沉井式結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)課程

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述q 沉井的概念沉井的概念q 沉井的特點(diǎn)沉井的特點(diǎn)q 沉井類型沉井類型q 沉井構(gòu)造沉井構(gòu)造 第六章第六章 沉井式結(jié)構(gòu)沉井式結(jié)構(gòu)第一頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。一、沉井的概念一、沉井的概念 沉井是一個(gè)上無蓋下無底的井筒狀結(jié)構(gòu)物，利用結(jié)構(gòu)自重作用而下沉井是一個(gè)上無蓋下無底的井筒狀結(jié)構(gòu)物，利用結(jié)構(gòu)自重作用而下沉入土，即在地面筑成的沉入土，即在地面筑成的“半成品半成品”沉入土中，在地下完成結(jié)構(gòu)物沉入土中，在地下完成結(jié)構(gòu)物施工。施工。q應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍 沉井一般沉到較堅(jiān)實(shí)的土層上，充分利用深層土承載能力。沉井一般沉到較堅(jiān)實(shí)的土層上，充分利用深層土承載能力。l 深基礎(chǔ)深基礎(chǔ): :橋梁

2、墩臺(tái)基礎(chǔ)、橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)、l 地下結(jié)構(gòu)：取水構(gòu)筑物、污水泵站、地下工業(yè)廠房、地下倉(cāng)地下結(jié)構(gòu)：取水構(gòu)筑物、污水泵站、地下工業(yè)廠房、地下倉(cāng)庫(kù)、盾構(gòu)拼裝井、礦井、地下其他構(gòu)筑物庫(kù)、盾構(gòu)拼裝井、礦井、地下其他構(gòu)筑物第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q泰州長(zhǎng)江大橋中塔沉井基礎(chǔ)泰州長(zhǎng)江大橋中塔沉井基礎(chǔ) 沉井基礎(chǔ)長(zhǎng)沉井基礎(chǔ)長(zhǎng)5858米，寬米，寬4444米，總高度為米，總高度為7676米，沉井沉入米，沉井沉入1919米深米深水和水和5555米河床覆蓋層，封底混凝土厚米河床覆蓋層，封底混凝土厚11m.11m.第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第三頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。p國(guó)外采用沉井基礎(chǔ)的橋梁國(guó)外

3、采用沉井基礎(chǔ)的橋梁 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第四頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q寶山鋼鐵廠取水泵房寶山鋼鐵廠取水泵房 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第五頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。二、沉井的特點(diǎn)二、沉井的特點(diǎn)q 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)l 埋置深度大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，能承受較大荷載；埋置深度大，整體性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，能承受較大荷載；l 下沉過程中無需設(shè)置坑壁支撐或板樁圍壁，簡(jiǎn)化了施工；下沉過程中無需設(shè)置坑壁支撐或板樁圍壁，簡(jiǎn)化了施工；l沉井施工時(shí)對(duì)鄰近建筑物影響較小。沉井施工時(shí)對(duì)鄰近建筑物影響較小。 q缺點(diǎn)缺點(diǎn)l 施工期較長(zhǎng)施工期較長(zhǎng) ；l 施工技術(shù)要求高；施工技術(shù)要求高； l 施工中易發(fā)生流砂造成沉井傾斜或下沉困

4、難等。施工中易發(fā)生流砂造成沉井傾斜或下沉困難等。 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第六頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。三、沉井分類三、沉井分類q按平面形狀按平面形狀圓形圓形: :制作簡(jiǎn)單、易于控制下沉、受力性能好、制作簡(jiǎn)單、易于控制下沉、受力性能好、 周長(zhǎng)小，側(cè)面摩擦力小、對(duì)周圍的土體擾動(dòng)小周長(zhǎng)小，側(cè)面摩擦力小、對(duì)周圍的土體擾動(dòng)小 建筑面積不能充分利用建筑面積不能充分利用方形、矩形：方形、矩形：制作方便、水平壓力產(chǎn)生彎矩，使用方便制作方便、水平壓力產(chǎn)生彎矩，使用方便 受力情況不好、對(duì)周圍土體擾動(dòng)大、土壓力和摩擦力不均勻受力情況不好、對(duì)周圍土體擾動(dòng)大、土壓力和摩擦力不均勻兩孔、多孔：兩孔、多孔：孔間有隔墻或

