内设凹槽是为了使封底混凝土嵌入 井壁。形成整体，将传至沉井壁上的力更好 地传递至封底混凝土底面。同时，当遇到意 外困难，还可在凹槽处浇筑钢筋混凝土盖板， 将沉井改为沉箱。凹槽水平方向深约0.150.25m,高约1.0m,其底面距刃脚底面一般大 于1.5m。
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封底
沉井下沉到设计标高，基底经校验能满 足设计要求后，当井中的水能被排干，即渗 水量上升速度小于或等于6mm/min时，排 干水后用C15或C20普通混凝土浇筑；当井 中的渗水量上升速度大于6mm/min时，宜 采用导管法浇筑C20水下混凝土封底。封底 混凝土的厚度按其承载力条件计算确定，一 般其顶面应高出凹槽顶面0.5m。
钢（角钢或槽钢）加强。刃脚的底面宽度可
为100-200mm。在坚硬地基上也可做成尖角。
刃脚斜面与水平面的交角一般应不小于45o。
刃脚的高度应视井壁的厚度确定，并应考虑
便于拔出垫木和挖土精选可。编辑ppt
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刃脚
精选可编辑ppt
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井壁
井壁即沉井的外壁，是沉井承担其自重 及井外水土压力的主要部分。井壁厚度应根 据结构强度、施工下沉需要的重力、便于取 土和清基等因素而定。设计时通常先假定井 壁厚度再进行承载力验算，井壁厚度一般为 0.8-1.5m。但钢筋混凝土薄壁沉井及钢模薄 壁浮式沉井的壁厚不受此限。
沉井专项设计方案
一、项目背景随着我国城市化进程的加快，地下空间开发利用日益广泛，沉井技术在地下工程中的应用也越来越普遍。
沉井施工具有工期短、施工环境复杂、安全性要求高等特点，因此，为确保沉井施工的顺利进行，特制定本专项设计方案。
二、设计原则1. 安全第一：确保施工人员生命财产安全，遵守国家相关法律法规和标准。
2. 经济合理：在确保工程质量的前提下，降低施工成本，提高施工效率。
3. 环保节能：合理利用资源，减少施工对环境的影响。
4. 技术先进：采用先进的技术和工艺，提高施工质量和施工效率。
三、设计内容1. 沉井结构设计（1）沉井类型：根据工程地质条件、水文地质条件、施工场地条件等因素，选择合适的沉井类型，如圆形沉井、矩形沉井等。
（2）沉井尺寸：根据设计要求，确定沉井直径或宽度、长度等尺寸。
（3）沉井壁厚：根据沉井承受的内外压力、施工过程中可能出现的变形等因素，计算沉井壁厚。
（4）沉井配重：根据沉井自重、浮力和施工过程中可能出现的变形等因素，计算沉井配重。
2. 沉井施工方案（1）施工顺序：先进行沉井基础施工，然后进行沉井主体结构施工，最后进行沉井内装修。
（2）施工工艺：采用分节制作、分节吊装、整体下沉的施工工艺。
（3）施工设备：选用合适的起重设备、运输设备、测量设备等。
3. 施工组织设计（1）施工队伍：组建专业施工队伍，明确施工人员职责。
（2）施工进度：制定合理的施工进度计划，确保工程按期完成。
（3）施工质量控制：建立健全质量管理体系，加强施工过程中的质量控制。
4. 安全措施（1）人员安全：加强施工人员的安全培训，提高安全意识。
（2）设备安全：定期检查和维护施工设备，确保设备安全运行。
（3）环境保护：合理处理施工废弃物，减少施工对环境的影响。
四、设计要求1. 沉井结构设计应满足承载、稳定、防水等要求。
2. 沉井施工方案应确保施工过程安全、高效。
3. 施工组织设计应合理，确保施工进度和质量。
4. 安全措施应完善，确保施工人员生命财产安全。
沉井基础方案
沉井工程9.1 概述9.1.1沉井的基本概念沉井基础是一种历史悠久的基础型式之一，适用于地基浅层较差而深部较好的地层，既可以用作陆地基础，也可用作较深的水中基础。
