沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計計算

1、沉井構(gòu)造設(shè)計計算第一章概 述第一節(jié)沉井的涵義及應(yīng)用圍沉井是一種在地面上制作、通過取除井土體的方法使之沉到地下某一深度的井體構(gòu)造。利用沉井作為擋土的支護構(gòu)造，可以建造 各種類型或各種用途的地下工程構(gòu)筑物。沉并施工方法是修筑地下構(gòu)筑物或深根底工程特殊而重要的施工方法，而沉井構(gòu)造那么是與 這種施工方法相適應(yīng)的工程構(gòu)造。與沉井相類似，沉箱也是通過取除箱土體使之沉到地下的一種工程構(gòu)造，所不同的是沉箱在取除箱 土體的過程中，箱必須保持一定的氣壓，使箱外的土和水不致滲入箱，人員可在箱進展取土作業(yè)。沉井那么因可在水下取土而無需在 井加壓，這是兩者主要的區(qū)別之處。沉井的應(yīng)用圍一般有以下幾方面：一、當(dāng)構(gòu)筑物埋置較

2、深，采用沉井方式較經(jīng)濟時；二、當(dāng)構(gòu)筑物埋置很深 （如礦山的豎井）時，采用其他施工方式有困難，采用沉井最適宜；三、新建構(gòu)筑物附近存在已有建筑物，開挖施工可能對已有建筑物產(chǎn)生不利影響，就應(yīng)考慮使用沉井；四、江心和岸邊的井式構(gòu)筑物，排水施工有困難時，采用沉井是最正確選擇；五、建筑物的地下室、拱管橋的支墩及大型橋梁的橋墩采用沉井構(gòu)造都有成功實例。第二節(jié)沉井的特點沉井作為建造地下工程構(gòu)筑物或深根底的一種方法，與其他方法相比，具有十清楚顯的特點。一、沉井與廣泛應(yīng)用的大開挖方法相比，特點如下：（一）如果大開挖不設(shè)支護，那么不但土方工程量大，而且往往由于需留岀開挖邊坡，使場地面積大大增加；沉井的土方工程量那

3、么可以限制在沉井的體積圍，而且因為無需留岀邊坡，場地面積也可大大減少。（二）沉井不但可以作為地下構(gòu)造的外殼局部，而月在挖土下沉的過程中可作開挖支護。與設(shè)支護的大開挖方法相比，省去了開挖 支護的費用。（三）在地下水豐富的地區(qū)，大開挖方法的降水措施是必不可少的。這一措施需花費大量的人力與物力，而沉井施工方法那么因町 以采用水下挖十及水下封底等技術(shù)而節(jié)省了降水或排水的費用。（四）對于一些深度較大的地下構(gòu)筑物或深根底，大開挖法往往是不可能的或是費用巨大，此時，沉井的優(yōu)點那么是無法比較的。 深度越大，那么沉井的優(yōu)點就越為突岀。二、沉井與沉箱相比，特點如下：（一）一般情況下，沉箱法所需的專用設(shè)備多，而沉井

4、法那么因所需的專用 設(shè)備比較簡單而易于滿足，所需費用也比沉箱法為小。（二）沉箱法在作業(yè)過程中，箱人員需在高于大氣壓力的條件下操作，其操 作條件不如沉井法；而如下沉的深度較深，那么需進一一步增加箱的氣壓而使 箱的操作條件大大劣化。所以，沉箱的下沉深度是受到一定程度的限制的，一 般不超過35-40in,而沉井的下沉深度那么無此限制。三、沉井法雖然具有一定優(yōu)點，但在一些情況下，其應(yīng)用也是受到一定程 度的限制的，這表現(xiàn)在：（一）沉井在下沉的過程中，對周圍一定圍的土體將產(chǎn)生擾動，在一些土層 中，這種擾動還相當(dāng)嚴(yán)重，如果周邊環(huán)境對這種擾動的反響敏感，那么還必需 采取環(huán)境保護措施。（二）在下沉深度圍，沉井刃

5、腳下必須無大塊孤石、堅硬的土層或其他障礙 物，否那么沉井的下沉將受到嚴(yán)重的阻礙。一旦遇到上述障礙，無論是排水下 沉與不排水下沉，在下沉過程中要處理這些障礙物是非常田難的。對于深度較 深的沉井，要完全摸清刃腳下的情況也十分費力。第三節(jié)沉井技術(shù)的開展?fàn)顩r沉井，這一由古老的掘井作業(yè)開展而來的技術(shù)，由于其在建造地下構(gòu)筑物或深根底工程中顯示的優(yōu)越性，隨著施工技術(shù)及施工機具的不斷開展而獲得越 來越廣泛的應(yīng)用。從20世紀(jì)50年代借鑒國外的設(shè)計理論和經(jīng)歷開場至今，我國建造的沉井不下 1000座。其體積從直徑 2m的集水井到巨大的江陰長江大橋 的主索平衡墩（體積達60mx 58mx50m）;沉井形狀包括方形、矩