5、橫梁，改變井壁和底板的受力狀況孔間有隔墻或橫梁，改變井壁和底板的受力狀況 施工易于控制、多適用于平面尺寸大的沉井施工易于控制、多適用于平面尺寸大的沉井橢圓形：橢圓形：對(duì)水流阻力小，多用于橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)、江心泵站對(duì)水流阻力小，多用于橋梁墩臺(tái)基礎(chǔ)、江心泵站多邊形、多孔井字形多邊形、多孔井字形一、概述一、概述第七頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。三三 沉井分類沉井分類q按豎向剖面形狀按豎向剖面形狀圓柱形：圓柱形：不易發(fā)生傾斜、對(duì)周圍土體擾動(dòng)小不易發(fā)生傾斜、對(duì)周圍土體擾動(dòng)小 側(cè)向摩擦力大、井壁容易拉裂側(cè)向摩擦力大、井壁容易拉裂 多用于入土不深、土質(zhì)松散情況多用于入土不深、土質(zhì)松散情況階梯形：階梯形：外壁階梯

6、形：減小摩擦力、擾動(dòng)大、節(jié)省材料外壁階梯形：減小摩擦力、擾動(dòng)大、節(jié)省材料內(nèi)壁階梯形：節(jié)省材料、減小擾動(dòng)、避免下沉過快內(nèi)壁階梯形：節(jié)省材料、減小擾動(dòng)、避免下沉過快一、概述一、概述第八頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。l混凝土沉井混凝土沉井l鋼筋混凝士沉井鋼筋混凝士沉井l鋼殼沉井鋼殼沉井p按沉井的建筑材科的分類按沉井的建筑材科的分類第九頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。l 隧道連續(xù)沉井隧道連續(xù)沉井 p按沉井的構(gòu)造形式按沉井的構(gòu)造形式:第十頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q單獨(dú)沉井單獨(dú)沉井 平戰(zhàn)結(jié)合用的人防工事沉井平戰(zhàn)結(jié)合用的人防工事沉井 三、沉井圖例三、沉井圖例 第十一頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。四、沉井

7、的構(gòu)造四、沉井的構(gòu)造 第十二頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q井壁井壁沉井的主要部分，要有足夠的強(qiáng)度和厚度。沉井的主要部分，要有足夠的強(qiáng)度和厚度。井壁厚度決定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力學(xué)性井壁厚度決定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力學(xué)性質(zhì)以及沉井能在足夠的自重下順利下沉質(zhì)以及沉井能在足夠的自重下順利下沉q 井壁斷面形式的選擇井壁斷面形式的選擇q土質(zhì)松軟、摩擦力小、下沉深度小土質(zhì)松軟、摩擦力小、下沉深度小 直墻式直墻式q土質(zhì)松軟、下沉深度深土質(zhì)松軟、下沉深度深 井壁外側(cè)直線形內(nèi)側(cè)階梯形井壁外側(cè)直線形內(nèi)側(cè)階梯形q土質(zhì)密實(shí)、下沉深度大土質(zhì)密實(shí)、下沉深度大 外壁做成階梯形井壁外壁做成階梯形井壁 q

8、減小摩擦力的措施減小摩擦力的措施觸變泥漿潤(rùn)滑、壁外噴射高壓空氣觸變泥漿潤(rùn)滑、壁外噴射高壓空氣二、沉井的構(gòu)造二、沉井的構(gòu)造 第十三頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q刃腳刃腳 井壁最下端一般都做成刀刃狀的井壁最下端一般都做成刀刃狀的“刃腳刃腳”。刃腳的主要功用是減少下沉阻力。刃腳的主要功用是減少下沉阻力。刃腳還應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，以免下沉過程中損壞。刃腳還應(yīng)具有一定的強(qiáng)度，以免下沉過程中損壞。 q刃腳形式的選擇刃腳形式的選擇q踏面寬度踏面寬度 10 103030 q刃腳內(nèi)側(cè)的傾角一般為刃腳內(nèi)側(cè)的傾角一般為 q刃腳的高度當(dāng)沉井濕封底時(shí)，取刃腳的高度當(dāng)沉井濕封底時(shí)，取1.51.5m m左右，干封底時(shí)，取左

9、右，干封底時(shí)，取0.60.6m m左右。左右。 二、沉井的構(gòu)造二、沉井的構(gòu)造 第十四頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q內(nèi)隔墻內(nèi)隔墻 內(nèi)隔墻內(nèi)隔墻 增加沉井在下沉過程中的剛度并減小井壁跨徑增加沉井在下沉過程中的剛度并減小井壁跨徑把整個(gè)沉井分隔成多個(gè)施工井孔（取土井），使挖土和把整個(gè)沉井分隔成多個(gè)施工井孔（取土井），使挖土和下沉可以較均衡地進(jìn)行，也便于沉井偏斜時(shí)的糾偏。下沉可以較均衡地進(jìn)行，也便于沉井偏斜時(shí)的糾偏。q隔墻的厚度一般為隔墻的厚度一般為0.50.5m m左右。隔墻下部應(yīng)設(shè)過人孔，供施工人員左右。隔墻下部應(yīng)設(shè)過人孔，供施工人員于各取土井間往來之用。人孔的尺寸一般為于各取土井間往來之用。人孔

