沉井設(shè)計(jì)計(jì)算講解課件

沉井設(shè)計(jì)細(xì)則

安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

1精選課件前言

在我們的工程中經(jīng)常遇到沉井，大多用于煉鋼及軋鋼的一次沉淀池中。從前的設(shè)計(jì)一般是根據(jù)某些參考書(shū)及前人的設(shè)計(jì)實(shí)例進(jìn)行的，統(tǒng)一性不夠完善。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《給水排水工程鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》（CECS137:2002）已于2003年出版發(fā)行，為了讓設(shè)計(jì)人員對(duì)此有所了解，更好地進(jìn)行沉井設(shè)計(jì)及方案選擇，特舉辦本次技術(shù)講座。2精選課件

第一節(jié)概述

一．定義把不同截面形狀的井筒或箱體，按邊排土邊下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。

3精選課件也有人把沉井稱為開(kāi)口沉箱，把沉箱稱為閉口沉井。

二．沉井的特點(diǎn)1．施工場(chǎng)地占地面積小、出土量少、成本低、可靠性好;2．適用土質(zhì)范圍廣，淤泥土、砂土、粘土、礫砂等均可施工；3．施工深度大，最大深度可達(dá)100m；4．施工給周圍地層中造成的位移小，對(duì)臨近建筑物的影響小。

三．用途適用于地下構(gòu)筑物及深基礎(chǔ)，如地下泵房、地下沉淀池、地下車庫(kù)、地下料坑等。4精選課件四．沉井的組成井壁—擋土、擋水，一般情況下作為永久結(jié)構(gòu)刃腳—切土，保證沉井下沉隔墻—以永久結(jié)構(gòu)的隔墻作為沉井的支撐，用以減小計(jì)算跨度5精選課件底梁—在軟土土層中下沉，為防止下沉不穩(wěn)定，起到增加阻力的作用沉井的形狀有矩形、圓形及橢圓形五．沉井的施工簡(jiǎn)介6精選課件1．施工工序清理場(chǎng)地→測(cè)量放線→開(kāi)挖基坑→鋪設(shè)砂墊層、墊木→制作井筒→設(shè)置降水井點(diǎn)或挖排水溝、集水井→抽取墊木→挖土、下沉→封底→澆筑底板砼2．開(kāi)挖方式水挖法、干挖法、中心島法水挖法即不排水開(kāi)挖法，這種方法的特點(diǎn)是沉井內(nèi)、外的水位基本一致。該法適用于滲水量大的砂層等不穩(wěn)定地層，可避免排水造成的涌砂等不良現(xiàn)象。1）抓斗法，該種方法因抓不到刃腳下方的土體，是利用沉井自重使刃腳下方的土體崩塌而下沉。該法7精選課件使用于軟土地層，當(dāng)土層強(qiáng)度高時(shí)，如密實(shí)的砂層，則不適用；2）水利機(jī)械法，用高壓水槍破土，用泥漿泵通過(guò)排泥管排泥，優(yōu)點(diǎn)是能沖挖到刃腳斜面處的土體，缺點(diǎn)是沖挖范圍不易控制；3）鉆吸法先鉆孔松動(dòng)土體，然后向孔內(nèi)射水沖挖，挖土范圍易控制。干挖法即排水開(kāi)挖法，適用于不易發(fā)生流砂或存在卵石、孤石的情況。排水工法簡(jiǎn)介：1）集水井排水法8精選課件

這種方法易發(fā)生流砂現(xiàn)象，由于排水致使周圍土體壓密，給沉井下沉也帶來(lái)困難。2）外圍排水法，這種方法是在沉井外圍設(shè)置深井，在深井中插入水泵往外抽水，使地下水位降低。9精選課件該法影響范圍大，容易造成周圍地面下沉；3）防滲墻法為防止因降水造成地面下沉，可在沉井外圍設(shè)置防滲墻，防滲墻以外的水不會(huì)流入井內(nèi)。10精選課件3．封底分為干封底、濕封底兩種方式。

干封底即通過(guò)干挖法施、井底無(wú)水的情況下進(jìn)行的封底。又分為施工底板前停止降水和施工底板后停止降水兩種。若施工底板前停止降水則應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定封底砼厚度（稍后介紹）。