6、形、多邊形、圓 形和橢圓形；構(gòu)造方面有單壁沉井、雙壁沉井、獨立沉井和連續(xù)沉井；施工方 法方面，那么有陸地沉井、筑島沉井和浮運沉井等。無論是設(shè)計理論方面或是 實踐技術(shù)方面均積累了十分豐富的經(jīng)歷。現(xiàn)在我國已有了自己的設(shè)計規(guī)程和施 丁驗收規(guī)。在沉井技術(shù)的開展過程中，為使沉井能下沉到更深的深度，減少井 壁與土層間的摩阻力這一課題受到了國外的普遍關(guān)注。為到達這一日的，在井 壁外噴射壓縮空氣和壓注觸變泥漿兩種技術(shù)應(yīng)用最為廣泛，早在19461963年間，國外就采用噴射高壓空氣減阻的方法，使沉井的下沉深度到達130m以上。到20世紀(jì)70年代，采用此法的下沉深度到達了200m。應(yīng)用觸變泥漿套減阻的方法首先在歐洲

7、推廣，至1961年，已經(jīng)用這一方法下沉了450座沉井，深度為2030m，個別的到達45m，而由于減少了摩阻力，其井壁厚一般不超過 0.4m。1975年間，國外某公司建造了36座用此法下沉的沉井，其井壁厚一般也僅為0. 4-o. 5m。上述我國江陰長江大橋主索平衡墩的沉井，也采用了噴射高壓空 氣的減阻技術(shù)，此外，還有采用振動法減阻下沉的沉井，上述這些技術(shù)措施均 獲得了良好的效果?？梢灶A(yù)料，隨著工程應(yīng)用圍的不斷擴大，沉井的設(shè)計技術(shù) 和施工技術(shù)必將得到更為迅速的開展。第四節(jié) 沉井的分類及用途沉井的類型較多，其用途也不一樣，設(shè)計沉井時應(yīng)根據(jù)沉井的用途和具體條件選用適宜第2頁第二章材料第一節(jié)材料選用1

8、干式沉井主體構(gòu)造采用的混凝土強度等級不宜低于C20，受水浸泡的沉井主體構(gòu)造的混凝土強度等級不低于C25，在嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)混凝土強度等級不低于C30;水下封底混凝土強度等級不宜低于（220。海水環(huán)境和有侵蝕性物質(zhì)影響環(huán)境的沉井，材料選用應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2 凡有抗?jié)B要求的沉井，壁板和底板混凝土抗?jié)B等級按表2-11選用?；觳屯量垢蹖＜夁x用談農(nóng)戰(zhàn)大水頭與梶擬匕厚度的比Si<u抗涉笫91（叫< 10JU10 30» _>3013注i抗常零履Pi的定文系福的期為加天的血就1；試博施加i足不港水托棟口3, 最冷月平均氣溫低于一 3 C的地區(qū)，外露的鋼筋混凝土沉井的混凝土應(yīng)

9、具有良好的抗凍性能，并應(yīng)按表2-1-2的要求采用?；炷恋目箖龅燃墤?yīng)進展試 驗確定?；炷量拐纫鉌i的廉定« 11-2卞遜類羽地茨慮取水頭都M他工件律禪地我水取水去部時水悅棵幣區(qū)乓醍築件' j- *<1(0息上部也從外厲的水池，井等境冷月平妙氣翼低于-lot：HO)I2M100址冷月平均-10TEZ50H50沖:怕混凝土捷廉零纜(門)杲獵齡期為餡去的臟越土找件.在遽行榨座妥戲滋融循壞總歡效ilfc托用肝.頁聲度 低不大于25* ,雨*預(yù)失念超過 吒31應(yīng)報據(jù)臨煤5年硏上的冥mWrffiil M平腳偵確定匚一一 乂工土 厭雎貓環(huán)息Ekfil累折一年內(nèi)從*以丄降呈亠股下*

10、然石冋升至* 5V 14上的交替次數(shù)；就于地表 取水矢部，尚應(yīng)考密一年申月平均丸肛爍于_3£期阿，因水儀療薄鷹產(chǎn)生的廝恵童酋次數(shù)此時水位悔味辭 木逾挨一氏桝融卄算.4. 沉井混凝土滿足抗?jié)B要求時，一般可不作外加的抗?jié)B處理；當(dāng)?shù)叵滤?和井貯水對混凝土和鋼筋具有腐蝕性時，按現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)或進展專門試驗確定 防腐措施。5. 沉井混凝土堿含量最大限值應(yīng)符合？混凝土堿含量標(biāo)準(zhǔn) ？(CECs53)的規(guī)定。當(dāng)采用堿活性骨料時，混凝土中的最大堿含量為3. Okg/m3，采用非堿活性骨料時，對混凝土中的鹼第6頁 含量可不作限制。6沉井構(gòu)造的混凝土根據(jù)需要可適當(dāng)采用外加劑，采用外加劑時，應(yīng)符 合?混凝土外

