钢筋混凝土沉井计算

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沉井施工计算书

沉井施工计算书计算依据：1、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS 137∶20152、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20113、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-20074、《公路桥涵施工技术规范》JTG/T F50-20115、《建筑施工计算手册》江正荣编著6、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著7、《地基与基础》第三版一、参数信息1、基本参数沉井总体示意图二、砂垫层铺设厚度验算沉井承垫材料：垫木垫木宽度L(m)： 2 砂的天然容重γs(kN/m3)：20 砂垫层的压力扩散角θ(°)：25砂垫层厚度h0(m)：0.5砂垫层底部地基承载力设计值[P](kPa)：150 砂垫层计算简图沉井第一节沿井壁单位长度重量：G0=tH s(G2k+G1k)=0.5×3×(24+1)=37.5kN/m砂垫层底部荷载计算值：P=G0/(2h0tanθ+L)+γs h0=37.5/(2×0.5×tan25°+2)+20×0.5=25.205kpa≤[P]=150kpa 满足要求！三、垫架拆除井壁强度验算两支承点之间最大距离L1(m)：7 支承点距端部的距离L2(m)： 1.5 矩形沉井按4点支承：沉井垫架拆除示意图沉井在开始下沉特别是在抽垫木时，井壁会产生较大的弯曲应力。

沉井井壁抗弯按深受梁考虑，参考GB50010-2010附录G，深受梁计算第G.0.82 条，0.2Hs范围内纵向受力实际钢筋面积经计算：A's底部=A's顶部=1608.495mm 支座弯矩M支：M支=-G0L22/2-G0(B s/2-t)(L2-t/2)=-37.5×1.52/2-37.5×(8/2-0.5)×(1.5-0.5/2)=-206.25kN·m 跨中弯矩M中：M中=G0L12/8-M支=37.5×72/8-206.25=23.438kN·m将沉井结构按深梁结构进行验算，根据《混凝土结构设计规范》，计算如下：h0跨中=H s-0.1×H s=3-0.1×3=2.7m取f y×A s=f'y×A's，则x=0<0.2h0，取x=0.2h0=0.2×2.7=0.54m αd跨中=0.8+0.04×L1/H s=0.8+0.04×7/3=0.893z跨中=αd跨中×(h0跨中-0.5×x)=0.893×(2.7-0.5×0.54)=2.171mA s底部=M跨中/(f y×z跨中)=23.438×106/(300×2170.8)=35.989mm2A s底部=35.989mm2≤A's底部=1608.495mm2满足要求！h0支座=H s-0.2×H s=3-0.2×3=2.4m取f y×A s=f'y×A's，则x=0<0.2h0，取x=0.2h0=0.2×2.4=0.48m αd支座=0.8+0.04×L1/H s=0.8+0.04×7/3=0.893z支座=αd支座×(h0支座-0.5×x)=0.893×(2.4-0.5×0.48)=1.93mA s顶部=M支/(f y×z支座)=206.25×106/(300×1929.6)=356.291mm2A s顶部=356.291mm2≤A's顶部=1608.495mm2满足要求！四、沉井下沉验算沉井下沉计算土层参数：沉井下沉力系平衡图当沿沉井深度土层为多类别时，单位摩阻力可取各层土单位摩阻力标准值的加权平均值。

沉井素混凝土垫、砂垫的施工计算

沉井素混凝土垫、砂垫的施工计算浙江裕众建设集团有限公司肖心太摘要：沉井施工法广泛的应用在桥梁下部基础、取水构筑物、排水泵站、大型集水井、盾构和顶管工作井等工程。

目前，在中、小型沉井的施工中已把传统的垫木改为素混凝土垫层。

支垫质量的好坏直接影响沉井的施工质量，为帮助施工队伍在沉井施工前进行沉井支垫的计算，结合工程实例给出沉井素混凝土垫、砂垫的施工计算方法，供大家在沉井的施工计算中参考。

关键词：沉井、素混凝土垫、施工计算一、综述沉井施工法因其需要的施工场地小、对周围建构筑物影响小和方便经济等优点被越来越多的应用在桥梁下部基础、取水构筑物、排水泵站、大型集水井、盾构和顶管工作井等工程。

