工作井沉井计算(新)2

排水法施工，无上部建筑，依靠自重下沉，矩形沉井(7mX5m)单格沉井算例参考给水排水结构设计手册p1227 1.设计条件

（1）地质资料

根据地质钻探资料分析，在沉井工程范围内的土层，大致可分为n层，其物理力学指标如下表：

厚度重度粘聚力C内摩擦角单位摩阻力极限承载力

施工阶段地下水位

土层(m)（KN/m3）(KPa)（度）(KPa)(KPa)m

素填土 2.517.519.511.800

淤泥质土 3.516.77.6 3.510

粉质粘土 4.518.22211.925

细沙 2.001902425120

（2）沉井材料

混凝土：采用C25f c=11.9N/mm2f t= 1.27N/mm2

钢筋：采用热轧钢筋HRB335，

f y=300N/mm2

(3)工程概况：

根据使用要求，沉井平面为矩形

内净长：L1=7.00m

净宽：L2= 5.00m

结构高度：H=11.50m

沉井井顶位于地面下：a'= 1.00m

最高地下水位使用阶段位于设计地面0m

施工阶段不考虑地下水影响

2.下沉验算

沉井上部无建筑，考虑依靠自重下沉。

假设井壁厚：t=0.8m

外长：L11=8.6m

外宽：L21= 6.6m保护层厚度ht＝50mm

刃角踏步宽度：a=0.45m

b=0.5m

c=0.3m

刃角斜面高度；h l=0.6m

底板厚度取：h=0.6m

纵向框架柱：宽＝0m 高＝0m 纵向框架底梁：宽＝0m 高＝0m 纵向框架中梁：宽＝0m 高＝0m 纵向框架顶梁：宽＝0m 高＝0m

井壁钢筋混凝土重度：25

KN/m 3

计算跨度L ：

L 10=7.80m L 20=

5.80m

(1)井壁重计算（标准值）

6301

KN

（2）摩阻力计算：

多层土的加权平均单位摩阻力：

15.80Kpa

井壁总摩阻力为：

4803KN

（3）下沉系数计算

由于沉井采用排水施工下沉，

浮力：0

下沉系数： 1.31>1.05 满足下沉要求（4）下沉稳定验算

因下沉稳定系数较大，需进行沉井的下沉稳定验算：2611KN 验算状态下水的浮力：00.85 满足下沉稳定要求

3.使用阶段沉井抗浮验算（1）使用阶段沉井自重计算

6826

KN 封底混凝土重：

725KN

=

c γ=

⨯+--+=⨯2)))(5((

21112

5L L a H f F k f fk k =-=fk k fw k st F F G k /)(,=---=321112111))2)(2((R a L a L L L R b =

=

+-b

fk k

fw k R F F G s st k ,,=k fw F ,=

k fw F ,=

=

++++3

213

32211h h h f h f h f h k k k k f =

+=c k h L L G G γ211=

⨯⨯+-++⨯+-=c bh l k L L h C H L L H L L G l

γ]2))()6.0(15.0([212212111=2G

总重：

G=7551KN

（2）使用阶段浮力计算

6357KN

（3）抗浮系数计算

1.19

>1.0 满足抗浮要求

4.封底计算

因考虑排水下沉，采用干封底施工，不需要进行水下封底。5.沉井下沉前井壁竖向弯曲计算（1）荷载计算

单位长度井壁自重（标准值）

231.88KN/m

294.5KN/m

设计值：

（2）内力计算支座弯矩：

201.6KN.m

跨中弯矩：

895.8KN.m

（3）深梁配筋计算(3)深梁配筋计算

按深梁进行设计

跨中：L 10=7.80m<H=

11.50m

内力臂：

z 1=0.65L 10= 5.07m

589mm 2

支座：

L 10=

7.80m<H=

11.50m

内力臂：

=-=)5.1(1211,H L L F s b

k fw γ=

=

b k

fw F G

fw k ,=-++⨯+=))6.0(15.0.(2

l bh l

c

k

h c t H g γ=

=k G g g γ=

=

⨯2

)15.0(2

10L g M 支=

-=

⨯支中M M L g 8

)7.0(2

10，

210≤H

L =

=

1

z f M s y A 中=2G

z 2=0.60L 10= 4.68m 144

mm 2

因求得的钢筋值很小，按构造配筋已能满足要求。6.刃脚计算

水平框架作用的判别，

1.999>1.0

刃脚在内外荷载作用下，按悬臂计算（1）刃脚竖向的向外弯曲受力刃脚斜面与水平面夹角：50.20

假定刃脚斜面与土的外摩擦角：

200

取开始下沉时入土深度：h s =h l =0.6m 沉井每沿米重量（设计值）：

R j =g=

294.5KN/m 刃脚内侧水平推力之和：

61.2

KN

刃脚底面地基反力的合力偏心距：

0.110m

刃脚根部向外的竖向弯矩：

56.9KN.m

（2）刃脚竖向的向内弯曲受力

1.27

地面堆积荷载标准值取，q k =10

KN/m 2

准永久值系数为0

将该荷载折算为等效的土层荷载

3.1

m 刃脚底部的等效内摩擦角：Z=

12.50

m

24.000

=

-+--++=)()45(tan ))((202332211w H h h h P s s Al D

γγγγγφ

=

=

2

z f M s y A 支=

=+⨯410

4410

05.01.0L h L f l

α=

θ=0β=

-=

+)tan(0tan 2βθθ

a h h R l s s

J P =-=

++θ

θ

tan 126)23(tan 2a h b a h h l s s l d =

+-=l j h l l l d R h P M s

)(3

=

+

=1

1'1γk q h h =----=)45tan()45((tan arctan 45(22022020φγφφz

c

D s

=G γ