沉井设计计算讲解资料讲解
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三．用途 适用于地下构筑物及深基础，如地下泵房、地 下沉淀池、地下车库、地下料坑等。
四．沉井的组成
井壁—挡土、挡水，一般情况下作为永久结构 刃脚—切土，保证沉井下沉 隔墙—以永久结构的隔墙作为沉井的支撑，用以
减小计算跨度
底梁—在软土土层中下沉，为防止下沉不稳定， 起 到增加阻力的作用
沉井的形状有矩形、圆形及椭圆形
1）抓斗法，该种方法因抓不到刃脚下方的土体， 是利用沉井自重使刃脚下方的土体崩塌而下沉。该法
使用于软土地层，当土层强度高时，如密实的砂层， 则不适用；
2）水利机械法，用高压水枪破土，用泥浆泵通 过排泥管排泥，优点是能冲挖到刃脚斜面处的土体， 缺点是冲挖范围不易控制；
3）钻吸法 先钻孔松动土体，然后向孔内射水冲挖，挖土范 围易控制。 干挖法即排水开挖法，适用于不易发生流砂或存 在卵石、孤石的情况。
广东建筑地基基础设计规范（DBJ 15-31-2003）中， 对砂性土宜按水土分算，粘性土、淤泥质土宜按水土合 算。
夏明耀·地下工程设计施工手册中，对于砂土、粉 性土和粉质粘土等渗透性较好的土层应采用水土分算； 对于粘性土，分算、合算应具体对待，沉井、多道支撑 的挡土结构宜水土分算。
五．沉井的施工简介
1．施工工序
清理场地 →测量放线→开挖基坑→铺设砂垫
层、垫木→ 制作井筒→设置降水井点或挖排水沟、
集水井→抽取垫木→挖土、下沉→封底→浇筑底
板砼 2．开挖方式 水挖法、干挖法、中心岛法 水挖法即不排水开挖法，这种方法的特点是沉
井内、外的水位基本一致。该法适用于渗水量大的 砂层等不稳定地层，可避免排水造成的涌砂等不良 现象。
第二节 沉井尺寸的拟定
1．据工艺要求确定沉井内净尺寸； 2．井顶标高，高出开挖后的地面300mm以上。有时 顶部有现浇板，通常预留一段井壁与顶板同时现浇；
3．刃脚底Leabharlann Baidu高，根据工艺标高、底板厚度及持力
层来确定 ；
4．壁厚，涉及到强度、裂缝宽度、下沉系数、下 沉稳定系数、抗渗、抗浮等诸多因素，需逐项落实， 最终确定壁厚。有时为增大下沉系数，需做成外台阶 变截面形式，以降低井壁与土的摩阻力，同时也减少 了材料量；还有时为减小下沉系数，需做成内台阶变 截面形式，在不降低摩阻力的情况下降低自重，同时 减少了材料量。
第三节 沉井结构上的作用及荷载分项系数
一．永久作用 1．结构自重标准值 钢筋混凝土重度取25kN/m3，素混凝土重度取 23kN/m3 2．侧向主动土压力标准值 二．可变作用
1．地面活荷载，分为地面堆载及车辆荷载，地面堆 载一般按10kN/m2，车辆荷载根据车辆类型及及其轮压换 算成均布荷载。
2．地下水 侧壁上的水压力标准值按静水压力计算，根据岩土工 程勘察报告取最高水位进行计算。
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，防渗墙以外的水不会流入井内。
建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）中，砂 性土宜按水土分算，粘性土宜按水土合算，也可按地区 经验确定。
建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）中，碎石土、 砂土水土分算，粉土、粘性土水土合算。
上海基坑工程设计规程(DBJ 08-61-97)中，宜按水土 分算原则计算水、土压力，有工程经验时，也可按水土 合算的原则计算。
地面堆载及车辆荷载 0 水、土压力 1.0 注意裂缝宽度计算公式按《给水排水工程构筑物结 构设计规范》（GB 50069—2002），不按混凝土结构设 计规范。 还应注意计算裂缝宽度使用的弯矩为准永久组合值 ，而非标准组合值，与混凝土设计规范不同。
第四节 水、土压力标准值计算
1．水压力 Fw=γwzw
三．承载力极限状态强度计算的基本组合荷载分项 系数