在施工的过程中，施工队伍不断总结经验，在中、小型沉井的施工中把传统的垫木改为素混凝土垫层。

支垫质量的好坏直接影响沉井的施工质量，但目前一些资料里还没有混凝土垫施工计算方面的内容。

为帮助施工队伍在沉井施工前进行沉井支垫的计算，本人根据自己的施工经验并结合浙江省绍兴市迪荡新城1#路下穿萧甬铁路立交工程泵房沉井工程实例，给出沉井素混凝土垫、砂垫的施工计算方法，供大家在沉井的施工计算中参考，不对之处请给以指正。

二、素混凝土垫的施工计算根据《混凝土结构设计规范》GB 50010—2002附录A的规定，结合工程的实际情况，我认为应对素混凝土垫进行抗压和抗弯强度计算。

1、抗压强度计算抗压强度采用下式进行计算：N≤φf cc A’c,式中: N—轴向压力设计值，即素混凝土垫上的荷载设计值（N）；φ—素混凝土构件的稳定系数；（本工程取1）f cc—素混凝土轴心抗压强度设计值（Mpa），（f c×0.8取用）A’c—混凝土受压区的面积（mm2）；f c—混凝土轴心抗压强度设计值（Mpa）。

2、抗弯强度计算抗弯强度采用下式进行计算M≤γf ct W，式中：M—弯矩设计值，即由沉井单位长度自重和模板等引起的地基反力对素混凝土垫产生的最大弯矩；γ—截面抵抗矩塑性影响系数，对矩形截面取1.55；f ct—素混凝土轴心抗拉强度设计值（Mpa），（f t×0.55取用）W—抗弯截面系数。

钢筋混凝土沉井计算

钢筋混凝土沉井计算在建筑工程和基础施工中，钢筋混凝土沉井是一种常见且重要的结构形式。

它被广泛应用于桥梁墩台基础、取水构筑物、污水泵站等工程中。

要确保沉井结构的安全可靠和经济合理，准确的计算是至关重要的。

钢筋混凝土沉井的计算涉及多个方面，包括结构的自重、土压力、水压力、刃脚的受力分析、井壁的内力计算等。

下面我们逐步来探讨这些计算要点。

首先，结构自重的计算是基础。

这包括井壁、封底混凝土、顶板、隔墙等各个部分的重量。

在计算时，需要根据构件的尺寸和材料的密度来精确计算。

同时，还要考虑施工过程中的附加重量，如施工设备、临时支撑等。

土压力的计算是一个关键环节。

土压力的大小和分布取决于土层的性质、埋深、地下水情况等因素。

一般来说，常用的土压力计算方法有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。

对于沉井这种特殊结构，通常需要根据实际情况进行适当的修正。

在计算主动土压力时，要考虑土的内摩擦角和粘聚力等参数；而在计算被动土压力时，由于土体的被动破坏机制较为复杂，计算难度相对较大。

水压力也是不可忽视的因素。

如果沉井处于地下水位以下，就需要考虑水压力的作用。

水压力的大小等于水的重度乘以水头高度。

在计算时，要明确水头高度的取值，以及是否存在水的渗流等情况。

刃脚是沉井结构的重要组成部分，其受力情况较为复杂。

刃脚通常承受着竖向的压力、水平的土压力和水压力，以及弯矩和剪力的作用。

在计算刃脚的内力时，需要采用合理的力学模型进行分析。

可以将刃脚视为悬臂梁或固定端梁，根据不同的边界条件和受力情况来计算内力。

井壁的内力计算是沉井计算的核心内容之一。

井壁在竖向受到自重和土压力的作用，在水平方向受到水压力和土压力的作用。

对于圆形沉井，可以采用薄壁圆筒的理论进行计算；对于矩形沉井，则需要采用框架结构的计算方法，考虑梁和柱的作用。

在进行内力计算后，还需要根据混凝土结构设计规范对钢筋进行配置。

要根据计算得到的弯矩、剪力等内力值，选择合适的钢筋直径、间距和布置方式，以满足承载能力和裂缝控制的要求。

圆形工作井计算公式

唐凡武汉市给排水工程设计院有限公司430034摘要：本文针对圆形沉井工作在顶力作用下的受力特点，采用土体对井壁的反力按向心余弦曲线分布在半圆上的计算假定，推导了结构内力分析计算公式，并结合算例与现行计算手册进行了比较。