11、加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī) ？(GB 500119)的規(guī)定。7 .普通鋼筋可選用 HPB235、HRB335及HRB400、RRIM00等熱軋鋼筋， 對必須控制裂縫寬度的構(gòu)件宜優(yōu)先選用帶肋鋼筋。第二節(jié)材料強度和彈性模量1 混凝土標(biāo)準(zhǔn)強度、設(shè)計強度和彈性模量按表2-2-1-表2-2-3采用。混凝土強IK標(biāo)準(zhǔn)值（NZ血）表2-2-1覿度種晃M度等皺C1520as30C3SC4QC45C3Q血。L6.720J23.42&832.4AL27r$42.012,2G2.392.S12.64混績土強蜃設(shè)計值（Ndm?）« 2-2-1混齡土蠱度等級強惟種類 C15c»CJ530<35&l

12、t;403C50AT.29.61L914.3W 121123 JZ0411.101.271.431.571.71I.SO1禽曲（M算現(xiàn)撓爾薊淤誰上軸心受壓及啊心受壓購件吋，釦截面旳氏邊磴直栓小于302”鵡咼閶St土的蠱度i 值師柬以圧氏勻構(gòu)杵嚴(yán)（如程礎(chǔ)t成熨 播面抑軸統(tǒng)尺寸等HU有儒就時,可不曼jt限制； 畫簡出就聲t:的暹茂設(shè)計悄應(yīng)戰(zhàn)專打標(biāo)廨取用遽餐土弾性模（ x N/n）表2 >3CISran<3S<3r)(35G402.H2題3.00323.Z53,35覗覦土滋度尊級C503*452鋼筋強度標(biāo)準(zhǔn)值、強度設(shè)計值和彈性模戢按表2-2-4 -2-2-8采用。神類符號d( mt

13、u)AHPH23SQ23$ip83O23SHRK咖(2DJ%&)<16-5WassHKK4Cn( 2nMriSiV /20袖鈕兀h .2OMnK) SO4«uHKimX KSOMi)8-40oo普通鋼倍強度標(biāo)準(zhǔn)fa（N/rmi2）*2 2ASL鋼黑注，熾軋鋼肪蟲桎d菇殆企稱代程；圧艸妊用白輕大于填血 曲侑簡時.應(yīng)柏町靠的匸橫經(jīng)號第三章沉井構(gòu)造上的作用第一節(jié)作用分類和作用代表值一、作用分類沉井構(gòu)造上的作用可分為永久作用和可變作用兩類。永久作用包括構(gòu)造自重、上部建筑荷重、土的側(cè)向壓力、沉井的靜水壓力；可變作用包括沉井頂板和平臺上的活荷載、地面活荷載、助沉加載、地下水壓力（側(cè)

14、壓力、浮托力）、頂管的頂力、流水壓力、融流冰塊壓力等。二、作用代表值對永久作用，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；對可變作用，應(yīng)根據(jù)設(shè)計要求采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值或準(zhǔn)永久值作為代表值。三、效應(yīng)組合當(dāng)構(gòu)造承受兩種或兩種以上可變作用時，承載能力極限狀態(tài)設(shè)計或正常使用極限狀態(tài)驗算按短期效應(yīng)組合設(shè)計，采用組合值為可變作用代表值?？勺冏?用組合值為可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以作用組合系數(shù)。當(dāng)正常使用極限狀態(tài)驗算按長期效應(yīng)組合設(shè)計時，采用準(zhǔn)永久值作為可變作用代表值?？勺冏饔脺?zhǔn)永久值為可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值乘以準(zhǔn)永久值系數(shù)。第二節(jié)永久作用標(biāo)準(zhǔn)值一、自重標(biāo)準(zhǔn)值選用構(gòu)造自重的標(biāo)準(zhǔn)值，可按構(gòu)造構(gòu)件的設(shè)計尺寸與相應(yīng)材料的重度計算確定，鋼筋混凝