10、的尺寸一般為0.80.81.21.2m m1.11.11.2m1.2m左右。左右。 二、沉井的構(gòu)造二、沉井的構(gòu)造 第十五頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q封底及頂蓋封底及頂蓋 當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)過技術(shù)檢驗(yàn)并對(duì)坑底清理后，即可封當(dāng)沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，經(jīng)過技術(shù)檢驗(yàn)并對(duì)坑底清理后，即可封底，以防止地下水滲入井內(nèi)。底，以防止地下水滲入井內(nèi)。封底可分濕封底（即水下灌筑混凝土）和干封封底兩種。封底可分濕封底（即水下灌筑混凝土）和干封封底兩種。封底完畢，待混凝土結(jié)硬后在上方澆筑鋼筋混凝土底板。封底完畢，待混凝土結(jié)硬后在上方澆筑鋼筋混凝土底板。當(dāng)沉井作為地下結(jié)構(gòu)物時(shí)多采用鋼筋混凝土頂板。當(dāng)沉井作為地下結(jié)構(gòu)

11、物時(shí)多采用鋼筋混凝土頂板。 二、沉井的構(gòu)造二、沉井的構(gòu)造 第十六頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q底梁和框架底梁和框架 q在比較大型的沉井中，由于使用要求，不能設(shè)置內(nèi)隔墻，則可在比較大型的沉井中，由于使用要求，不能設(shè)置內(nèi)隔墻，則可在沉井底部增設(shè)底梁，并構(gòu)成框架以增加沉井在施工下沉階段在沉井底部增設(shè)底梁，并構(gòu)成框架以增加沉井在施工下沉階段和使用階段的整體剛度。和使用階段的整體剛度。q沉井高度較大，常于井壁不同高度設(shè)置若干道由縱橫大梁組成沉井高度較大，常于井壁不同高度設(shè)置若干道由縱橫大梁組成的水平框架，減少井壁（于頂、底板之間）的跨度，使整個(gè)沉的水平框架，減少井壁（于頂、底板之間）的跨度，使整個(gè)沉井

12、結(jié)構(gòu)布置合理、經(jīng)濟(jì)。井結(jié)構(gòu)布置合理、經(jīng)濟(jì)。q在松軟地層中沉井，底梁的設(shè)置還可以防止沉井在松軟地層中沉井，底梁的設(shè)置還可以防止沉井“突沉突沉”和和“超沉超沉”，便于糾偏和分格封底，以爭(zhēng)取采用干封底。，便于糾偏和分格封底，以爭(zhēng)取采用干封底。q縱橫底梁不宜過多，以免增加結(jié)構(gòu)造價(jià)，施工費(fèi)時(shí)，甚至增大阻力縱橫底梁不宜過多，以免增加結(jié)構(gòu)造價(jià)，施工費(fèi)時(shí)，甚至增大阻力，影響下沉。，影響下沉。 二、沉井的構(gòu)造二、沉井的構(gòu)造 第十七頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)q 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)q 沉井的結(jié)構(gòu)計(jì)算沉井的結(jié)構(gòu)計(jì)算第三節(jié)第三節(jié)

13、沉井的施工沉井的施工 第六章第六章 沉井式結(jié)構(gòu)沉井式結(jié)構(gòu)第十八頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。（一）沉井建筑平面布置的確定；（一）沉井建筑平面布置的確定；（二）沉井主要尺寸的確定和下沉系數(shù)的驗(yàn)算。（二）沉井主要尺寸的確定和下沉系數(shù)的驗(yàn)算。1.1.參考已建類似的沉井結(jié)構(gòu)，初定沉井的幾個(gè)主要尺寸，估算下沉系數(shù)，以控制沉速參考已建類似的沉井結(jié)構(gòu)，初定沉井的幾個(gè)主要尺寸，估算下沉系數(shù)，以控制沉速；2.2.估算沉井的抗浮系數(shù)，以控制底板的厚度等。估算沉井的抗浮系數(shù)，以控制底板的厚度等。. .（三）施工階段強(qiáng)度計(jì)算（三）施工階段強(qiáng)度計(jì)算1 1井壁板的內(nèi)力計(jì)算；井壁板的內(nèi)力計(jì)算；2 2刃腳的撓曲計(jì)算；刃腳的撓