濕封底即通過(guò)水挖法施工、井內(nèi)有水的情況下進(jìn)行的封底。因施工底板前需將井內(nèi)的水抽干，封底砼要承受水浮托力的作用，其厚度需經(jīng)計(jì)算確定。濕封底是通過(guò)導(dǎo)管進(jìn)行水下砼澆筑，類似于泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁或地下連續(xù)墻。11精選課件第二節(jié)沉井尺寸的擬定

1．據(jù)工藝要求確定沉井內(nèi)凈尺寸；2．井頂標(biāo)高，高出開(kāi)挖后的地面300mm以上。有時(shí)頂部有現(xiàn)澆板，通常預(yù)留一段井壁與頂板同時(shí)現(xiàn)澆；12精選課件3．刃腳底標(biāo)高，根據(jù)工藝標(biāo)高、底板厚度及持力層來(lái)確定；4．壁厚，涉及到強(qiáng)度、裂縫寬度、下沉系數(shù)、下沉穩(wěn)定系數(shù)、抗?jié)B、抗浮等諸多因素，需逐項(xiàng)落實(shí)，最終確定壁厚。有時(shí)為增大下沉系數(shù)，需做成外臺(tái)階變截面形式，以降低井壁與土的摩阻力，同時(shí)也減少了材料量；還有時(shí)為減小下沉系數(shù)，需做成內(nèi)臺(tái)階變截面形式，在不降低摩阻力的情況下降低自重，同時(shí)減少了材料量。13精選課件14精選課件

第三節(jié)沉井結(jié)構(gòu)上的作用及荷載分項(xiàng)系數(shù)一．永久作用1．結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值鋼筋混凝土重度取25kN/m3，素混凝土重度取23kN/m32．側(cè)向主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值

二．可變作用1．地面活荷載，分為地面堆載及車輛荷載，地面堆載一般按10kN/m2，車輛荷載根據(jù)車輛類型及及其輪壓換算成均布荷載。2．地下水側(cè)壁上的水壓力標(biāo)準(zhǔn)值按靜水壓力計(jì)算，根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告取最高水位進(jìn)行計(jì)算。15精選課件三．承載力極限狀態(tài)強(qiáng)度計(jì)算的基本組合荷載分項(xiàng)系數(shù)結(jié)構(gòu)自重1.20，對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)1.00，僅自重時(shí)1.27沉井內(nèi)水壓1.27，對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)1.00沉井外土壓1.27，對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)1.00地面活荷載1.40地下水壓力1.27四．正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度的計(jì)算準(zhǔn)永久組合準(zhǔn)永久值系數(shù)

地面堆載及車輛荷載0水、土壓力1.0注意裂縫寬度計(jì)算公式按《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069—2002），不按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。還應(yīng)注意計(jì)算裂縫寬度使用的彎矩為準(zhǔn)永久組合值，而非標(biāo)準(zhǔn)組合值，與混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范不同。16精選課件

第四節(jié)水、土壓力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算1．水壓力

Fw=γwzw

2.土壓力

Ka=tg2(45°-φ/2)φ—土的內(nèi)摩擦角，取固結(jié)快剪峰值強(qiáng)度指標(biāo)

Fep,k=Kaγsz-2c√Ka17精選課件3．水、土壓力合算與分算合算、分算尚屬學(xué)術(shù)界存在爭(zhēng)議的問(wèn)題，各地有各自的工程經(jīng)驗(yàn)。工程界較為能接受的算法如下：無(wú)粘性土，水土分算粘性土，水土合算，不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；水土分算，固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。18精選課件建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）中，砂性土宜按水土分算，粘性土宜按水土合算，也可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確定。建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）中，碎石土、砂土水土分算，粉土、粘性土水土合算。上?；庸こ淘O(shè)計(jì)規(guī)程(DBJ08-61-97)中，宜按水土分算原則計(jì)算水、土壓力，有工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，也可按水土合算的原則計(jì)算。天津巖土工程技術(shù)規(guī)范（DB29-20-2000）中，宜按水土分算的原則計(jì)算，當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可按水土合算的原則計(jì)算。浙江建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（DB33/1001-2003）中，淤泥、淤泥質(zhì)土，采用不排水強(qiáng)度指標(biāo)和飽和重度水土合算；砂土，采用有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)和有效重度水19精選課件土分算，有工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可采用三軸固結(jié)不排水總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)水土合算。廣東建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（DBJ15-31-2003）中，對(duì)砂性土宜按水土分算，粘性土、淤泥質(zhì)土宜按水土合算。夏明耀·地下工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)中，對(duì)于砂土、粉性土和粉質(zhì)粘土等滲透性較好的土層應(yīng)采用水土分算；對(duì)于粘性土，分算、合算應(yīng)具體對(duì)待，沉井、多道支撐的擋土結(jié)構(gòu)宜水土分算。合算、分算，從理論上講應(yīng)按土的滲透性來(lái)確定，不透水的土層才可用水土壓力合算。土力學(xué)中，土的滲透系數(shù)≤10-7cm/s定為實(shí)際上的不透水。