15、土重度一般取25kN /m ,，素混凝土重度一般取23kN/m3。上部建筑自重的標(biāo)準(zhǔn)值按實際情況計算。永久設(shè)備的自重標(biāo)準(zhǔn)值，可按設(shè)備樣本 提供的數(shù)據(jù)采用，在構(gòu)件上的設(shè)備轉(zhuǎn)動局部自重及軸流泵的軸向力應(yīng)乘以動力 系數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)值，動力系數(shù)可取2. 0。二、作用在沉井壁上的側(cè)向主動土壓力強度標(biāo)準(zhǔn)值主動土壓力計算公式詳見本手冊第五章的第三節(jié)。第三節(jié)可變作用標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)永久值系數(shù)一、地面活荷載作用在沉井壁上的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值1 地面活荷載呵分為地面堆積荷載和地面車輛荷載；2地面堆積荷載作用在沉井壁上的側(cè)壓力強度標(biāo)準(zhǔn)值，可將該荷載標(biāo)準(zhǔn) 值折算為等效第10頁的土層厚度進展計算。 當(dāng)無明確要求時，地面堆積荷載標(biāo)準(zhǔn)值一

16、般取10kN / m2；3 地面車輛荷載作用在沉井壁上的側(cè)壓力強度標(biāo)準(zhǔn)值，為該荷載標(biāo)準(zhǔn)值 傳遞到計算深度處的豎向壓力標(biāo)準(zhǔn)值乘以計算深度處土層的主動土壓力系數(shù)進 展計算；4 地面堆積荷載和地面車輛荷載作用在沉井井壁卜的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值取二者中的大值，準(zhǔn)永久值系數(shù)可取0。二、地下水(包括上層滯水)對沉井作用的標(biāo)準(zhǔn)值和準(zhǔn)永久值系數(shù)1 沉井側(cè)壁上的水壓力標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)按靜水壓力計算；2,計算地下水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的沒計水位，應(yīng)按施工階段和使用階段當(dāng)?shù)乜?能岀現(xiàn)的最高和最低水位采用；3 水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的相應(yīng)設(shè)計水位，應(yīng)根據(jù)對構(gòu)造的作用效應(yīng)確定取最低 水位或最高水位。當(dāng)取最低水位時，相應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)應(yīng)取1 0；當(dāng)取最高水

17、位時，相應(yīng)的準(zhǔn)永久值系數(shù)可取平均水位與最高水位的比值。三、流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值當(dāng)沉井位于江心時，作用在沉并上的流水壓力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)設(shè)計水位按(3 31)式計算確定，流水壓力分布如圖3 3 1。流水壓力的準(zhǔn)永久值系數(shù)，參照本章第三節(jié)第二款確定。y * V3尸族=叱屛富* A（3-3式中流水壓力標(biāo)淮值4町；加淹沒彫響系數(shù)，按it 3-3-2釆用，對于業(yè)淹段式應(yīng)為1.0：&作用在沉并上的水流力體型系數(shù)，按表3-3-1采用；人一水流眾大設(shè)計流速沿井垂肓面的平均流速G«A）;g遁力加速度ni/s2）；沖沉井的阻水面積（品.深度計算至最低伸刷線處“3 Q淹桃式CH淹故比3-3-1作用耙沉井上

18、的流水壓力闍】一沉井中心注一覽汁貳愷;L河屋瞠國一直低沖劇線風(fēng)并上水流力休型系數(shù)亂Lfc M ®L471.330,730 67O.ffT第四章根本設(shè)計第一節(jié)沉井設(shè)計原那么一、各類沉井構(gòu)造構(gòu)件均按承載能力極限狀態(tài)計算。二、除刃腳外其他沉井構(gòu)造構(gòu)件在使用階段均應(yīng)進展正常使用極限狀態(tài)驗 算。對軸心受拉或小偏心受拉的構(gòu)件按短期效應(yīng)組合進展抗裂度驗算，對受彎 構(gòu)件和大偏心受拉構(gòu)件按長期效應(yīng)組合進展裂縫寬度驗算，對需要控制變形的 構(gòu)造構(gòu)件按長期效應(yīng)組合進展變形驗算。三、各種型式的沉井都要進展沉井下沉、下沉穩(wěn)定性及抗浮穩(wěn)定性驗算， 對于埋深不均的頂管井在必要時還要進展沉井構(gòu)造的傾覆和滑移驗算。不同

19、的穩(wěn)定特性采用不同的設(shè)計系數(shù)， 驗算時，抵抗力應(yīng)只計入永久作用 （可變作用不應(yīng)計入），所有組合作用力均采用標(biāo)準(zhǔn)值。 沉井設(shè)計特征系數(shù)見表個 1 10第二*承載能力極限狀態(tài)計沉井宦計特證系iStltFffi；只.05|1加&>1.30 下就段住1忻上瞬A 1.0（不計胡卿6加抗淆動曲-一、51井結(jié)構(gòu)構(gòu)件扱限狀態(tài)段計時應(yīng)采用下列設(shè)訂表達式U«式中結(jié)構(gòu)煩耍性系數(shù)，沉井蟲全第級在眾悄況下對取二級壓要性系數(shù)為x S用效應(yīng)組介的設(shè)計值：R構(gòu)件抗力的設(shè)計仏按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB 50010規(guī)定確;2”二*沉井按承栽能力極來狀態(tài)逬行強度汁界時的作用效應(yīng)組令設(shè)計值按以卜規(guī)i 強度計算的