14、曲計(jì)算；3 3底橫梁、頂橫梁的內(nèi)力計(jì)算；底橫梁、頂橫梁的內(nèi)力計(jì)算；一、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)一、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié) 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第十九頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。（四）使用階段的強(qiáng)度計(jì)算（包括承受動(dòng)載）（四）使用階段的強(qiáng)度計(jì)算（包括承受動(dòng)載）1 1按封閉框架（水平方向的或垂直方向的）或圓池結(jié)構(gòu)來計(jì)按封閉框架（水平方向的或垂直方向的）或圓池結(jié)構(gòu)來計(jì) 算井壁并配筋；算井壁并配筋；2 2頂板及底板的內(nèi)力計(jì)算及配筋。頂板及底板的內(nèi)力計(jì)算及配筋。3. 3. 地基強(qiáng)度和變形驗(yàn)算。地基強(qiáng)度和變形驗(yàn)算。 一、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算主要環(huán)節(jié)一、沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算主要環(huán)節(jié) 第二節(jié)第二節(jié) 沉

15、井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。（一）沉井尺寸的估算（一）沉井尺寸的估算（二）下沉系數(shù)的計(jì)算（二）下沉系數(shù)的計(jì)算（三）抗浮系數(shù)的計(jì)算（三）抗浮系數(shù)的計(jì)算（四）荷載計(jì)算（四）荷載計(jì)算（五）施工階段的強(qiáng)度計(jì)算（五）施工階段的強(qiáng)度計(jì)算平面框架內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)、刃腳內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)、井壁內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)平面框架內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)、刃腳內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)、井壁內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)底梁設(shè)計(jì)、封底混凝土厚度和底板內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)底梁設(shè)計(jì)、封底混凝土厚度和底板內(nèi)力和截面設(shè)計(jì)（六）使用階段的強(qiáng)度計(jì)算（六）使用階段的強(qiáng)度計(jì)算沉井結(jié)構(gòu)在使用階段的強(qiáng)度驗(yàn)算、地基強(qiáng)度和變形驗(yàn)算沉井結(jié)構(gòu)在使用階段的強(qiáng)度驗(yàn)算、地基強(qiáng)度

16、和變形驗(yàn)算沉井抗浮、抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算沉井抗浮、抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算二、沉井結(jié)構(gòu)計(jì)算的主要內(nèi)容二、沉井結(jié)構(gòu)計(jì)算的主要內(nèi)容第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十一頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。（一）沉井下沉系數(shù)的確定（一）沉井下沉系數(shù)的確定q下沉系數(shù)計(jì)算公式下沉系數(shù)計(jì)算公式 G G 沉井在施工階段自重，井壁沉井在施工階段自重，井壁+ +上、下橫梁上、下橫梁+ +隔墻隔墻+ +臨時(shí)鋼封門，不排水下沉臨時(shí)鋼封門，不排水下沉?xí)r為時(shí)為G-BG-B。R Rr r刃角踏面下正面阻力之和，與土質(zhì)情況有關(guān)；刃角踏面下正面阻力之和，與土質(zhì)情況有關(guān)；R Rf f井壁與土層的總摩擦力。井壁與土層的總摩

17、擦力。第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十二頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q井壁摩擦力的假定井壁摩擦力的假定q在深度在深度0 05 5m m范圍內(nèi)單位面積摩擦力按三角形分布，范圍內(nèi)單位面積摩擦力按三角形分布，5 5m m以下以下為常數(shù)為常數(shù) q 取入土全深范圍內(nèi)為常數(shù)的假定取入土全深范圍內(nèi)為常數(shù)的假定 q摩擦力不僅與土的種類有關(guān)，還與土的埋藏深度有關(guān)摩擦力不僅與土的種類有關(guān)，還與土的埋藏深度有關(guān)第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十三頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。q 例例 計(jì)算某連續(xù)沉井（兩端無鋼封門）下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)的下沉系數(shù)。計(jì)算某連續(xù)沉井（兩端無鋼封門）下沉接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)

18、的下沉系數(shù)。（井壁平均極限摩擦力為井壁平均極限摩擦力為15kN/，刃腳極限正面阻力，刃腳極限正面阻力 100 kN/，結(jié)構(gòu)尺寸見，結(jié)構(gòu)尺寸見下表。）下表。） /第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十四頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。/第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 解：解：1)1)計(jì)算沉井自重計(jì)算沉井自重G G第二十五頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。2)2)土對(duì)井壁總摩擦力土對(duì)井壁總摩擦力 3)3)刃腳阻力刃腳阻力 刃腳底面接觸面積刃腳底面接觸面積 刃腳土極限阻力刃腳土極限阻力 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十六頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。抗浮系數(shù)抗浮系數(shù) （二）沉井施