所谓沉井基础，就是用一个事先筑好的以后能充当桥梁墩台或结构物基础的井筒状结构物，一边井内挖土，一边靠它的自重克服井壁摩阻力后不断下沉到设计标高，经过混凝土封底并填塞井孔，浇筑沉井顶盖，沉井基础便告完成。
然后即可在其上修建墩身，沉井基础的施工步骤如图9-1所示。
（1）沉井底节在人工筑岛上灌筑；（2）沉井开始下沉及接高；（3）沉井已下沉至设计标高；（4）进行封底及墩身等工作。
图9-1 沉井基础施工步骤图沉井是桥梁工程中较常采用的一种基础型式。
南京长江大桥正桥1号墩基础就是钢筋混凝土沉井基础。
它是从长江北岸算起的第一个桥墩。
那里水很浅，但地质钻探结果表明在地面以下100m以内尚未发现岩面，地面以下50m处有较厚的砾石层，所以采用了尺寸为20.2m×24.9m的长方形多井式沉井。
沉井在土层中下沉了53.5m，在当时来说，是一项非常艰巨的工程（图9-2）。
而1999年建成通车的江阴长江大桥的北桥塔側的锚锭，也是一个沉井基础，尺寸为m69 ，是目前世界上平面尺寸最大m51的沉井基础。
沉井基础的特点是其入土深度可以很大，且刚度大、整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大的垂直力、水平力及挠曲力矩，施工工艺也不复杂。
缺点是施工周期较长；如遇到饱和粉细砂层时，排水开挖会出现翻砂现象，往往会造成沉井歪斜；下沉过程中，如遇到孤石、树干、溶洞及坚硬的障碍物及井底岩层表面倾斜过大时，施工有一定的困难，需做特殊处理。
遵循经济上合理、施工上可能的原则，通常在下列情况下，可优先考虑采用沉井基础：(1).在修建负荷较大的建筑物时，其基础要坐落在坚固、有足够承载能力的土层上；当这类土层距地表面较深（8m ~ 30m），天然基础和桩基础都受水文地质条件限制时；(2). 山区河流中浅层地基土虽然较好，但冲刷大，或河中有较大卵石不便桩基施工时；(3). 倾斜不大的岩面，在掌握岩面高差变化的情况下，可通过高低刃脚与岩面倾斜相适应或岩面平坦且覆盖薄，但河水较深采用扩大基础施工围堰有困难时。
18-5沉井基础设计计算概述
§3 沉井基础的设计与计算
作为基础
本节内容
一、沉井作为整体深基础的计算(使用荷载）
二、沉井的结构设计(施工荷载）
承载力验算
位移验算√地基计算
结构设计——基础结构强度验算max
min
σ
ZX σ墩顶水平位移
M Z
作为支护结构——结构设计(施工完毕)(施工过程)(控制）(控制）
(不控制）——施工过程各
阶段最不利情况
的受力验算沉井基
础
σZX
min
σmax
σσZX
M Z
ω
H
N
先拟定出沉井的平面尺寸，埋置深度；然后进行沉井基础的
计算——计算施工完毕后使用荷载下的，计算时考虑侧面土体抗力。
最后验算地基承载力及位移。
max
min
σZX σM Z 沉井作为整体深基础的计算:
刚性法——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。
刚性法——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。
因此可按刚性桩方法计算内力和土抗力，即“m”法中αh≤2.5的情况。
底部不嵌固底部嵌固。
圆形沉井基础设计示例
圆形沉井基础设计示例一、设计资料某公路桥为预应力钢筋混凝土剪支梁桥，其2号墩为圆形实体墩，墩底设计高程为13.29m，基础拟采用钢筋混凝土沉井基础。
墩址处河床高程为15.30m，河流最低水位16.10m，施工时的水位17.00m。
河床一般冲刷线高程为13.80m，局部冲刷线高程10.60m。
墩址处各土层资料见表1.表3.1 各土层主要参数表沉井材料为钢筋混凝土，除底节与顶盖混凝土等级为C20外，其余均为C15.沉井沉至设计高程后，以水下混凝土封底，井孔填以砂石，顶盖为厚1.5m的钢筋混凝土板。
按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）、《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61—2004）及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）等设计计算。
