A3钢板:[δω]=145MPa, [τ]=85MPa 混凝土的设计强度(MPa)与参数表9-5 混凝土标号应力种类符号20 25 轴心抗压Ra 11.0 14.5 抗拉Re 1.3 1.55 直接抗剪[jR ] 0.95 1.2 粘结应力[C] 0.9 1.1 弹性模量比N 10 10 图9-40 沉井外形图及地质剖面9.5.2 决定沉井高度及各部分尺寸1.沉井高度根据冲刷计算和最低水位要求，以及按地基土质条件、地基承载力要求沉井底面位于弱风化基岩层一定深度为宜，故定出沉井顶面标高为173.7m，沉井底面标高为162.2m，亦即沉井所需的高度H 为H=183.7-162.2=21.5 m 考虑到施工期间的水位情况，底节沉井高度不宜太小，所以底节沉井高取为6.0m，第一节顶节高度取决于上部结构的重量，与顶盖高度及牛腿受力要求有关，所以顶节沉井高取为5.5m；其余两节均分剩下的高度，即每节高为5.0m。 2.沉井平面尺寸考虑到桥塔墩形式，采用两端半圆形中间为矩形的沉井，圆端的外半径为5.2m，矩形长度为16.0m，宽度为10.0m。井壁厚度顶节取0.6m，第二节厚度为1.4m，第三节厚度为1.5m，底节厚度为1.6m，其它尺寸详见图9-40。 刃脚踏

考 ． ， 水利科学研究院协办 水利部淮委一～～ ⋯⋯⋯ 科技论坛】i 沉 井 下 沉 设 计 计 算 案 例 分 析 姜成启耿亮陈亚军 ( 徐州市水利建筑设计研究院徐州221000) 【摘要】沉井下沉计算是工程能否顺利实施的关键，笔者通过对某水闸沉井基础初沉稳定性、沉井接高稳定性、沉井全部入土时 的下沉 系数等下沉阶段计算，结果表明沉井能顺利下沉 ，不会 出现沉不下去或者突沉现象。工程施工中，沉井下沉睛况与计算结果 一致，表明计算结果可靠。 【关键词】沉井下沉水闸基础 1 引言 沉井广 泛用 于顶管 工作 井及水 利工程 建筑物 基础 施 工 中 ，沉井靠 自重克服 井壁 周 围的摩擦力 下沉 ，主要优 点 是 开挖量少 ，对周 围环境扰 动少 。本文 以某水 闸沉井基 础 为算例 ，对沉井下沉各个阶段进行计算分析 。 2基本资料 某水 闸共 l8 孔 ，单孔 净宽 l Om，总净宽 180m，闸室基 础为沉 井结 构 ，单 井顺水 流 向长为 10m，垂 直水 流 向长 21．6m，井高 为 l 7．1m。沉井 分 2 节制作 ，第 1节高 9．0m，

沉井基础的设计计算与施工第五章沉井基础的设计计算与施工基础工程沉井基础的设计计算与施工主要内容5.1沉井的类型和构造5.2沉井的施工5.3沉井的设计与计算基础工程5.3沉井的设计与计算沉井基础的设计计算与施工实体基础:进行承载能力及地基变形及稳定性验算沉井计算施工期挡土、挡水结构:进行截面配筋计算及抗浮稳定性验算按浅基础设计不考虑基础侧面土的横向抗力据埋置深度按深基础设计考虑基础侧面土的横向抗力沉井基础的设计计算与施工沉井的计算包括施工期验算和作为整体基础的计算。作为整体基础的计算：包含两种情况，当埋深仅有数米时，计算同浅基础；当埋深较大，不能忽略沉井侧壁土体弹性抗力影响时，按刚性桩计算。沉井（刚性桩）计算假定：1、地基土作为弹性变形介质，水平地基系数随深度成正比增加。42、不考虑基础与土间的粘着力和摩阻力。3、沉井基础刚度与土刚度之比可认为是无限大。沉井基础的设计计算与施工当沉井基础埋置深度较大时，需要考虑基础