19、工期間的抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算（二）沉井施工期間的抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算 抗浮系數(shù)的大小由底板厚度來調(diào)整抗浮系數(shù)的大小由底板厚度來調(diào)整沉井上浮時(shí)土的極限摩擦力很大，而一般設(shè)計(jì)估用的數(shù)值往往偏小沉井上浮時(shí)土的極限摩擦力很大，而一般設(shè)計(jì)估用的數(shù)值往往偏小，因此因此在驗(yàn)算上浮穩(wěn)定時(shí)以計(jì)入井壁摩擦力較為合理；在驗(yàn)算上浮穩(wěn)定時(shí)以計(jì)入井壁摩擦力較為合理；在粘性土中，因它的滲透系數(shù)很小，地下水補(bǔ)結(jié)非常緩慢，沉在粘性土中，因它的滲透系數(shù)很小，地下水補(bǔ)結(jié)非常緩慢，沉井的浮升也必然極為緩慢，在發(fā)生明顯浮升之前，內(nèi)部結(jié)構(gòu)井的浮升也必然極為緩慢，在發(fā)生明顯浮升之前，內(nèi)部結(jié)構(gòu)、設(shè)備、頂蓋等重量已經(jīng)作用上去，故不再存在浮升問題。、設(shè)備、頂蓋

20、等重量已經(jīng)作用上去，故不再存在浮升問題。第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十七頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。例例 驗(yàn)算大型圓形沉井的驗(yàn)算大型圓形沉井的“抗浮系數(shù)抗浮系數(shù)”。 已知沉井直徑已知沉井直徑D=68mD=68m，底板澆畢后的沉井自重為底板澆畢后的沉井自重為65010650100kN0kN，井壁井壁土壤間摩擦力土壤間摩擦力f f0 0=20kN/m=20kN/m2 2，5m5m內(nèi)按三角形分布，沉井入土深度為內(nèi)按三角形分布，沉井入土深度為h h0 0=25m=25m，封底時(shí)的地下水靜水頭封底時(shí)的地下水靜水頭H=24mH=24m。第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十八頁(yè)，編輯

21、于星期三：八點(diǎn) 九分。解：解： 井壁側(cè)面摩擦力井壁側(cè)面摩擦力浮力浮力 施工階段（底板澆比后）之抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算施工階段（底板澆比后）之抗浮穩(wěn)定驗(yàn)算 采取措施：增加重量、減小浮力采取措施：增加重量、減小浮力 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第二十九頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。第一種情況第一種情況: :在剛開始下沉?xí)r在剛開始下沉?xí)r （三）刃腳計(jì)算（三）刃腳計(jì)算 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刃腳受力向外撓曲刃腳受力向外撓曲, ,通過計(jì)算配置內(nèi)側(cè)豎直鋼筋。通過計(jì)算配置內(nèi)側(cè)豎直鋼筋。第三十頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。第一種情況第一種情況 刃腳向外撓曲的計(jì)算（配置內(nèi)側(cè)豎直鋼筋）刃腳向外撓

22、曲的計(jì)算（配置內(nèi)側(cè)豎直鋼筋） 沿井壁周邊取沿井壁周邊取1.01.0m m寬的截條作為計(jì)算單元寬的截條作為計(jì)算單元 計(jì)算井壁自重計(jì)算井壁自重沿井壁周長(zhǎng)單位寬度上的沉井自重（按全沿井壁周長(zhǎng)單位寬度上的沉井自重（按全井高度計(jì)算），不排水挖土?xí)r應(yīng)扣除浸入水中部分的浮力；井高度計(jì)算），不排水挖土?xí)r應(yīng)扣除浸入水中部分的浮力； 計(jì)算刃腳自重計(jì)算刃腳自重 計(jì)算刃腳上的水、土壓力計(jì)算刃腳上的水、土壓力主動(dòng)土壓力可按朗金理論計(jì)算主動(dòng)土壓力可按朗金理論計(jì)算 計(jì)算刃腳上的土對(duì)井壁的摩擦力計(jì)算刃腳上的土對(duì)井壁的摩擦力 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三十一頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。計(jì)算刃腳下土的反力，計(jì)算刃