我們的工程中，通常采用水土壓力分算的原則，若需合算，應(yīng)有充分的經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)技術(shù)會(huì)議討論。

20精選課件4．c、φ指標(biāo)的選用建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）中，c、φ采用三軸試驗(yàn)固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)可采用直接剪切試驗(yàn)的固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。上海基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程中，采用總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，按三軸或直剪固結(jié)不排水峰值強(qiáng)度指標(biāo)取用。水、土壓力分算時(shí)，從理論上應(yīng)采用有效應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c’、φ’計(jì)算土壓力，但巖土工程勘察報(bào)告中一般不提供此參數(shù)。上海規(guī)程中通過(guò)對(duì)總應(yīng)力參數(shù)c、φ及有效應(yīng)力參數(shù)c’、φ’計(jì)算的土壓力比較，兩者基本相當(dāng)，水、土分算時(shí)亦可采用總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

在我們的工程中，一般采用直接剪切試驗(yàn)固結(jié)快剪總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ，若需采用三軸試驗(yàn)指標(biāo)或有效應(yīng)力指標(biāo)，應(yīng)進(jìn)行討論。5．重度水土分算時(shí)取土的浮重度，合算時(shí)取土的天然重度。21精選課件第五節(jié)沉井的下沉計(jì)算1．井壁與土的摩阻力計(jì)算1）單位面積摩阻力選用

我們?cè)趲r土工程勘察技術(shù)委托時(shí)，若可能存在沉井，通常要求勘察單位提供各土層的單位面積摩阻力。若報(bào)告中未提出，則參見(jiàn)沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程取值。22精選課件

在取值時(shí)，粘性土根據(jù)液性指數(shù)IL的高、低取其下、上限；砂、石土根據(jù)其標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N或重型動(dòng)力觸探錘擊數(shù)N63.5的高、低取其上、下限。2）摩阻力沿井壁外側(cè)的分布

23精選課件2．下沉系數(shù)的計(jì)算kst=(Gk-Ffw,k)/Ffk

Gk—沉井自重標(biāo)準(zhǔn)值

Ffw,k—下沉過(guò)程中水的浮托力標(biāo)準(zhǔn)值

Ffk—井壁總摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值要求下沉系數(shù)kst≥1.05上海地基規(guī)范中，下沉系數(shù)1.05~1.25，位于淤泥質(zhì)土層中取小值，其他土層中取大值。天津地基規(guī)范中，下沉系數(shù)1.05~1.15，位于軟弱土層中1.05，其他土層中1.15。浙江地基規(guī)范中，下沉系數(shù)1.05~1.25，位于淤泥質(zhì)土層中取小值，土質(zhì)條件較好時(shí)取大值。其他地區(qū)參考上述取值，土質(zhì)條件差（淤泥、淤泥質(zhì)土）時(shí)1.05，其他1.25。24精選課件下沉系數(shù)大時(shí)，應(yīng)設(shè)置底梁以增加阻力，降低下沉系數(shù)。沉井在軟弱土層中下沉，當(dāng)下沉系數(shù)較大時(shí)（一般大于1.5），或在下沉過(guò)程中遇有特別軟弱土層時(shí)，需進(jìn)行下沉穩(wěn)定驗(yàn)算，以防止突沉或下沉標(biāo)高難以控制。

kst,s=(Gk-F’fw,k)/(F’fk+Rb)kst,s—下沉穩(wěn)定系數(shù)，0.8~0.9F’fw,k—水的浮托力標(biāo)準(zhǔn)值