二、初步设计（1）沉井高度根据墩底高程要求，沉井顶部高程为13.29m。
①按水文条件：局部冲刷深度15.3010.60 4.70'=-=，而根据规定大、中h m桥基础埋深应≥2.0m，故沉井所需高度为：=+=H m4.72 6.70()然而，若按此深度，沉井底部将位于砂土层内，而该层从其力学性能指标来看，并非理想地基持力层。
②按地质条件：因风化页岩及其底下的页岩力学性能好，故井底最好嵌入岩层中，这里将井底嵌入风化页岩0.5m，则13.29 3.290.510.5()H m =-+=③按地基承载力，沉井底面位于风化页岩层为宜。
根据以上分析，拟采用沉井高度H=10.5m ，沉井顶面标高13.29m ，沉井底面高程为2.79m 。
按施工与构造要求，将沉井分为二节施工，第一节沉井高度为5.5m ，第二节沉井高度为5.0m 。
（2）沉井平面尺寸考虑到桥墩形式，采用圆形沉井。
底节直径5.0m ，壁厚1.15m ，第二节沉井直径4.9m ，壁厚为1.10m 。
具体尺寸如图所示。
刃脚踏面宽度0.15m ，刃脚高1.40m ，则内侧倾角为：1.40arctan54.5451.00θ==>三.荷载计算（1）上部结构传递的荷载上部桥梁结构传递给墩底的荷载有多种组合，本算例中以低水位时两孔荷载作为验算对象。
沉井基础设计计算书
课程设计（学年论文）说明书课题名称：沉井基础设计学生学号：专业班级：学生姓名：学生成绩：指导教师：课题工作时间：填写说明：1. 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前填写并交由学生保管；2. 四、五两项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计一同装订成册交给指导教师；3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。
4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。
课程设计评审标准（指导教师用）沉井基础设计计算书课题名称：沉井基础设计学生学号：专业班级：交通土建02学生姓名：指导教师：课题工作时间:2013年5月20日至2013年5月31日一、方案比选所设计桥墩为等跨等截面梁式桥。
下部构造为重力式墩。
由设计资料可知，上部结构的恒载较大，结构对基础的变位敏感，而基础的埋深较大，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。
采用沉井基础不仅使桥墩的整体性强、稳定性好，有较大的承载面积，能承受较大垂直荷载和水平荷载，对周围的地基土的扰动也较小，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；沉井平面布置图沉井高度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 。
5-3沉井设计计算解析
①基底应力验算
max
②横向抗力验算
y p p pa
整理得：
y
4
cos
y tan
c
沉井基础的设计计算与施工
③墩台顶面水平位移的计算方法
l tan 0
y0 tan
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
选择沉井下沉过程中最不利情况验算
矩形、圆端形沉井：
a、支点位于长边中点
b、支点位于四个角点
验算截面：长边跨中附近最小截面 圆形沉井：两支点位于一直径上
基础工程
③隔墙
最不利情况:
第二节沉井内隔墙 已砌筑，但未凝固
G2 +G3 G1
下部土被 挖空
荷载:第一节隔墙自重G1+第二节隔墙重G2 +模板重G3
2 3 h
Ch mh C0 C0