23、腳下土的反力，即踏面上土反力和斜面上土反力即踏面上土反力和斜面上土反力第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三十二頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。確定刃腳內(nèi)側(cè)豎直鋼筋確定刃腳內(nèi)側(cè)豎直鋼筋 按以上所求得作用在刃腳上的各個(gè)外力的大小、方向按以上所求得作用在刃腳上的各個(gè)外力的大小、方向和作用點(diǎn)后，即可求對(duì)刃腳根部和作用點(diǎn)后，即可求對(duì)刃腳根部m-nm-n截面上的軸向力截面上的軸向力N N、剪剪力力Q Q以及對(duì)截面中心點(diǎn)的力矩以及對(duì)截面中心點(diǎn)的力矩M M。然后根據(jù)然后根據(jù)M M、Q Q、N N的大小計(jì)算的大小計(jì)算刃腳內(nèi)側(cè)的豎直鋼筋，刃腳內(nèi)側(cè)的豎直鋼筋，分次沉降的沉井的計(jì)算分次沉降的沉井的計(jì)算 最不利的階

24、段最不利的階段 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三十三頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。 例例 設(shè)某矩形沉井封底前井自重設(shè)某矩形沉井封底前井自重2778627786kNkN，井壁周長(zhǎng)為，井壁周長(zhǎng)為2 2（20203232m m）=104m=104m。井高井高8.158.15m m，一次下沉，試求沉井剛開始下沉一次下沉，試求沉井剛開始下沉?xí)r刃腳向外撓曲所需的豎直鋼筋的數(shù)量時(shí)刃腳向外撓曲所需的豎直鋼筋的數(shù)量踏面寬踏面寬a=35a=35，b=45b=45，刃腳高刃腳高8080。第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三十四頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。求單位周長(zhǎng)上沉井自重求單位周長(zhǎng)上沉井自重 三

25、、刃腳計(jì)算三、刃腳計(jì)算 斜面下土的豎直反力斜面下土的豎直反力 作用在斜面上的水平反力作用在斜面上的水平反力 第三十五頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。對(duì)截面對(duì)截面m-nm-n中點(diǎn)中點(diǎn)0 0的彎矩的彎矩M M為為三、刃腳計(jì)算三、刃腳計(jì)算 由于彎矩甚小，僅需按構(gòu)造配筋由于彎矩甚小，僅需按構(gòu)造配筋即可，選用即可，選用 第三十六頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。第二種情況，沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高第二種情況，沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)刃腳向內(nèi)撓曲，通過計(jì)算配置內(nèi)側(cè)豎直鋼筋。刃腳向內(nèi)撓曲，通過計(jì)算配置內(nèi)側(cè)豎直鋼筋。 第三十七頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。刃腳向內(nèi)撓曲計(jì)算，起決定性作用是刃腳外側(cè)水土

26、壓力刃腳向內(nèi)撓曲計(jì)算，起決定性作用是刃腳外側(cè)水土壓力W W及及E E。（一）土壓力按主動(dòng)土壓力計(jì)算；（一）土壓力按主動(dòng)土壓力計(jì)算；（二）水壓力可按下列情況計(jì)算（二）水壓力可按下列情況計(jì)算（1 1）不排水下沉不排水下沉，井壁外側(cè)水壓力值按，井壁外側(cè)水壓力值按100%100%計(jì)算，內(nèi)側(cè)水壓力值計(jì)算，內(nèi)側(cè)水壓力值一般按一般按50%50%計(jì)算，但也可按施工中可能出現(xiàn)的水頭差計(jì)算；計(jì)算，但也可按施工中可能出現(xiàn)的水頭差計(jì)算；（2 2）排水下沉排水下沉，在不透水的土中，可按靜水壓力的，在不透水的土中，可按靜水壓力的70%70%計(jì)算；在計(jì)算；在透水土中，可按靜水壓力的透水土中，可按靜水壓力的100%100%計(jì)

27、算。計(jì)算。水土壓力求出后即可水土壓力求出后即可求得根部截面求得根部截面m-nm-n處的彎矩處的彎矩M M和剪力和剪力Q Q、軸力軸力N N。 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第三十八頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。1 1 沉井在豎直平面內(nèi)的受彎計(jì)算沉井在豎直平面內(nèi)的受彎計(jì)算沉井抽承墊木計(jì)算沉井抽承墊木計(jì)算 （四）施工階段井壁計(jì)算（四）施工階段井壁計(jì)算 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1 1）沉井支承在兩點(diǎn)沉井支承在兩點(diǎn)“定位墊木定位墊木”上時(shí)上時(shí) 井壁的高度和長(zhǎng)度比較井壁的高度和長(zhǎng)度比較，相差不多，相差不多，按簡(jiǎn)支梁近似計(jì)算。按簡(jiǎn)支梁近似計(jì)算。第三十九頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。