结构自重 1.20，对结构有利时1.00，仅自重时1.27 沉井内水压 1.27，对结构有利时1.00 沉井外土压 1.27，对结构有利时1.00 地面活荷载 1.40 地下水压力 1.27
四．正常使用极限状态裂缝宽度的计算准永久组合准永久 值系数
3．封底 分为干封底、湿封底两种方式。
干封底即通过干挖法施、井底无水的情况下进行的 封底。又分为施工底板前停止降水和施工底板后停止降水 两种。若施工底板前停止降水则应通过计算确定封底砼厚 度（稍后介绍）。
湿封底即通过水挖法施工、井内有水的情况下进行的 封底。因施工底板前需将井内的水抽干，封底砼要承受水 浮托力的作用，其厚度需经计算确定。湿封底是通过导管 进行水下砼浇筑，类似于泥浆护壁钻孔灌注桩或地下连续 墙。
天津岩土工程技术规范（DB 29-20-2000）中，宜按 水土分算的原则计算，当有可靠经验时也可按水土合算 的原则计算。
浙江建筑地基基础设计规范（DB 33/1001-2003）中， 淤泥、淤泥质土，采用不排水强度指标和饱和重度水土 合算；砂土，采用有效应力强度指标和有效重度水
土分算，有工程经验时也可采用三轴固结不排水总应力 强度指标水土合算。
沉井设计计算讲解
第一节 概述
一．定义 把不同截面形状的井筒或箱体，按边排土边
下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。
也有人把沉井称为开口沉箱，把沉箱称为闭口沉井。
二．沉井的特点
1．施工场地占地面积小、出土量少、成本低、 可靠性好;
2．适用土质范围广，淤泥土、砂土、粘土、砾 砂等均可施工；
3．施工深度大，最大深度可达100m； 4．施工给周围地层中造成的位移小，对临近建 筑物的影响小。
2. 土压力 Fep,k=Kaγsz-2c √Ka Ka=tg2(45°-φ/2)
φ—土的内摩擦角，取固结快剪峰值强度指标
3．水、土压力合算与分算 合算、分算尚属学术界存在争议的问题，各地有各自的工 程经验。 工程界较为能接受的算法如下： 无粘性土，水土分算 粘性土，水土合算，不固结不排水抗剪强度指标；水土分 算，固结不排水抗剪强度指标。
四．沉井的组成
井壁—挡土、挡水，一般情况下作为永久结构 刃脚—切土，保证沉井下沉 隔墙—以永久结构的隔墙作为沉井的支撑，用以
减小计算跨度
底梁—在软土土层中下沉，为防止下沉不稳定， 起 到增加阻力的作用
沉井的形状有矩形、圆形及椭圆形
1）抓斗法，该种方法因抓不到刃脚下方的土体， 是利用沉井自重使刃脚下方的土体崩塌而下沉。该法
使用于软土地层，当土层强度高时，如密实的砂层， 则不适用；
2）水利机械法，用高压水枪破土，用泥浆泵通 过排泥管排泥，优点是能冲挖到刃脚斜面处的土体， 缺点是冲挖范围不易控制；
3）钻吸法 先钻孔松动土体，然后向孔内射水冲挖，挖土范 围易控制。 干挖法即排水开挖法，适用于不易发生流砂或存 在卵石、孤石的情况。
广东建筑地基基础设计规范（DBJ 15-31-2003）中， 对砂性土宜按水土分算，粘性土、淤泥质土宜按水土合 算。
夏明耀·地下工程设计施工手册中，对于砂土、粉 性土和粉质粘土等渗透性较好的土层应采用水土分算； 对于粘性土，分算、合算应具体对待，沉井、多道支撑 的挡土结构宜水土分算。
五．沉井的施工简介
1．施工工序
清理场地 →测量放线→开挖基坑→铺设砂垫
层、垫木→ 制作井筒→设置降水井点或挖排水沟、
集水井→抽取垫木→挖土、下沉→封底→浇筑底
板砼 2．开挖方式 水挖法、干挖法、中心岛法 水挖法即不排水开挖法，这种方法的特点是沉
井内、外的水位基本一致。该法适用于渗水量大的 砂层等不稳定地层，可避免排水造成的涌砂等不良 现象。
第二节 沉井尺寸的拟定
1．据工艺要求确定沉井内净尺寸； 2．井顶标高，高出开挖后的地面300mm以上。有时 顶部有现浇板，通常预留一段井壁与顶板同时现浇；
3．刃脚底Leabharlann Baidu高，根据工艺标高、底板厚度及持力
层来确定 ；