F’fk—井壁總摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值

Rb—沉井刃腳、隔墻和底梁下地基土的極限承載力之合地基土極限承載力在巖土工程勘察報(bào)告中查取，未提供時(shí)按沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程查取，見(jiàn)下表：25精選課件26精選課件對(duì)每一種土是取上限還是下限，根據(jù)液性指數(shù)、標(biāo)貫值等來(lái)判別，還可以用土的地基承載力特征值的2倍來(lái)比較。27精選課件第六節(jié)

抗浮驗(yàn)算抗浮問(wèn)題常被忽略，沉井結(jié)構(gòu)因其埋深大，承受的地下水浮托力大，設(shè)計(jì)中必須進(jìn)行抗浮驗(yàn)算?？垢◎?yàn)算分為封底階段和使用階段，按可能出現(xiàn)的最高水位驗(yàn)算。

kfw=Gk/Fbfw,k≥1.0kfw—抗浮系數(shù)，計(jì)入側(cè)壁摩阻力時(shí)，kfw≥1.25Fbfw,k—水浮托力標(biāo)準(zhǔn)值28精選課件1．封底階段當(dāng)沉井沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高并澆筑封底砼后應(yīng)進(jìn)行抗浮驗(yàn)算，Gk包括井壁及封底砼自重標(biāo)準(zhǔn)值;若在底板施工后停止降水，則Gk包括井壁、封底砼及底板砼自重標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)要求封底砼與底板砼間以插筋連接。若抗浮不能滿足要求，則應(yīng)延長(zhǎng)降水時(shí)間，再增加其他結(jié)構(gòu)自重來(lái)加大抗浮系數(shù)。若仍不能滿足要求，則應(yīng)考慮拉錨等措施。2．使用階段Gk除井壁、封底砼及底板砼自重外，再增加其他結(jié)構(gòu)自重，如內(nèi)筒、頂板、抹坡砼等。29精選課件第七節(jié)沉井井壁計(jì)算一．圓形沉井沉井結(jié)構(gòu)是個(gè)空間體系，實(shí)際中簡(jiǎn)化為平面體系計(jì)算其內(nèi)力及配筋，而以構(gòu)造措施來(lái)保證其空間整體工作。

按平面結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算的方法是沿沉井豎向切取1m高的井壁，在水、土壓力作用下，如同一個(gè)水平框架。沉井沿深度方向荷載逐漸加大，截面也可能變化，應(yīng)截取若干段進(jìn)行計(jì)算，以降低鋼筋用量。在井筒穩(wěn)定下沉條件下，井壁所承受的荷載為均布荷載，計(jì)算的彎矩不大，一般只需構(gòu)造配筋。但由于井壁外土質(zhì)及擾動(dòng)程度并不均勻，且在下沉過(guò)程中總要發(fā)生偏斜，從而使井壁在同一水平圓環(huán)上的土壓力呈不均勻分布，導(dǎo)致井壁彎矩加大。目前采用的方法是將井體視作不均勻壓力作用下的封閉圓環(huán)，取其1/4進(jìn)行計(jì)算，假定90°圓環(huán)兩端土的內(nèi)摩擦角差值為5°~10°，我們的工程中所遇到的旋流池采用10°。30精選課件圓環(huán)上的壓力取上、下端的平均值。刃腳以上高度等于壁厚的圓環(huán)單獨(dú)計(jì)算除承受水、土壓力外，還要承受刃腳傳來(lái)的剪力。

上述為人工計(jì)算方法，我們現(xiàn)在擁有SAP2000通用計(jì)算軟件，可用它進(jìn)行沉井的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算。

31精選課件二．矩形沉井

沿沉井豎向截取1m高的水平框架，盡量多取，荷載取每段上、下端的平均值。刃腳以上高度等于壁厚的一段，除承受水、土壓力外，還要承受刃腳傳來(lái)的剪力。32精選課件考慮支座寬度的因素，支座彎矩可進(jìn)行折減：M支=M1-ΔM