28、1 1 沉井在豎直平面內(nèi)的受彎計(jì)算沉井在豎直平面內(nèi)的受彎計(jì)算沉井抽承墊木計(jì)算沉井抽承墊木計(jì)算 （2 2）沉井支承在三支點(diǎn)上時(shí)沉井支承在三支點(diǎn)上時(shí) 中間回填的砂子起到支撐作用。中間回填的砂子起到支撐作用。第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四十頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。1 1沉井在豎直平面內(nèi)的受彎計(jì)算沉井在豎直平面內(nèi)的受彎計(jì)算沉井抽承墊木計(jì)算沉井抽承墊木計(jì)算 （3 3）圓形沉井一般按支承于相互垂直的直徑方向的四個(gè)支點(diǎn)圓形沉井一般按支承于相互垂直的直徑方向的四個(gè)支點(diǎn) 計(jì)算內(nèi)力可以直接查表。計(jì)算內(nèi)力可以直接查表。 第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四十一頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。2

29、 2 井壁垂直受拉計(jì)算井壁垂直受拉計(jì)算井壁豎直鋼筋驗(yàn)算井壁豎直鋼筋驗(yàn)算 沉井偏斜之后，必須及時(shí)糾偏，此時(shí)產(chǎn)生了縱向彎曲并使井壁沉井偏斜之后，必須及時(shí)糾偏，此時(shí)產(chǎn)生了縱向彎曲并使井壁受到垂直方向拉力。受到垂直方向拉力。 設(shè)計(jì)時(shí)采取以下假定：設(shè)計(jì)時(shí)采取以下假定：即沉井下沉將要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，上部井壁被土夾住，而刃腳即沉井下沉將要達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，上部井壁被土夾住，而刃腳下的土被全部掏空。按此下的土被全部掏空。按此“吊空吊空”現(xiàn)象來驗(yàn)算井壁的抗裂性或受拉現(xiàn)象來驗(yàn)算井壁的抗裂性或受拉強(qiáng)度。強(qiáng)度。第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四十二頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。2 2 井壁垂直受拉計(jì)算井壁垂直受

30、拉計(jì)算井壁豎直鋼筋驗(yàn)算井壁豎直鋼筋驗(yàn)算 按經(jīng)驗(yàn)取值，如按經(jīng)驗(yàn)取值，如上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范上海地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四十三頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3 在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算q 取沉至設(shè)計(jì)深度時(shí)，進(jìn)行水土壓力計(jì)算；取沉至設(shè)計(jì)深度時(shí)，進(jìn)行水土壓力計(jì)算； q 作用在井壁上的水土壓力，沿沉井的深度是變化的，作用在井壁上的水土壓力，沿沉井的深度是變化的，因此井壁計(jì)算也應(yīng)沿井的高度方向分段計(jì)算；因此井壁計(jì)算也應(yīng)沿井的高度方向分段計(jì)算；q 砂性土水土分算，粘性土水土合算。砂性土水土分算，粘性土水土合算。

31、第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四十四頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3 在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋井壁水平鋼筋計(jì)算計(jì)算對(duì)于在施工階段井內(nèi)設(shè)有幾道橫隔墻的沉井結(jié)構(gòu)，其井對(duì)于在施工階段井內(nèi)設(shè)有幾道橫隔墻的沉井結(jié)構(gòu)，其井壁的受力情況可按水平框架分析。壁的受力情況可按水平框架分析。底端井壁底端井壁其余井壁分段計(jì)算其余井壁分段計(jì)算橫隔墻計(jì)算橫隔墻計(jì)算節(jié)點(diǎn)按鉸接或者固端計(jì)算節(jié)點(diǎn)按鉸接或者固端計(jì)算第二節(jié)第二節(jié) 沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四十五頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3 在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋

32、計(jì)算對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井 側(cè)向井壁在施工下沉過程中僅靠上下縱橫側(cè)向井壁在施工下沉過程中僅靠上下縱橫梁來支持，因此只能用近似方法，根據(jù)沉梁來支持，因此只能用近似方法，根據(jù)沉井結(jié)構(gòu)的形成及長(zhǎng)、寬、高的相對(duì)尺寸大井結(jié)構(gòu)的形成及長(zhǎng)、寬、高的相對(duì)尺寸大小，將井壁簡(jiǎn)化為小，將井壁簡(jiǎn)化為“框架框架+ +平板平板”的形式計(jì)的形式計(jì)算算 ( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第四十六頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3 在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（橫梁）對(duì)于不能設(shè)橫隔墻