离地面或最大冲刷线以下深度y处基础截面 上的弯矩为
Mz
H
h
y
Hbl y3 2 Ah
y0
y
基础工程
沉井基础的设计计算与施工
（2）基底嵌入基岩内的计算方法
基底无水平位移，仅绕基底中心转动， 此时y0=h，基底嵌入处存在一水平阻力P
土的侧向抗力：
y
h
yy
H D0 h
■基底变形—绕中心转动ω角
h
沉井底面受到的抗力：
a)
d /2
C01
C0
d 2
tan
基础工程
λ
O
x
Z Z1
zx
Z0
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
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2012届课程设计《桥梁基础工程》课程设计说明书学生姓名鲁小涛学号3041208125所属学院水利与建筑工程学院专业土木工程班级12-2指导教师张勤玲塔里木大学教务处制前言 (2)一、基本设计资料 (3)二、沉井尺寸拟定 (4)三、沉井作为整体刚性深基础的验算 (5)1水平压应力验算 (7)2基础底面竖向压应力验算 (8)四、沉井施工过程中各种验算 (8)1沉井顺利下沉自重验算 (8)2第一节沉井验算 (8)3刃脚计算 (9)4井壁计算 (14)5封底混凝土与顶盖版计算（略） (15)致谢 (16)参考文献 (17)前言课程设计是土木工程专业本科大学生培养方案中的综合性实践性教学环节，也是大学生综合素质和毕业后实际工作能力，适应社会能力中的最大环节。
因此它对扩大我们的专业知识也是极其重要。
课程设计集理论与实践一体，通过一个整体的课程设计，对于相关设计规范，手册，标准图以及工程实践中常用的方法有较系统地认识了解。
因此，充分重视课程设计环节对提高大学生的综合能力有十分重要的意义。
作为道路桥梁专业的大学生，未来社会主义建设事业的精英，肩负着时代艰巨使命，更应该努力学习好自己的专业课，扎实基础，培养专业技能。
当然，理论基础是必要的，但光有书本知识显然不够，我们需通过实践加强动手能力，理论联系实践，学得真本事才是根本。
是最基础也是非常重要的的一部分。
《桥梁基础工程》是土木工程道桥专业的专业基础课，在土木工程学科的知识体系中占据了重要地位。
《桥梁基础工程》课程的特点是综合性强、设涉及面广，所有对桥梁结构设计计算有关的的课程内容，在该课程中都会有所体现和应用。
教学内容和课程体系改革是在上述背景条件下展开的，其主要目标是在学时有限的条件下，使学生能够对课程的知识体系有较为系统和整体的把握，重点掌握其基本理论和基本方法，并具有一定的工程概念和知识。
桥梁基础工程课程设计是该课程学习的一个实践环节。
是对该课程进行综合性学习和训练，使同学们更好的掌握该课程知识为今后的毕业设计打下坚实的基础，对以后的工作也有着重要的意义。
课程设计的目的是为加强对桥梁基础设计知识的进一步巩固，了解桥梁基础设计的主要过程，培养正确熟练地运用结构设计规范手册，各种标准图籍及参考书的能力。
通过设计训练，初步建立设计与施工的全面协调统一思想。
一、基本设计资料某桥一近岸桥墩为基础顶设计标高为-0.30m。
拟采用钢筋混凝土沉井基础。
以桥址处河床为相对标高零点。
即河床标高为0.00m。
则河流洪水位1.90m，最低水位0.40 m，施工时的水位1.40m，河床一般冲刷线标高为-1.0m，局部冲刷线标高-4.0m。
基本设计数据：上部结构重力与汽车荷载总竖向作用值为9680KN。
水平力为H=130KN,l 两者在桥墩底产生的总弯矩为1840KN m⋅。
墩身自重为2660KN。
墩身底尺寸为⨯。
4.07.2m m墩址处各土层资料见表1。
沉井材料采用钢筋混凝土，除底节与顶盖板混凝土等级为C20（容重取243KN m）外，/其余为C15（容重取223KN m）。
沉井沉至设计标高后，以水下混凝土封底，井孔填以砂/石，顶盖厚为1.50m的钢筋混凝土板。
具体尺寸见图1。