关键词：圆形沉井顶管工作井结构分析Round in open caisson jacking force under the action of an internal force analysisTangFan wuhan city water supply and drainage engineering to design Co., LTD. 430034Abstract: this paper work in open caisson round top force under the action of mechanical characteristics, use of the soil wall reverse force to the heart cosine curve distribution according to the calculation of the assumption in half, the paper derives the structural internal force analysis and calculation formula, and an example and current calculation manual are compared. Keywords: circular pipe jacking in open caisson work well structure analysis1 前言给排水工程中，圆形沉井构筑物的管道采用顶管法施工时，一般利用沉井的井壁做顶管的后背。

利用沉井井壁做后背时，其后背的土压力分布图形比较复杂，较合理的假定为空间曲面分布，在结构近似分析中一般简化为3种反力图形：即向心均匀分布、三角形分布和正弦或余弦曲线分布。

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。

钢筋混凝土圆形沉井结构设计计算的分析

钢筋混凝土圆形沉井结构设计计算的分析范本1：1. 引言本文档旨在详细分析钢筋混凝土圆形沉井结构的设计计算。

主要包括以下内容：2. 结构概述2.1 结构基本参数2.2 结构受力形式2.3 结构设计要求3. 周边环境分析3.1 地质条件分析3.2 土压力计算4. 材料力学性能4.1 混凝土性能4.2 钢筋性能5. 结构计算过程5.1 地基承载能力计算5.2 地基沉陷计算5.3 结构稳定性计算6. 结构设计方案6.1 结构几何参数确定6.2 材料选择6.3 钢筋配筋计算6.4 混凝土配合比计算6.5 结构施工工艺7. 结构验算7.1 结构受力分析7.2 结构整体稳定性验算7.3 结构局部细部验算8. 结构施工及监控8.1 施工工序8.2 施工质量控制8.3 结构监测9. 结论结构设计计算的结果满足设计要求，验证了结构的安全性和稳定性。

附件：1. 周边地质条件报告2. 结构设计图纸法律名词及注释：1. 土木工程法：指规范土木工程建设管理的法律法规，保障土木工程的安全性和质量。

2. 水利法：指规范水利工程建设管理的法律法规，保障水利工程的安全性和稳定性。

范本2：1. 引言本文档旨在详细阐述钢筋混凝土圆形沉井结构的设计计算。

主要包括以下内容：2. 结构概述2.1 结构基本参数分析2.2 结构受力分析2.3 结构设计要求3. 结构材料选择与性能分析3.1 混凝土材料性能分析3.2 钢筋材料性能分析4. 结构计算过程4.1 地基承载力计算4.2 土压力计算4.3 结构稳定性计算5. 结构设计方案与施工工艺5.1 结构几何参数确定5.2 材料选择与配比设计5.3 钢筋配筋设计5.4 结构施工工艺确定6. 结构验算与监控6.1 结构受力分析与验算6.2 结构整体稳定性验算6.3 结构细部验算6.4 结构监控安排7. 结论本文所进行的钢筋混凝土圆形沉井结构设计计算满足设计要求，保证了结构的安全性和稳定性。

附件：1. 地质勘察报告2. 结构设计图纸法律名词及注释：1. 建筑法：规范建筑工程建设管理的法律法规，维护建筑工程的安全和品质。

给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计 (5)沉井下沉和结构计算

沉井下沉和结构计算6.1 一般规定6.1.1 沉井井壁外侧与土层间的摩阻力及其沿井壁高度的分布图形，应根据工程地质条件、井壁外形和施工方法等，通过试验或对比积累的经验资料确定。

当无试验条件或无可靠资料时，可按下列规定确定:1 井壁外侧与土层间的单位摩阻力标准值fk，可根据土层类别按表6.1.1的规定选用。

2 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。

该值可按下式计算:3 摩阻力沿沉井井壁外侧的分布图形，当沉井井壁外侧为直壁时，可按图6.1.1-a采用；当井壁外侧为阶梯形时，可按图6.1.1-b采用。

6.1.3 当下沉系数较大，或在下沉过程中遇有软弱土层时，应根据实际情况进行沉井的下沉稳定验算，并符合下式的要求:2. 抗倾覆验算：6.1.7 靠近江、河、海岸边的沉井，应进行土体边坡在沉井荷重作用下整体滑动稳定性的验算。