33、的地下建筑沉井（橫梁） q 當(dāng)層高大于沉井的最長(zhǎng)邊當(dāng)層高大于沉井的最長(zhǎng)邊l l的的1.51.5倍倍 , ,不考慮縱橫梁影響，按不考慮縱橫梁影響，按封閉矩形框架計(jì)算封閉矩形框架計(jì)算沿沉井高度方向取幾個(gè)沿沉井高度方向取幾個(gè)截面分別計(jì)算內(nèi)力和截面分別計(jì)算內(nèi)力和配筋。配筋。( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第四十七頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（橫梁）對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（橫梁） q 當(dāng)沉井最短邊當(dāng)沉井最短邊l l大于層高大于層高1.51.5倍時(shí)倍時(shí) ,

34、 ,按豎向連續(xù)梁計(jì)算按豎向連續(xù)梁計(jì)算 ( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第四十八頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（橫梁）對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（橫梁） q 當(dāng)沉井邊長(zhǎng)與層高相差不大時(shí)當(dāng)沉井邊長(zhǎng)與層高相差不大時(shí) , ,按雙向板來計(jì)算按雙向板來計(jì)算 ( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第四十九頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算連續(xù)沉井連續(xù)沉井 連續(xù)沉井

35、井壁的計(jì)算實(shí)際上包括二側(cè)井壁和橫梁計(jì)算、鋼封門連續(xù)沉井井壁的計(jì)算實(shí)際上包括二側(cè)井壁和橫梁計(jì)算、鋼封門計(jì)算三部分。計(jì)算三部分。( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第五十頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算連續(xù)沉井連續(xù)沉井 井壁井壁：視為無梁樓蓋體系，計(jì)算時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)化：視為無梁樓蓋體系，計(jì)算時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)化( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第五十一頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算（2 2）對(duì)于不能設(shè)

36、橫隔墻的地下建筑沉井（連續(xù)沉井）對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（連續(xù)沉井） 上下橫梁：上下橫梁：視為無梁樓蓋體系的柱子，按偏壓構(gòu)件計(jì)算視為無梁樓蓋體系的柱子，按偏壓構(gòu)件計(jì)算( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第五十二頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁計(jì)算在水土壓力作用下的井壁計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算（2 2）對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（連續(xù)沉井）對(duì)于不能設(shè)橫隔墻的地下建筑沉井（連續(xù)沉井） 鋼封門：鋼封門：簡(jiǎn)化為受梯形載荷作用的垂直簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)化為受梯形載荷作用的垂直簡(jiǎn)支梁( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第五十三頁(yè)，編輯

37、于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁在水土壓力作用下的井壁計(jì)算計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算（3 3）對(duì)于圓形沉井井壁內(nèi)力計(jì)算）對(duì)于圓形沉井井壁內(nèi)力計(jì)算 ( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 ABAB之間的壓力之間的壓力 第五十四頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。3 3在水土壓力作用下的井壁在水土壓力作用下的井壁計(jì)算計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算井壁水平鋼筋計(jì)算（3 3）對(duì)于圓形沉井井壁內(nèi)力計(jì)算）對(duì)于圓形沉井井壁內(nèi)力計(jì)算 ( (四四) )、施工階段井壁計(jì)算、施工階段井壁計(jì)算 第五十五頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。作用在底橫梁上的反力作用在底橫梁上的反力 ( (五）、沉井底

38、橫梁豎向撓曲計(jì)算五）、沉井底橫梁豎向撓曲計(jì)算 第五十六頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。 (2) (2)基底雖為不透水粘土層，厚度不足以抵抗地下水的基底雖為不透水粘土層，厚度不足以抵抗地下水的“頂破頂破”（涌（涌水）作用，采用水下封底的辦法。水）作用，采用水下封底的辦法。 ( (六）、水下封底混凝土厚度的確定六）、水下封底混凝土厚度的確定 （1 1）干封底，據(jù)經(jīng)驗(yàn)取）干封底，據(jù)經(jīng)驗(yàn)取0.61.2m.0.61.2m.第五十七頁(yè)，編輯于星期三：八點(diǎn) 九分。水下封底混凝土的厚度，應(yīng)根據(jù)抗浮和強(qiáng)度兩個(gè)條件確定水下封底混凝土的厚度，應(yīng)根據(jù)抗浮和強(qiáng)度兩個(gè)條件確定（1 1）按抗浮條件）按抗浮條件 沉井封底抽水后，在底面最大水浮力的作用下，沉井結(jié)構(gòu)沉井封底抽水后，在底面最大水浮力的作用下，沉井結(jié)構(gòu)是否會(huì)上浮，用抗浮系數(shù)來衡量井的穩(wěn)定性，并進(jìn)行封