图1 沉井竖向标高与地质资料图1.90.9 1.40.00-0.1-1.0-4.0-13.0-14.5粉砂容重19KN/m 3内摩擦角26.0°粉砂土容重20KN/m 3内摩擦角26.0°密实砂夹卵石容重21KN/m 3内摩擦角35.0°二、沉井尺寸拟定拟定用钢板桩围堰修筑人工砂岛，在岛上预制沉井不排水施工，砂岛用中砂填筑。
基顶标高-0.1m ，基地标高根据地质条件，持力层，取密实砂夹卵石层面下0.5m ，标高-14.5m 。
沉井高度0.114.514.4H m =-+=。
入土深度14.5h m =。
沉井襟边取0.5m ，故沉井平面尺寸为5.08.2m m ⨯。
沉井分三节接长，第一节、第二节为5m ，第三节为4.4m 。
沉井细部尺寸见图2。
图2 沉井细部尺寸 单位：cmQ1Q2B CDA11三、沉井作为整体刚性深基础的验算沉井入土深度超过5.0m，考虑土的水平抗力作用，按 2.5hα≤的刚性深基础验算低级强度和稳定性。
水平力作用高度为1840/14.15130mmHλ===∑M值计算：局部冲刷线以下有2层土。
则：223233422232(2)/()20000108010(2100.5)0.52557810.5mm m h h hm KN mhh-++⋅=⨯+⨯⨯⨯+⨯==43/()8010m KN m-⋅=⨯3255780.3208010mmβ===⨯3338.25/34.266bhW m⨯===计算宽度：1/18.219.2b m b=+=+=3103182(3)0.3209.214.518534.267420.320(314.1514.5)b h dW A h ββλ+=-⨯⨯+⨯⨯==⨯⨯⨯-6661303.12106742557814.5H Amh ω-⨯===⨯⨯⨯ 210012(4)6/2(3)0.3209.214.5(414.1514.5)6534.211.3520.3209.214.5(314.1514.5)b h h dW Z m b h h βλβλ-+=-⨯⨯⨯⨯-+⨯⨯==⨯⨯⨯⨯⨯-局部冲刷线以下深度Z 处基础截面上的弯矩和基础水平侧压应力计算为3100()(2)26()(2)z ZX Hb Z M H h z Z Z hA H Z Z Z Ahλσ=-+--=-详细计算见表刚性桩要依据弯矩配筋，而对沉井可不算弯矩。
1水平压应力验算验算/3h =5m ，h=14.5处。
/3124(tan )cos 349.63(14.5tan 26)11101.03cos 263h h c γσϕηηϕ≤+=⨯︒⨯⨯=︒式中311229 1.510 2.5/9.63(10/);41.00,1h KN m C ϕγγηηηη-⨯+⨯-⋅=--=-==3浸g 土的内摩擦角；透水性土，按（KN m ）=计算处时取粘聚力，粉砂C=0;静定结构等跨中墩基础，恒载弯距M 。
32.54101.03h σ=<2124/()(tan )cos 4(1014.5tan 350)495.78 3.654cos 35h KN m h C σγϕηηϕ-⋅≤+=⨯⨯︒+=>︒满足要求。
2基础底面竖向压应力验算沉井自重W=6745KN 作用基底/968026606745198085N KN =++=∑沉井底面积20/8.2541A m =⨯=密实砂夹卵石持力层允许承载力为 [][]01122(2)(3)K b K h σσγγ=+-+- 其中 []0550KPa σ= 3111/KN m γ=32941010110.5/()9.7614.5KN m γ-⨯+⨯+⨯⋅==5b m = 14.5h = 14K = 26K =[]2/()550411(52)69.76(14.53)1355KN m σ-⋅=+⨯⨯-+⨯⨯-=[]max2466.5min 464.5031908535130/()416740.320Ndh KN m A A σσβ-⨯⨯⋅=±=±=<⨯∑ 验算通过。
四、沉井施工过程中各种验算1沉井顺利下沉自重验算T P >井壁混凝土，底节C20，324/KN m γ=。