6.1.8 水中浮运的沉井在浮运过程中(沉入河床前)，必须验算横向稳定性。

沉井浮体在浮运阶段的稳定倾斜角φ不得大于6°，并应满足(p-l)>0的要求。

φ角按下式计算:6.1.9 在施工阶段，井壁的竖向抗拉应按下列规定计算:1 土质较好，沉井下沉系数接近1.05时，等截面井壁的最大拉断力为:2 土质均匀的软土地基，沉井下沉系数较大(≥1.5)时，可不进行竖向拉断计算，但竖向配筋不应小于最小配筋率及使用阶段的设计要求。

3 当井壁上有预留洞时，应对孔洞削弱断面进行验算。

6.1.10 当沉井的下沉深度范围内有地下水时，对下列情况可酌情按不排水施工或部分不排水施工设计:1 在下沉度范围内的土层中存在粉土或粉细砂层，排水下沉有可能造成流砂时；2 沉井附近存在已有建筑或构筑物，降水施工可能增加其沉降或倾斜而难以采取其它有效措施时。

6.1.11 作用在底板上的反力可假定按直线分布，计算反力时不宜考虑井壁与土的摩阻力作用。

底板与井壁间，当无预留插筋连接时，应按铰接考虑；当用钢筋整体连接时，可按弹性固定考虑。

钢筋混凝土沉井计算

钢筋混凝土沉井计算在建筑和土木工程领域，钢筋混凝土沉井是一种常见且重要的结构形式。

它被广泛应用于桥梁基础、地下泵房、污水检查井等工程中。

要确保沉井结构的安全可靠，精确的计算是至关重要的。

接下来，让我们深入了解一下钢筋混凝土沉井的计算方法和要点。

首先，我们需要明确钢筋混凝土沉井的结构组成。

它主要包括井壁、刃脚、封底和顶板等部分。

井壁承受着周围土体和地下水的压力，刃脚则有助于沉井的下沉，封底用于封闭井底，顶板则提供上部的承载能力。

在进行计算时，第一步是确定作用在沉井上的荷载。

这些荷载包括土压力、水压力、自重以及可能存在的上部结构传来的荷载等。

土压力的计算通常采用库仑土压力理论或朗肯土压力理论。

水压力则根据地下水位的高低和水的流动情况来确定。

沉井的自重计算相对较为简单，将各个组成部分的体积乘以相应材料的重度即可。

但需要注意的是，在计算过程中要考虑钢筋的重量。

接下来是井壁的内力计算。

由于井壁在不同深度所受到的土压力和水压力不同，因此需要分段进行计算。

一般采用的方法有悬臂梁法和环形框架法。

悬臂梁法适用于较浅的沉井，而环形框架法适用于较深且直径较大的沉井。

对于刃脚部分的计算，需要考虑其在下沉过程中的受力情况。

刃脚通常被视为悬臂梁，承受着土的阻力、水的浮力以及刃脚自重等。

在计算时，要确定刃脚的悬臂长度、截面尺寸以及所受的弯矩和剪力。

封底的计算主要是确定其厚度和配筋。

封底需要承受地下水的向上浮力以及封底自重等，通常按照板的受力情况进行计算。

在进行钢筋配置时，根据计算得到的内力，按照混凝土结构设计规范的要求，确定钢筋的直径、间距和数量。

同时，要满足最小配筋率等构造要求，以保证结构的安全性和耐久性。

此外，还需要考虑沉井下沉过程中的稳定性。

在下沉过程中，要确保沉井不会发生倾斜、突沉等问题。

这需要对下沉系数、抗滑移系数等进行计算和分析。

为了更准确地进行计算，还需要考虑一些实际因素的影响。

例如，土体的物理力学性质可能存在差异，地下水位的变化，以及施工过程中的不确定因素等。

沉井计算表

Pt p Ptk
q A max
4 Pt 3rc h f
5主被动土压力标准值土的内摩擦角主动土压力系数被动土压力系数土的重度(kN/m3) 地下水位以下土的有效重度
自地面至计算截面处的深度(m) 自地面至地下水位的距离(m)
主动土压力标准值(kN/m2) 被动土压力标准值(kN/m2)
1 E pk rHF pk 4
hp H / 3 h f h f hp / h f

