《沉井设计计算》PPT课件

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1、沉井设计计算沉井是一种深基础,应该满足基础的要求;施工过程中,沉井又是一种支挡结构,应满足结构方面的要求沉井作为整体深基础的设计与计算沉井施工过程中的结构强度计算沉井作为整体深基础的设计与计算沉井作为整体深基础设计主要是根据上部结构特点、荷载大小以及水文、地质情况，结合沉井的构造要求及施工方法，拟定出沉井的平面尺寸，埋置深度，然后进行沉井基础的设计计算。有两种计算方法：一是埋置较浅时，作为浅基础进行设计计算。当沉井埋置深度较深时，必须考虑周围土体对沉井的影响，这时其计算有一下基本假定：地基土作为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加；不考虑

2、基础与土之间的黏结力和摩擦力；沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。沉井作为整体深基础的设计与计算非岩石地基上沉井基础的计算非岩石地基上沉井基础的计算土的抗力非岩石地基上沉井基础的计算基底压力有如下平衡方程式：非岩石地基上沉井基础的计算基底嵌入基岩内的计算方法见教材P153墩台顶面的水平位移验算基底应力验算横向抗力验算水平位移验算下沉系数计算验算沉井自重是否能克服下沉时土的摩阻力，用下沉系数k表示：沉井井壁与土体之间的摩阻力f（kPa）土的种类粘性土砂性土砂卵石砂砾石软土泥浆套f(kPa)25~5012~2518~3015~2010~123~

3、5沉井施工过程中的结构强度计算沉井底节验算刃脚下的支承位置不断在变，三种情况：1）在排水或无水情况下下沉沉井沉井底节验算（2）假定底节沉井仅支承于长边的中点（3）假定底节沉井支承于短边的两端点沉井刃脚验算沉井刃脚部分可分别作为悬臂或水平框架验算其竖向及水平向的弯曲强度。沉井井壁计算沉井井壁应进行竖直和水平两个方向的内力计算。1）竖直方向在沉井的下沉过程中，当沉井被四周土体箝固着而刃脚下的土已被掏空时，应验算井壁接缝处的竖向拉应力。沉井外侧直立时的井壁受拉计算图按《公路桥涵地基与基础设计规范》，最大竖向拉力Plmax为此时沉井全部重力G的1/4，即

4、实际工程中，沉井被卡住较为常见，也出现过被拉裂的沉井。水平方向根据排水或不排水的情况，沉井井壁在水压力和土压力等水平荷载作用下，应作为水平框架验算其水平方向的挠曲。（1）验算刃脚根部以上，其高度等于该处井壁厚度t的一段井壁，依此设置该段的水平钢筋。（2）其余各段井壁的计算，可按井壁断面的变化,取每一段中控制设计的井壁（位于每一段最下端的单位高度）进行计算。上部井段按照作用在水平框架上的均布荷载q=W+E。然后用同样的计算方法，求得水平框架的最大弯矩M、轴向压力N、剪力Q，并据此设计水平钢筋。沉井封底计算封底混凝土在基底反力作用下，将其当作支承于刃脚

5、斜面及隔墙上的周边支承板考虑；支承情况（简支或嵌固）和计算强度在设计中应视具体情况而定。规定（1）封底混凝土应承受基底水和土的向上反力，此时混凝土的龄期不足，应降低容许应力；（2）混凝土填实时，计入井孔内填充物的重力；（3）封底混凝土的厚度，一般不宜小于1.5D；水下封底混凝土的厚度计算封底要求（1）按最不利情况混凝土厚度：即在沉井封底后，将井内水排干，在钢筋混凝土底板尚未施工前。（2）水下封底混凝土最好不让其中出现拉应力。分配线相交于素混凝土封底上，可以认为不承受拉应力。中央锅底挖深可形成倒拱。浮运沉井计算要点浮运沉井稳定性验算最小高度的验算减少

6、沉井对周围土体破坏的措施（1）增大沉井的下沉系数;使沉井刃脚插入土中0.5-3.0m，以阻止土体从井外向井向涌入。（2）在粉细砂土层中下沉沉井时;事先压浆固结;使粉细砂土固结后（3）如沉井外流砂等固结困难时，也可采用不排水下沉沉井;（4）及时进行回填（5）沉井等地下工程施工前应作好充分准备，施工速度要快；（6）沉井下沉影响范围内的重要建筑物应采取桩基或地下连续墙等加固措施，防止土体破坏向建筑物方向延伸。