M支—支座邊緣處彎矩M1—支座中心處的計(jì)算彎炬ΔM—彎炬折減值，ΔM=1/3Vb，ΔM＞0.3M1時(shí)，取0.3M1V—支座邊緣處的剪力b—支座寬度矩形沉井亦可用SAP2000通用計(jì)算軟件進(jìn)行沉井的空間結(jié)構(gòu)計(jì)算，可發(fā)現(xiàn)沿高度方向內(nèi)力的變化，從而進(jìn)行配筋優(yōu)化。三．裂縫寬度及配筋計(jì)算以不包括地面活荷載的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算裂縫寬度，注意用沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程中的公式，裂縫寬度不超過(guò)0.25mm。33精選課件以包括地面活荷載的彎矩設(shè)計(jì)值計(jì)算配筋，注意將彎矩標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)，水、土壓力1.27，地面荷載1.4。四．豎向彎曲計(jì)算沉井下沉前，抽除支承墊木的過(guò)程中，將使沉井落置在幾個(gè)定位墊木上，將沉井壁看作豎向的梁進(jìn)行彎曲計(jì)算，按規(guī)程中的幾種情況計(jì)算。即算出彎炬后，計(jì)算井壁頂面及刃腳底面的縱向受拉鋼筋。As=M0/(0.9fyh0)As=M0/(fyz)（按深梁時(shí)，L/h≤2.5）M0以自重標(biāo)準(zhǔn)值乘以1.27算得34精選課件

五．豎向抗拉驗(yàn)算沉井下沉至接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，刃腳下已被掏空，沉井靠井壁與土之間的摩阻力來(lái)維持平衡，井壁自重產(chǎn)生豎向拉力?；虺辆喜磕程幈煌翆涌ㄗ。虏刻幱趹业鯛顟B(tài)，亦出現(xiàn)豎向拉力。35精選課件土質(zhì)較好，沉井下沉系數(shù)接近1.05時(shí)，井壁最大拉力：Nmax=G/4（G=井壁自重×1.27）

As=Nmax/fy土質(zhì)均勻的軟土地基，下沉系數(shù)較大（≥1.5）時(shí)，可不驗(yàn)算豎向拉斷。

六．刃腳計(jì)算1．向外彎曲計(jì)算沉井剛開(kāi)始下沉?xí)r，刃腳已插入土內(nèi)，刃腳下部承受到較大的正面及側(cè)面阻力，而井壁外側(cè)壓力并不大。此時(shí)在刃腳根部將產(chǎn)生向外彎曲力矩。36精選課件β0—刃腳斜面與土的外摩擦角，可取土的內(nèi)摩擦角，硬土30°，軟土20°。按規(guī)程中的公式算出刃腳根部向外的彎炬設(shè)計(jì)值，按受彎構(gòu)件計(jì)算受彎鋼筋，若井壁豎向鋼筋不足，應(yīng)另外增設(shè)。37精選課件2．向內(nèi)彎曲計(jì)算沉井下沉到最后階段，刃腳踏面下的土被掏空，為刃腳向內(nèi)彎曲的最不利情況。在水、土壓力作用下，算出刃腳根部向內(nèi)的彎矩設(shè)計(jì)值，按受彎構(gòu)件計(jì)算受彎鋼筋，若井壁豎向鋼筋不足，應(yīng)另外增設(shè)。38精選課件3．向外彎曲的水平抗拉圓形沉井算出刃腳圓環(huán)的環(huán)向拉力設(shè)計(jì)值，在算出受拉鋼筋。矩形沉井在拐角處使互相垂直的刃腳產(chǎn)生拉力，在構(gòu)造上采取措施，設(shè)置水平筋，防止刃腳轉(zhuǎn)角處開(kāi)裂。七．使用階段的井壁驗(yàn)算沉井在下沉階段只是水平受彎，底板、頂板施工后，井壁的受力狀態(tài)發(fā)生改變，增加了豎向受彎的因素，對(duì)井壁內(nèi)側(cè)的豎向鋼筋影響較大。井壁與頂、底板的連接視為鉸接，按三邊或四邊支承板進(jìn)行受彎計(jì)算。39精選課件第八節(jié)封底砼