∑h 6.23
f ka
f
i 1 n i 1
n
ki si
h
h
si
黄色区域需要输入数据红色区域不需要修改蓝色区域表示最后计算结果
g 2 45 2
Hale Waihona Puke D= F1=1.44 106.90
P K 0H 0 F1 D 2 P 4
f= L= F2=
8 52.5 1899.07
F2 DfL
总推力(kN)
F=
2005.97
F F1 F2
4壁板后土抗力的最大值准永久值系数顶管力标准值(kN) 顶管力分项系数顶管力设计值(kN) 沉井中心半径(m) 顶管力至刃脚底的距离(m) 壁板后土抗力的最大值(kN/m2) r= Ptk= rd= Pt= rc= hf= qmax= 0.6 1203.58 1.3 1564.66 3.75 3.1 57.15
Ffk f ka ch 2.5
1.2自重钢筋混凝土重度沉井体积(m3) 沉井自重（kN) 1.3沉井下滑系数 K=
r= V= G=
25 102.28 2557
1.12 OK!

钢筋混凝土圆形沉井结构设计计算的分析

水标准校核。
坑壁的支撑，在井壁的保护下，用机械和人工在井
内挖土，使其在自重作用下沉入土中的一种地下构
筑物。沉井法施工具有施工安全可靠、挖填土方量
小、可节约大量的金属围护材料和人工、节约投资以及加快施工进度等优点。沉井采用圆形结构，因为圆形沉井受力情况较好，圆形沉井周边长度小于矩形周边长度，因而井
２０１７年第２期
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８ — １３０５．２０１７．０２．０１８
水利技术监督
理论研究
钢筋混凝土圆形沉井结构设计计算的分析
王广森
（大连市水利规划设计院，辽宁大连１１６０２１）
供思路和借鉴。
关键词：沉井；井壁；刃脚；底板；强度计算中图分类号：ＴＶ７５３．６４文献标识码：Ｂ文章编号：１００８ — １３０５（２０１７）Ｏｌ一００５２０４
沉井是修筑地下工程和深基础的一种构筑物，它是在地面上用钢筋混凝土制成井筒形状作为基坑
摘要：大昂灌区扩建取水泵站因与原泵站相邻修建，二个泵站基础位置较近，泵房基础采用钢筋混凝土圆形沉井结构，无需打围护桩，不影响周围建筑物，也不需要支撑土壁及防水。案例分析了正常使用阶段工况的井壁强度计算，施工阶段＿１２况的刃脚强度计算和正常使用阶段工况的底板强度计算，为相类似沉井的结构设计计算方面提

钢筋混凝土沉井计算(两篇)