20、作用效険組合，應(yīng)按下式確宦：式屮滄第°個永t荷載的分頂系數(shù)；'y0,丸分別為第一個和第i個可變荷載的分頊系數(shù)； 必第i個水久荷載的標(biāo)準(zhǔn)tfh第14頁Qlk 第一個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值，該荷載的效應(yīng)yQ, CQIQIk大于其他任意第/個可變荷載的效應(yīng) YOjCjOjk ;Qjk-廠其他第j個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值；Cgi、cQI、cQi ； 分別為第i個永久荷載、第一個可變荷載、第/個可 變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù)；& e可變荷載的組合值系數(shù)，一般情況下取o. 9。2 永久荷載分項系數(shù)，應(yīng)按表4-2-1采用。*4-21永分頊系IS水久荷戟甘碘垂嫂1 20;駕結(jié)構(gòu)期利吋取L.g僅甬口垂時

21、恥1.27儀井內(nèi)術(shù)壓1-力；當(dāng)對姑構(gòu)肓利時収LOT沉井外上壓1.27；當(dāng)対輔和右制時脫LWM可變荷載分項系數(shù)”應(yīng)按4-2-2釆用.可変荷敘分項蔡數(shù)S 4-2-2分環(huán)釆數(shù)"J變荷栽】一如|1.40雎面鑿荷較LO唱蘆冰斥力LO咆下水壓力1力図苛的頂力i 304_強度計算的作用組合應(yīng)檢懈沉井所處不同環(huán)境從其丄況収不同柞用煩不同項 組合按4-2-3確定。不同工況的作畀粗舍ift 4-23桃?guī)窄h(huán)境駁工觀柞用項日水久作用吋燮梓用自眞機井內(nèi) 本壓 偽土壓tiKM水床 ft頂ITOUjQi直水 KA就壓:霜地機井舗工期間L惟井VjQV護王柞卄7jV婕用期IM沉井內(nèi)無水r彳JV加井內(nèi)有水j1J且心 沉

22、片施工期何工作井jJJ非r惟井j臺-jJJ他用期伺機井旳尤號寸JJJJ朮井內(nèi)戀水jjJJ托;缶樣號”表示排水下沅慍用的作用班口 苻號a心”畫示帶水下悅沉護的作用項R,第五章沉井構(gòu)造設(shè)計計算沉井在下沉?xí)r， 是一種工具性的圍護構(gòu)造，在終沉封底或填充后又常成為深埋根底或地下構(gòu)筑物的組成局部。因此，在各個不同階段，從制作、下沉直 到建成投產(chǎn)使用，沉井各部位的傳力體系、所承受的外力及作用情況都在不斷 變化。所以，沉井構(gòu)造的設(shè)計計算應(yīng)按從施工到使用的各個階段分別依序進展， 以保證沉井構(gòu)造能滿足在施工、運行等各個階段的強度、剛度和穩(wěn)定性的要求。沉井施工階段的訓(xùn)一算， 與所選定的施工方法有關(guān)， 對于不同的施工

23、方案, 它在施工階段的設(shè)計計算容也不一樣。例如，一樣的沉井，當(dāng)采用排水取土下 沉?xí)r，井壁所受到的水、土壓力等外荷載就比采用不排水取土下沉?xí)r的情況要 大。又如，當(dāng)沉井采用觸變泥漿潤滑套助沉?xí)r，土壁對沉井的摩阻力將大大減 少。由于沉井在下沉施工階段是無底無蓋的筒狀構(gòu)造，當(dāng)進展井壁構(gòu)造計算 時，通常在豎向截取單位高度 （可選取數(shù)個不同深度）的一段，作為平面框架構(gòu)造 進展計算。如果沉井平面尺寸較大，難以滿足強度和剛度要求，而在工藝、構(gòu) 造條件允許時，可加設(shè)部支撐予以分隔，做成縱、橫隔墻或撐梁，以及豎向框 架等形式。此時，沉井構(gòu)造先經(jīng)過平面計算再作豎向計算。沉井使用階段的計算， 是指構(gòu)筑物全部建成， 沉