沉井沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在澆筑底板前，需澆筑封底砼，起到墊層、止水、穩(wěn)定沉井的作用，其強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。封底分為干封底和濕封底，干封底即無(wú)地下水或通過(guò)降水、排水保證地下水位在鍋底以下進(jìn)行的封底；濕封底即水下封底井內(nèi)有水的情況下，以導(dǎo)管進(jìn)行水下砼施工。40精選課件一．干封底沉井下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，井內(nèi)鍋底無(wú)水，或雖然有水，但采取排水或其他降水措施能夠做到井底基本無(wú)水，在澆筑底板砼及養(yǎng)護(hù)期間能排干積水時(shí)，可采取干封底。干封底砼的厚度按具體情況而定，一般能保證底板順利施工即可。但若有地下水，而在澆筑砼底板前停止降水或排水時(shí)，則必須進(jìn)行封底砼強(qiáng)度計(jì)算，以確定封底厚度。二．濕封底底板施工前，需抽干井內(nèi)的水，封底砼定要承受水浮托力的作用，因而水下封底砼必定要進(jìn)行強(qiáng)度和抗浮計(jì)算，確定其厚度，類似于干封底的后一種情況。三．彎矩計(jì)算1．作用在封底砼上的向上均布荷載q=γwhw-q1hw—作用在封底砼底面的水頭高度q1—單位面積的封底砼自重41精選課件2．封底砼與刃腳斜面鉸接圓形板M=0.1979qr2r—圓板的計(jì)算半徑，取至刃腳斜面水平投影的中點(diǎn)矩形板按單向或雙向板計(jì)算，取正、負(fù)彎矩的絕對(duì)值最大值。3．封底砼厚度

M—每m寬度內(nèi)最大彎矩值

b—計(jì)算寬度，取1mft—砼軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

hu—附加厚度，可取300mm42精選課件4.抗剪計(jì)算封底砼通常呈鍋底狀，其邊緣厚度比中間小，在水的浮托力作用下易在井壁周邊薄弱處發(fā)生剪切破壞，需進(jìn)行剪切驗(yàn)算，并在說(shuō)明中提出邊緣處最小厚度要求。將q乘以1.27，計(jì)算封底砼邊緣每m寬度的最大剪力。圓形沉井可用總剪力除以沉井內(nèi)壁周長(zhǎng)，矩形沉井可按單向或雙向板算得邊緣最大剪力設(shè)計(jì)值，然后按下式進(jìn)行驗(yàn)算：

V≤0.7bhft

b—計(jì)算寬度，取1mh—沉井內(nèi)壁處刃腳范圍內(nèi)的封底砼厚度43精選課件第九節(jié)沉井封底的細(xì)節(jié)一．干封底的實(shí)現(xiàn)沉井盡量采用干封底，排水問(wèn)題是沉井封底的關(guān)鍵。一般情況下，應(yīng)在底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后停止降水?？赡馨l(fā)生流砂現(xiàn)象時(shí)，采用井外井點(diǎn)降水或深井降水；其他情況可采用集水井排水，設(shè)置排水溝，溝內(nèi)及集水井周圍回填碎石或礫石，使從刃腳下滲入井內(nèi)的水流匯入集水井，再用泵排出井外。44精選課件1—鋼筋砼底板2—帶法蘭蓋板3—止水片4—橡皮墊5—砂石濾層，以排水溝形式設(shè)置6—素砼墊層底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，以法蘭盤封閉，以砼找平。二．濕封底的實(shí)現(xiàn)以空氣吸泥機(jī)清除井內(nèi)鍋底浮泥，由潛水工進(jìn)行水下檢查、整平，以導(dǎo)管進(jìn)行水下砼澆筑。此方法施工難度大，在鋼鐵企業(yè)中極少采用。濕封底工藝要求在底板施工前將井內(nèi)的水抽干，因此封底砼厚度必須經(jīng)過(guò)計(jì)算。45精選課件第十節(jié)刃腳型式及井壁構(gòu)造一．刃腳46精選課件（a）常用型式（b）減小下沉阻力，適于難以下沉的沉井（c）適于硬土（卵石、風(fēng)化巖）下沉，以角鋼保護(hù)刃腳砼C取值范圍，軟土400~600，硬土150~300。刃腳斜面與水平面夾角θ通常取50~60°，一般取60°，不可小于50°，以防抽墊木或挖土下沉?xí)r產(chǎn)突沉，危及人身安全。47精選課件刃腳高度通常大于1000，軟土地基上有時(shí)可達(dá)2500以上。為方便施工，刃腳外側(cè)水平鋼筋置于豎筋外側(cè)，內(nèi)側(cè)水平筋置于豎筋內(nèi)側(cè)。刃腳的踏面需配置數(shù)根粗鋼筋加強(qiáng)，結(jié)合豎向抗彎曲計(jì)算確定。刃腳內(nèi)側(cè)和與底板連接的凹槽在下沉之前需鑿毛，以加強(qiáng)封底砼與刃腳及底板與凹槽的結(jié)合，可有效地防水。二．井壁1．沉井壁可變截面，由下往上逐漸變薄，一是節(jié)約材料，二是增大下沉系數(shù)；2．為方便施工，井壁內(nèi)、外側(cè)水平鋼筋設(shè)在豎向鋼筋的外、里側(cè)；48精選課件3．井壁與平臺(tái)梁、板以插筋及槽口連接，詳見(jiàn)附圖；