其余C15，322/KN m γ=。
()k P=W=6754KNT=Uh (58.2)2 3.9100.5134942f KN Q=+⨯⨯++⨯=<2第一节沉井验算由于不排水施工，在下沉时可能发生的最不利情况为1） 在长边中间搁住，危险断面为隔墙外边缘H 处（如图2）。
井壁在1-1断面处截面形心位置。
20.6 5.0 2.50.3 1.50.5(4.4 1.5)3/ 2.430.6 5.00.50.3 1.5/5 2.43 2.57Y m Y m ⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯==⨯-⨯⨯=-=上下 惯性矩4323211 1.5/0.650.65(2.5 2.43)0.3 1.50.50.3 1.5(2.57)123635.272I m =⨯⨯+⨯⨯--⨯⨯-⨯⨯⨯-= 3// 2.272/2.43 2.17W m I Y ===上计算得12333;220Q KN Q KN ==，作用点距1-1面分别为3.6与1.62m ，效应分项系数取1.2得/() 1.2(333 3.6 1.652220)2309.76d M KN m ⋅=⨯⨯+⨯⨯=（配筋计算部分略）2） 在短边四角搁住危险断面仍为1-1，按简支梁计算弯矩。
支反力为 21/22220333773()R KN Q Q =+=⨯+=阁墙自重忽略/() 1.2(773 3.9333 3.62220 1.65)1307.88d M KN m ⋅=⨯⨯-⨯-⨯⨯=（配筋计算部分略）3刃脚计算1）刃脚向外挠曲验算此时最不利状态为刃脚沉至中途，刃脚切入土中1.0m ，沉井已全部接长，产生向外最大挠曲弯矩。
刃脚标高为 -7.25m取刃脚1m 宽计算，受力情况如图3，具体计算见表3。
图3 刃脚向外挠曲计算W 2e 2P w+eW 3e 3V 1RV 2T表3 刃脚向外挠曲单宽悬臂梁受力计算表续上表：2）刃脚向井内挠曲验算此时最不利情况是沉井沉至设计标高，刃脚下的土已挖空准备封底前，如图4。
W2e2 P w+eW3e3GT''O图4 刃脚向内挠曲计算取1m 宽刃脚进行计算，具体计算见表4。
以上刃脚计算的水平分配系数为441444410.10.1 3.9 1.40.05 1.50.05 3.9k l h l α⨯===++⨯因 1.0α>，刃脚作为悬臂梁计算取 1.0α=。
以上沉井刃脚竖向验算的最终结果见表5。
表5 刃脚为单宽悬臂的弯矩和剪力计算表（对刃脚根部中点）刃脚作为水平框架计算最不利情况是沉井沉至设计标高，刃脚下的土已挖空准备封底之前，其外侧水平力分配系数为：4444442 1.40.3140.05 1.40.053.6k k h h l β===++具体计算见下表6：表6刃脚井壁水平框架内力计算表4 井壁计算1） 井壁水平计算井壁水平向计算最不利位置是沉井沉至设计标高，其平面为双孔对称矩形框架，验算位置为刃脚根部以上及各变截面处。
12/ 3.9/3.6 1.083K l l ===沉井四角弯矩：33222222212 1.08310.09312(21)12(2 1.0831)A K M pl pl pl K +⨯+=-=-=-+⨯+内隔墙处井壁弯矩：332222221313 1.083 1.0830.078412(21)12(2 1.0831)D K K M pl pl pl K +-+⨯-=-=-=-+⨯+井壁长边中点弯矩：32322222222322 1.0833 1.08320.053324(21)24(2 1.0831)B K K M pl pl pl K +-⨯+⨯-===+⨯+井壁短边轴向力：110.50.5C N pl pl ==井壁长边轴向力：220.50.515B D N pl N pl =-= 内隔墙轴向力：332222525 1.083 1.0830.972(21)2(2 1.0831)D K K N pl pl pl K +-+⨯-===+⨯+详细计算见表3.10。