引言：钢筋混凝土沉井是一种常见的基础设施工程，用于排水系统、通信系统、电缆系统等地下管线的管理和维护。

在设计和实施沉井工程时，合理的计算方法对于保证工程的安全和可靠性至关重要。

本文将进一步探讨钢筋混凝土沉井的计算方法，以帮助工程师们更好地进行设计和施工。

概述：钢筋混凝土沉井计算的主要目的是确定沉井的尺寸和承载能力，以确保足够的强度和稳定性。

在进行计算之前，需要考虑沉井所处的土壤条件、工程要求和使用情况等因素。

正文内容：1.土壤条件影响：1.1.定义土壤参数：根据现场勘探和实验数据，准确确定土壤参数，包括黏土的强度和可塑性指标等。

1.2.考虑土壤的稳定性：通过计算土壤的承载能力，结合土壤的稳定性分析，确定沉井的尺寸和深度。

2.沉井尺寸设计：2.1.确定沉井的外部尺寸：根据工程要求和使用情况，确定沉井的外部尺寸，包括直径、长度和壁厚等。

2.2.考虑沉井的内部空间：根据沉井的用途和设备要求，确定沉井的内部空间尺寸，包括宽度、高度、距离等。

3.沉井的承载能力计算：3.1.计算钢筋混凝土的承载能力：根据沉井的几何形状和所使用的钢筋混凝土的强度参数，进行承载能力计算。

3.2.考虑沉井的荷载条件：根据实际情况，考虑沉井受到的荷载条件，包括静载、动载和地震荷载等。

4.沉井的结构设计：4.1.选择合适的结构形式：根据工程要求和沉井的作用，选择合适的结构形式，包括圆形、方形、椭圆形等。

4.2.定义沉井的材料参数：根据设计要求和实际情况，确定沉井所使用的材料参数，包括混凝土的强度等级和钢筋的截面积等。

5.沉井的施工与监测：5.1.施工方法选择：根据沉井的尺寸和结构要求，选择合适的施工方法，包括顶管、盖板和成梁等。

5.2.监测沉井的变形和应力：在施工过程中和工程完成后，进行沉井的变形和应力监测，确保沉井的安全稳定性。

总结：钢筋混凝土沉井计算是保证沉井工程安全的重要环节。

通过准确定义土壤参数、合理设计沉井尺寸、计算沉井的承载能力、设计沉井的结构和施工中进行监测等步骤，可以确保沉井工程的质量和基础设施的可靠性。

沉井的设计与计算

沉井的设计与计算沉井的设计与计算2010-04-19 22：18沉井既是结构物的基础，又是施工过程中挡土、挡水的结构物，因此其设计计算需包括沉井作为整体深基础的计算和在施工过程中的计算两大部分。

在设计沉井计算之前必须掌握如下有关资料：①上部结构尺寸要求，沉井基础设计荷载；②水文和地质资料(如设计水位、施工水位、冲刷线或地下水位标高，土的物理力学性质，沉井通过的土层有无障碍物等)；③拟采用的施工方法(排水或不排水下沉，筑岛或防水围堰的标高等)。

5-3-1沉井作为整体深基础的计算沉井作为整体深基础设计,主要是根据上部结构特点、荷载大小及水文和地质情况，结合沉井的构造要求及施工方法，拟定出沉井埋深、高度和分节及平面形状和尺寸，井孔大小及布置，井壁厚度和尺寸，封底混凝土和顶板厚度等，然后进行沉井基础的计算。

根据沉井基础的埋置深度不同有两种计算方法。

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的横向抗力影响，按浅基础设计计算；当埋深较大时，沉井周围土体对沉井的约束作用不可忽视，此时在验算地基应力、变形及沉井的稳定性时，应考虑基础侧面土体弹性抗力的影响，按刚性桩(αh 2.5)计算内力和土抗力。

一般要求沉井基础下沉到坚实的土层或岩层上，其作为地下结构物，荷载较小，地基的强度和变形通常不会存在问题。

一般要求地基强度应满足：表5-1土与井壁摩阻力经验值土的名称土与井壁的摩阻力q(kPa)砂卵石砂砾石砂土流塑粘性土、粉土软塑及可塑粘性土、粉土硬塑粘性土、粉土泥浆套18~30 15~20 12~25 10~12 12~25 25~50 3~5注：本表适用于深度不超过30m的沉井。

图5-14井侧摩阻力分布假定F+G≤Rj+Rf(5-1)式中F──沉井顶面处作用的荷载，kN；G──沉井的自重，kN；Rj──沉井底部地基土的总反力，kN；Rf──沉井侧面的总摩阻力，kN。

沉井底部地基土的总反力Rj等于该处土的承载力设计值f与支承面积A的乘积，即Rj=f A(5-2)可假定井侧摩阻力沿深度呈梯形分布，距地面5m范围内按三角形分布，5m 以下为常数，如图(5-14)所示，故总摩阻力为：Rf=U(h-2.5)q(5-3)式中U──沉井的周长，m；h──沉井的入土深度，m；q──单位面积摩阻力加权平均值，q=Σqi hi/Σhi，kPa；hi──各土层厚度，m；qi──i土层井壁单位面积摩阻力，根据实际资料或查表5-1选用。

圆形沉井计算 DJK

内摩擦角
重度（Kn/m
³）
设计
复核
审核
审定
1
一1 素填土
-2.9
2
二2 淤泥质黏土
-10.7
3
二3 淤泥质黏土
-15
4
三1 粉质黏土
-18
5
四1 淤泥质黏土
-25
2.90 2.90 2.90 0
5
7.80 10.30 7.40 25
41
4.30 10.30 0.00 12
10
3.00 10.30 0.00 9
露出地面高度H3/m
0.3
二、沉井材料信息钢筋混凝土：封底混凝土钢筋：
C30 C20 HRB400
fc/Mpa fc/Mpa fy/Mpa
14.3 ft/Mpa 9.6 ft/Mpa 360
1.43 1.1
三、自重计算
钢混容重γ（kN/m³）
25 素混凝土容重（kN/m³）
圆周率π
3.14159265
0
7.00 10.30 0.00 9
0
五、抗浮验算
水密度地下水位距± 0.000高度h2 使用阶段核算沉井体积使用阶段沉井总重使用阶段水浮托力抗浮系数结果判定：
1000 kg/m³
1.500 m
V=π*D2*D2*（Hh2）/4=
478.62792
G=G1+G2+G3+G4+G 5+G6+G7=
516.62
！《沉井设计规程》6.1.1a ！填“1”为排水下沉，“0”为不排水下沉
！kst=（G1+G2F1）/Ffk
kN