4．底板與井壁通過(guò)凹槽連接，凹槽深度150~200。深度過(guò)大則削弱井壁較多，過(guò)小則支承面不足。該種連接按鉸接考慮，若按彈性連接，則應(yīng)有足夠數(shù)量的插筋；5．隔墻與沉井壁一起下沉的隔墻，其底面高出刃腳踏面500左右，在硬土層中下沉?xí)r，為防止隔墻底面阻沉，可增49精選課件至1000~1500。沉井下沉后澆筑的隔墻，通過(guò)在井壁內(nèi)側(cè)預(yù)留插筋的方法連接，可采用HPB235鋼筋，先彎折，后扳直。防水可采用遇水膨脹橡膠止水條；6．分節(jié)澆筑沉井高度較大時(shí)，可分節(jié)澆筑，分兩次或多次澆筑，每節(jié)~6m，最大不超過(guò)12m。兩節(jié)之間的鋼筋分兩次搭接，之間的施工縫通過(guò)凸式企口或預(yù)埋3mm厚鍍鋅鋼板止水帶來(lái)實(shí)現(xiàn)防水。分節(jié)下沉?xí)r，先計(jì)算第一節(jié)下沉系數(shù)，再計(jì)算第二節(jié)接上后的下沉系數(shù)，依次類推。50精選課件

第十一節(jié)沉井施工易出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策一．傾斜偏轉(zhuǎn)1．產(chǎn)生原因1）刃腳下土層軟硬不均勻；2）未對(duì)稱抽取墊木；3）未均勻挖土下沉，井壁內(nèi)土面高差大；4）刃腳下掏空過(guò)多，沉井突然下沉，產(chǎn)生傾斜；5）刃腳一角或一側(cè)被障礙物擱住，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理；6）井外堆土或其他原因造成對(duì)沉井四周的偏壓；7）產(chǎn)生流砂。2．糾偏方式1）偏出土糾偏，即在刃腳高的一側(cè)出土，使其下沉；2）井外射水，井內(nèi)偏出土糾偏；51精選課件3）增加偏土壓、偏心壓重糾偏。

52精選課件二．井內(nèi)流砂產(chǎn)生流砂的主要條件：1．地下水位以下的砂質(zhì)粉土或粉、細(xì)砂的厚度大于250；2．顆粒級(jí)配中不均勻系數(shù)Cu=d60/d10＜5（即均粒土）；3．含水量w＞30%~40%；4．土的孔隙率＞43%；5．土的顆粒組成中，粘粒（d＜0.005mm）含量＜10%，粉粒（d=0.005~0.05mm）含量＞75%；6．動(dòng)水壓力作用的水力梯度超過(guò)臨界水力梯度，即可能產(chǎn)生流砂。53精選課件臨界水力梯度icr=γ’/γw=(Gs-1)/(1+e)即(H1-H2)/L＞icr時(shí)，可能發(fā)生流砂

H1—原地下水位高度

H2—井內(nèi)水位高度

L—地下水流動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)的路線長(zhǎng)度，L=H1+H2防止流砂現(xiàn)象的措施：1．向井內(nèi)灌水灌水后，H2增加，