24、井已經(jīng)封底、填充或加蓋, 做好了部隔墻及上部構(gòu)造等，這時候構(gòu)造傳力體系及受力狀態(tài)相對于施工階段 又有了變化，應(yīng)再作為整體深根底或地下構(gòu)筑物進展驗算。沉井各部位的截面及配筋，應(yīng)綜合各階段最不利的受力狀態(tài)進展設(shè)計。第一節(jié)設(shè)計計算的容和步驟一般的沉井構(gòu)造設(shè)計計算的容和步驟如下：1 根據(jù)水文、地質(zhì)資料及工藝使用要求和施工條件，確定沉井的平面形 狀、尺寸、埋置（下沉）深度，布置構(gòu)造體系，選定施工方案。2，確定截面尺寸計算外荷載，并繪出水、土壓力計算圖形。根據(jù)構(gòu)造布置，估算封底混凝土厚度。初步確定沉井井壁厚度及其他一些部位構(gòu)件的截面尺寸。3施工階段強度計算并壁平面框架力計算及配筋；刃腳計算及配筋；井壁的豎

25、向計算配筋；豎向框架的力計算及配筋；第19頁框架底粱防突沉的強度驗算；計算沉井封底混凝土的厚度；鋼筋混凝土底板的計算及配筋。4使用階段計算沉井構(gòu)造各局部的強度計算和抗裂驗算；地基承載力及變形（沉降）計算；沉井抗浮、抗滑移、抗傾覆穩(wěn)定驗算等。第二節(jié)沉井尺寸設(shè)計要點一、井頂標(biāo)高沉井頂面的設(shè)計標(biāo)高，除應(yīng)符合工藝、使用要求外，由于在終沉后，尚需 進展封底及部充填、安裝及上部建筑作業(yè)。故用于水中或岸邊構(gòu)筑物的井頂設(shè) 計標(biāo)高應(yīng)高于施工期間最高水位（加浪高）0 5m以上；用于人工筑島或陸地制作的沉井，宜高于島面或地面 0.3m以上，以防止地面水流入井。一般情況下， 沉井頂面標(biāo)高都應(yīng)高于地面o. 3m以上。二

26、、沉井刃腳踏面標(biāo)高在確定沉井刃腳踏面設(shè)計標(biāo)高（即埋置深度）時，應(yīng)注意以下幾點：1 用于地下或水中的空腹式構(gòu)筑物，應(yīng)按使用凈空要求確定沉井刃腳踏 面設(shè)計標(biāo)高。2 根據(jù)抗沖刷計算，沉井的刃腳應(yīng)埋置在沖刷線以下足夠深度，并且滿 足抗傾覆、抗滑移等穩(wěn)定性要求。3 根據(jù)地基承載力及變形 （沉降）計算，選擇較好的持力層。4 沉井在終沉?xí)r，刃腳踏面標(biāo)高由于超沉或未到設(shè)計位置，按絲合水排水工程鋼筋混凝土沉井構(gòu)造設(shè)計規(guī)程？規(guī)定的施工允許誤差，應(yīng)在設(shè)計時預(yù)留。三、沉井平面尺寸沉井在平面上的部凈空尺寸除應(yīng)滿足使用要求外，尚應(yīng)計入沉井下沉的施工允許豎向偏斜和水平位移，而且兩項偏差可能同時存在。根據(jù)規(guī)規(guī)定，沉井 四角（

27、圓形沉井為相互垂直兩直徑與圓周的交點）中任何兩角的刃腳底面高差，不得超過該兩角間水平距離的1%,最大不得超過 30Omm ;如兩角間水平距離小于10m時，其刃腳高差允許為 100mm。沉井的水平位移，不得超過下沉總深度 的1%,但下沉總深度小于 IOm時，其水平位移允許為 100mm。因此，按施工 需要擴大沉井的平面尺寸，對于空腹式構(gòu)筑物，應(yīng)擴大部凈空尺寸；用于填充 實體式根底可擴大外沿預(yù)留裙邊的尺寸。浮運沉井沉放時，其沉放至水下基床后，平面位置的偏差更大。四、沉井井壁厚度和各部位的截面尺寸沉井井壁厚度及各部位的截面尺寸應(yīng)滿足如下幾個方面的根本要求：下沉要求；沉井構(gòu)造在各個階段的穩(wěn)定要求（如抗

28、浮、抗滑移、抗傾覆 ）;沉井構(gòu)造在各個階段的強度及剛度要求；使用階段的抗?jié)B要求。第六章沉井的構(gòu)造布置及構(gòu)造第一節(jié)構(gòu)造布置一、沉井平面及豎向布置沉井平面應(yīng)盡町能對稱布置，以利沉井穩(wěn)定下沉。如果平面上不對稱，造 成沉井的偏心，令沉井作業(yè)困難，向哪邊偏心就有可能向哪邊傾斜。同樣，沉 井的豎向布置也應(yīng)使重心盡可能居中。形狀怪異的構(gòu)造不適宜采用沉井。二、矩形沉井長寬比矩形沉井長寬比不宜大于2。當(dāng)長寬比過大時，需要采取措施，以加強構(gòu)造剛度。某水廠的二級泵房平面尺寸為59mxl6m，深度12m。設(shè)計時考慮到長寬比為3. 68, 2. 0,設(shè)計要求施工時帶一道縱墻和兩道橫墻廠沉。施工單位 執(zhí)意不從，最終改成帶