钢筋混凝土顶管工作井、接收井计算书

fck= 16.70MPa
ftk= 1.78MPa
Es= 200000 Mpa
b= 1000 mm,
h0= 600 mm,
α1= 0.0
v= 0.7
c= 40 mm,
（2）
ρte= As/0.5bh0
= 0.0115
(3)
e0
=
M/N =
77
mm,
[M-
σsq=
0.35N(h00.3e0)]/0.8
2.1.1.2
pBd= 167.03 kPa
图2-1 土压力分布示意图
井壁环向根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137-2002第6.2.3条，不带隔墙
下沉的圆形沉井，在下沉过程中井壁的水平内力可按不同高度截取闭合圆环计算，并假定在
互成90°的两点处土壤内摩擦角的差值为5°~10°。内力可按下式计算(图2-2)
得：
（3）
e0 Md/Nd
= = 77
mm,
ef
=
max （t/30,20）
（4）
e=i =el0+0/ehf==
η= =
22 mm, 99 mm,
31.08 1+(l0/h)/(1 410.01e3i/h0)
ηei = 112 mm,
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（5）
先按大偏心受压构件，确定混凝土受压区高度 x：
b= 1000 mm,
A0= M/fcbh02 = 0.0546
查表得：
ξ= 0.0566
As= ξbh0fc/fsd
选用 φ20 @ （2）
= 1346.11
mm2
100 mm , 实际 As = 3456

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。

沉井计算书

新民场金柏村农村污水综合治理试点工程、徐堰河、柏条河(自来水六厂取水口以上)下河排水口综合治理工程沉井计算书一、工程概况新民场金柏村农村污水综合治理试点工程、徐堰河、柏条河(自来水六厂取水口以上)下河排水口综合治理工程位于郫都区三道堰镇，W1管道主要采用明挖施工，W2管道主要采用顶管施工，顶坑施工采用沉井施工，本次计算选取W2管道上的埋置深度最大的W2-11号井计算，W2-11埋置深度为9.4m，W2-11对应的地质勘查布孔编号为ZK29。

本次计算内容包括：1、抗浮计算；2、下沉计算；3、圆形沉井井壁环向计算（水土分算）；4、纵向弯曲计算（四支点）；5、竖向拉断计算；6、刃脚计算；7；顶力作用下井壁计算；8、顶力作用下土体稳定计算二、设计总信息：1．本工程沉井结构采用现浇钢筋混凝土圆形井，内径为6m，壁厚0.5m，2．基础持力层：中密卵石，承载力特征值fak=600kpa，ES=34Mpa。

3．场地设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.1g，属Ⅱ类场地吗，结构安全等级为二级。

4．混凝土结构环境类别：二（a）类。

5．混凝土:沉井壁板为C30。

6．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。

三、设计采用主要规范：1.《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；2.《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；3.《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；4.《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CESS 137:2002）5.本工程的地质勘查报告四、设计条件1.工作井、接收井筒体均采用沉井法施工，制作筒体的地坪标高宜为现地面标高以下1.5m。

2.沉井下沉要求采用排水下沉。

3.沉井下沉必须采用泥浆套减阻。

五、计算参数选用5.1计算参数根据设计局图纸，沉井参数如图：6.2地质参数本次计算选择W2-11号井计算，W2-11号井现状标高560.61，设计管内底标高为551.2，埋深为9.41m，管道直径为d800，该井对应钻孔编号为ZK29，钻孔ZK地质情况根据地勘报告如图：由于设计要求全部采用泥浆套筒，筒体周围单位摩阻力根据规范选取为fk=5kpa六、计算结果6.1抗浮计算本次沉井下沉采用排水下沉，计算结果如下:6.2下沉计算下沉系数满足规范要求，下沉系数较大，计算下沉稳定系数，地基土为中密卵石，地基极限承载力为600kpa，计算得知下沉稳定系数较小，下沉阻力较大。

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。

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。