4．壁厚，涉及到强度、裂缝宽度、下沉系数、下 沉稳定系数、抗渗、抗浮等诸多因素，需逐项落实， 最终确定壁厚。有时为增大下沉系数，需做成外台阶 变截面形式，以降低井壁与土的摩阻力，同时也减少 了材料量；还有时为减小下沉系数，需做成内台阶变 截面形式，在不降低摩阻力的情况下降低自重，同时 减少了材料量。
第三节 沉井结构上的作用及荷载分项系数
一．永久作用 1．结构自重标准值 钢筋混凝土重度取25kN/m3，素混凝土重度取 23kN/m3 2．侧向主动土压力标准值 二．可变作用
1．地面活荷载，分为地面堆载及车辆荷载，地面堆 载一般按10kN/m2，车辆荷载根据车辆类型及及其轮压换 算成均布荷载。
2．地下水 侧壁上的水压力标准值按静水压力计算，根据岩土工 程勘察报告取最高水位进行计算。
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，防渗墙以外的水不会流入井内。
建筑地基基础设计规范（GB 50007-2002）中，砂 性土宜按水土分算，粘性土宜按水土合算，也可按地区 经验确定。
建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-99）中，碎石土、 砂土水土分算，粉土、粘性土水土合算。
上海基坑工程设计规程(DBJ 08-61-97)中，宜按水土 分算原则计算水、土压力，有工程经验时，也可按水土 合算的原则计算。
地面堆载及车辆荷载 0 水、土压力 1.0 注意裂缝宽度计算公式按《给水排水工程构筑物结 构设计规范》（GB 50069—2002），不按混凝土结构设 计规范。 还应注意计算裂缝宽度使用的弯矩为准永久组合值 ，而非标准组合值，与混凝土设计规范不同。
第四节 水、土压力标准值计算
1．水压力 Fw=γwzw
三．承载力极限状态强度计算的基本组合荷载分项 系数
结构自重 1.20，对结构有利时1.00，仅自重时1.27 沉井内水压 1.27，对结构有利时1.00 沉井外土压 1.27，对结构有利时1.00 地面活荷载 1.40 地下水压力 1.27
四．正常使用极限状态裂缝宽度的计算准永久组合准永久 值系数
3．封底 分为干封底、湿封底两种方式。
干封底即通过干挖法施、井底无水的情况下进行的 封底。又分为施工底板前停止降水和施工底板后停止降水 两种。若施工底板前停止降水则应通过计算确定封底砼厚 度（稍后介绍）。
湿封底即通过水挖法施工、井内有水的情况下进行的 封底。因施工底板前需将井内的水抽干，封底砼要承受水 浮托力的作用，其厚度需经计算确定。湿封底是通过导管 进行水下砼浇筑，类似于泥浆护壁钻孔灌注桩或地下连续 墙。
天津岩土工程技术规范（DB 29-20-2000）中，宜按 水土分算的原则计算，当有可靠经验时也可按水土合算 的原则计算。
浙江建筑地基基础设计规范（DB 33/1001-2003）中， 淤泥、淤泥质土，采用不排水强度指标和饱和重度水土 合算；砂土，采用有效应力强度指标和有效重度水
土分算，有工程经验时也可采用三轴固结不排水总应力 强度指标水土合算。
沉井设计计算讲解
第一节 概述
一．定义 把不同截面形状的井筒或箱体，按边排土边
下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。
也有人把沉井称为开口沉箱，把沉箱称为闭口沉井。
二．沉井的特点
1．施工场地占地面积小、出土量少、成本低、 可靠性好;
2．适用土质范围广，淤泥土、砂土、粘土、砾 砂等均可施工；
3．施工深度大，最大深度可达100m； 4．施工给周围地层中造成的位移小，对临近建 筑物的影响小。
2. 土压力 Fep,k=Kaγsz-2c √Ka Ka=tg2(45°-φ/2)
φ—土的内摩擦角，取固结快剪峰值强度指标
3．水、土压力合算与分算 合算、分算尚属学术界存在争议的问题，各地有各自的工 程经验。 工程界较为能接受的算法如下： 无粘性土，水土分算 粘性土，水土合算，不固结不排水抗剪强度指标；水土分 算，固结不排水抗剪强度指标。