29、一道縱墻下沉，取消兩道橫墻，即該沉井橫向只有框架， 如圖6 1 1和圖6-1-2所示。當(dāng)沉井下沉到還有 3m就到達預(yù)定下沉標(biāo)高時，發(fā)生突沉，其中某一只角 下沉80cra,沉井的每個橫向框架都發(fā)生裂縫。這是一例嚴(yán)重的教訓(xùn)，這樣的沉 井，不加強剛度，就難以抵抗施工因素造成的整體變形。三、平面分格不同的沉井，根據(jù)不同的使用要求，平面上會有不同的分格。沉井分格因 有下沉操作要求，故分格的尺寸有所限制，通常每格的凈尺寸不得小于3m。如果沉井作為頂管的工作井，其分格的尺寸尚應(yīng)滿足頂管工作井的要求。分格寬度B=3D+（2 . o-2. 4m）, D為頂管的外徑（m）,分格的長度一般不小于7. 5m四、刃腳布

30、置刃腳通常沿沉井外壁布置。當(dāng)下沉系數(shù)太大時，中隔墻或底梁下面也適當(dāng)布置刃腳以增加下沉阻力；當(dāng)沉井尺寸比較大，考慮隔墻及底梁底受力要求， 中隔墻下也應(yīng)布置刃腳。某廠水泵房位于長江人，該工程由國外設(shè)計，地下局 部采用沉井法施工。沉井長39. 8m、第60頁1500寬39. 45m、深16. 2m，沉井井壁厚1. 5-1. 7m，井還設(shè)有七道隔墻，總重約 17500t，沉井構(gòu)造如圖6-1-3所示。刃腳沿沉井周邊布置，中隔墻下無刃腳，施 工時用砂包墊平。帕?xí)A 1 9500 口 財IX> 丄 9500 1200 1200 1200I亍94S0一該沉井在抽除刃腳下承墊木以后，就發(fā)生裂縫39條（其中：

31、貫穿者27條未貫穿者12條），裂縫寬度0. 2-0. 4mm不等，最大達lmm。從裂縫部位來看， 全部集中在七道隔墻上，尤其在預(yù)留洞口兩側(cè)較集中，幾乎每個洞口均岀現(xiàn)裂 縫，但在四周外墻上未發(fā)現(xiàn)裂縫。尺寸這么大的沉井僅在周邊設(shè)置刃腳是不妥當(dāng)?shù)?，?dāng)撤除周邊刃腳下的承墊木時，中隔墻承受懸臂力矩和剪力；沉井下沉?xí)r，中隔墻的正彎矩電很大。該沉井在抽墊木后及下沉過程中岀現(xiàn)許多裂縫，都說明這座沉井刃腳的布置不 合理。RI6-M刃腳構(gòu)選1一底風(fēng)2雀3-封定觀K 土第二節(jié)刃腳形式和構(gòu)造一、刃腳形式刃腳的形式一般有以下五種（見圖6-2-1）。a型刃腳適用于干封底情況，在無地下水地區(qū)可以采用，不適用于軟土地 區(qū)。b

32、型刃腳是常用的形式，適用帶水下沉的沉井。c型刃腳外壁設(shè)臺階，可以減少下沉阻力，適用下沉系數(shù)較小而難于下沉 的沉井。第七章沉井施工概要第一節(jié)概要簡述沉井，是深根底和地下工程的一種構(gòu)造形式，也是常采用的施工方法之一。沉井是在經(jīng)過整平或處理的地基上制作的無蓋、無底的構(gòu)造物，采取不同的方式取岀井的土體，主要靠其本身重量克制井壁與土的摩阻力和刃腳下的阻 力下沉到設(shè)計標(biāo)高。經(jīng)封底后形成的地下空間，可作為地下構(gòu)筑物或作為根底 使用。沉井施工法，不僅適用于軟土地基，在硬土、砂、礫石等土層也可應(yīng)用。 由于沉井是一種傳統(tǒng)的施工方法，再加j：采用了新的技術(shù)，因而應(yīng)用圍很廣。但沉井在密集建筑群、管線復(fù)雜及環(huán)境保護要求

33、高的地區(qū)使用，應(yīng)采取特殊措 施。一、沉井特點1 沉井制作場地較為靈活，既可就地制作（包括在江邊或江中圍堰筑島制作），也可在滑道、拼裝船上制作，尤其在水域里，沉井這一特點是其他深根底 難以取代的。2 沉井構(gòu)造剛度大，井壁能承受井外的水土壓力，取土?xí)r無需像地下連 續(xù)墻或板樁那樣需加設(shè)支護。3 同敞口基坑開挖相比，沉井的挖土量較少，深度越深，其優(yōu)越性越明 顯。4. 沉井不僅可以作為臨時擋土隔水構(gòu)筑物，更可作為構(gòu)造本身或構(gòu)造根 底。其混凝土質(zhì)量比在泥漿下澆筑的地下連續(xù)墻更可靠。5. 沉井下沉?xí)r，對周圍土體有擾動，因此，對在井周破壞棱體圍的構(gòu)筑物、管線，須采取有效措施，并進展必要的保護和監(jiān)測。二、施工工

34、藝沉井施工工藝包括施工準(zhǔn)備、地基處理、井墻制作、沉井下沉、沉井封底 五個大局部。沉井施工工藝流程詳見圖7 1 1。三、施工要求（一）沉井制作1 做地基處理，控制砂墊層質(zhì)量，使沉井第一次制作時的重量通過承墊 木或素混凝土墊層擴散后的荷載小于下臥層地基土的承載力特征值。2,為防止岀現(xiàn)冷縫，應(yīng)具備足夠的混凝土熟料供給能力。3 當(dāng)沉井為屢次制作屢次下沉?xí)r，每次接高都須滿足沉井的穩(wěn)定要求； 即傳送至刃腳下土層的荷載，應(yīng)小于該層土的極限承載力。必要時須在井周回 填砂土或向井灌水，保持刃腳下土層的穩(wěn)定性。（二 ）沉井下沉1-采用承墊木法施工時，應(yīng)按施工組織設(shè)計中規(guī)定的先后順序，對稱、同 步、協(xié)調(diào)地抽去第72

35、頁埋件1-泗tt上或自捋僦凝 ±弄生機拝下機iffi 7-1-1施匚I 一藝液程圖墊木，并在抽出墊木的空穴位置及時填砂。O "深度,2 對于高壓縮性的軟土層，如淤泥質(zhì)土，要嚴(yán)格控制“鍋底防止因“鍋底"超深而引起沉井突然下沉。3 按確保沉井穩(wěn)定的需要掌握臨界挖深。對沉井下沉過程中的基底隆起、管涌或承壓水引起的不透水層穿破，下沉前要有預(yù)計，下沉?xí)r應(yīng)嚴(yán)格掌握。4,按勤測勤糾偏的原那么進展沉井下沉。在終沉階段，刃腳的標(biāo)高差和 平面軸線偏差，要始終控制在規(guī)容許的圍。(三)沉井封底1 排水法施工封底(干封底)(1) 沉井到達終沉標(biāo)高后 8小時的累計下沉量wicm,可進展混凝土

36、干封底；(2) 干封底可采用分格澆筑方法，其澆筑順序及每次澆筑格數(shù)，要根據(jù)下沉終止時的刃腳高差及井格涌土情況而定；(3) 封底前應(yīng)將鍋底整平，與封底混凝土接觸的刃腳和井壁須鑿毛并洗干 凈；(4) 設(shè)置集水井，其四周應(yīng)設(shè)倒濾層，并與排水溝相連；(5) 集水井在混凝土到達設(shè)計強度前方可封堵。對采用井點或井管降水措施的沉井，可酌情少設(shè)(或不設(shè))集水井，但降水需在底板混凝土到達設(shè)計強度前方 可停頓運轉(zhuǎn)。2 不排水法施工封底(水下封底)(1) 與水下混凝土接觸的刃腳及井壁、隔墻的混凝土面，需由潛水員水下沖洗干凈，井去除井格中的泥渣；(2) 澆筑水下混凝土?xí)r，需確保連續(xù)不斷地供給混凝土熟料；(3) 水下混凝土強度滿足設(shè)計要求前方可抽除井集水。第八章 沉井下沉過程中經(jīng)常發(fā)生的問題及處理第一節(jié)沉井井位偏差及糾偏沉井下沉施工，要不斷地糾正偏斜， 將沉井沉到設(shè)計標(biāo)高。 在下沉過程中， 不產(chǎn)生偏差幾乎是不可能的，但將偏差控制在規(guī)允許圍之，甚至更小一些，那 么是完全可能的。這就要求在下沉施工中，做到勤測勤糾，精心施工。一、沉井下沉中的測量工作在沉井第一節(jié)外模撤除后，尚未抽除承墊木之前，應(yīng)在井頂及外壁混凝土外表用油漆標(biāo)岀縱橫中線，縱橫中線必須正交。沉井測點應(yīng)設(shè)在沉