设计依据1.《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137：2002）2.《客货共线铁路桥涵施工技术指南》 设计条件1、工程概况根据大坝口嘉陵江特大桥施工方案及沉井施工工艺要求，设计沉井结构尺寸如图1所示。沉井平面为矩形，剖面也为矩形，沉井顶标高为369.323m，刃脚踏面标高为360.323m。沉井高度为9.0m，施工时采用分两次制作，第一次制作高度为4.5m，第二次制作高度为4.5m。井壁上部厚度为70cm，下部厚度为85cm，钢筋净保护层厚度为40mm，沉井封底水下混凝土厚度为150cm。沉井内设置钢桁架内支撑，为[20mm与L75×7mm组成，桁架下弦距离封底顶为100cm，桁架高度为200cm，宽度为100cm。图1沉井剖面图图2沉井平面图2、沉井材料混凝土：采用C30,fcd=13.8Mpa，ftd=1. 沉井下沉计算1、沉井自重沉井井壁钢筋混凝土容重按25KN/m3计，其中沉井内支撑及井壁内倒角重量忽略不计，沉井重量为：G1=(20.4×28.4-19×27)×6.77×25=11231KNG2=（(20.4×28.4-19×27)+(20.7×28.7-19×27)）×0.5×0.23×25=424KNG3=(20.7×28.7-19×27)×1.00×25=2027KNG4=（(20.7×28.7-20.1×28.1)+(20.7×28.7-19×27)）×0.5×1.00×25=1380KNGk=G1+G2+G3+G4=15062KN2、摩阻力及下沉系数井壁侧面的摩阻力如图所示：=16. 沉井竖向计算沉井施工拟按照挖槽布设钢板底模，且钢板可以作为刃脚局部加强外包钢板，基于偏安全的计算且筑岛未压实，沉井竖向计算时考虑按照传统布设垫木的方法进行验算。1、抽垫木时井壁竖向计算第一节沉井在开始下沉特别是在抽垫木时，井壁会产生较大的弯矩应力。沉井采用四个支承点，如图所示。（1）假定定位承垫木间距为0.7L，不考虑刃脚下回填砂砾的承载力，第一节井壁单宽自重标准值：gk=3.1918×25=79.8KN/m上式中，3.1928m2为第一节井壁截面积，井壁总截面积为6.3418m2。第一节井壁单宽自重设计值：gk=1.27×79.8=101.3KN/m支点弯矩：M支=-0.5×101.3×（28. 刃脚计算1、刃脚外侧竖向钢筋计算本沉井施工按照不排水法施工，但考虑后期焊接护筒定位钢管需要，验算按排水法计，即井内无水，刃脚按第一种情况沉井位于设计标高，刃脚下的土挖空情况计算，如图所示。（1）外力计算井壁外水平侧向压力标准值如图所示。(2)内力计算及配筋刃脚根部截面I-I弯矩计算时，刃脚自重及井壁摩阻力不计。Mc=0.5×1.27×96.8×1.0^2+0.5×1.27×(109.4-96.8)×1.0^2×2/3=66.8KN.m选择钢筋截面：M=66.8KN.m，假设as=40mm，则h0=850-40=810mm，b=1000mm=0.01查得ζ=0.01，γ=0.995=276mm2最小配筋率为As,min=0. 井壁水平框架的内力计算及配筋(一)、封底前水平框架验算1、单位荷载弯矩计算根据本沉井构造，各跨梁的材料、高度均为相同，且于长边方向设置内支撑，井壁验算由短边方向中点展开计算，如下图跨径组合为9.85+2×13.85+9.85m，按照单位荷载1.0KN/m进行单位荷载弯矩计算，如图所示。沉井井壁框架计算图式沉井井壁框架单位荷载弯矩图（标准值）2、沉井外侧土压力标准值计算对沉井井壁进行分块计算，按高度方向取每延米1.0m计算，沉井施工采用不排水下沉，因此沉井下沉过程仅为土压力作用于沉井井壁上，列表计算入下表。沉井外侧土压力计算（标准值）沉井高度内摩擦角度填料相对容重刃脚处土压力(KN/标高（m）（rad）（KN/m3）m2)369. 水下封底混凝土的计算水下封底混凝土容重取24KN/m，厚度为1.5m。1、荷载计算标准值qk=10×8.68-1.5×24=50.8KN/设计值qs=1.27×50.8=64.5KN/2、封底厚度验算封底混凝土分别与沉井刃脚、桩基形成固结，封底砼总平面27.4m×19.4m，桩基间隙形成封底砼最大平面板为5.0m×4.6m，封底砼验算采用5.0m×4.6m平面固结板计算，计算长度L取4.6m；假设封底厚度为1.5m，水浮力作用在封底砼上按照向上均布荷载计算。封底拟采用C30水下混凝土，抗拉强度设计值为1.39MPa，考虑水下封底时，水下混凝土折减系数为0.8，则其实际抗拉强度设计值为1.39×0. 砂垫层及承垫木的计算1、砂垫层厚度验算根据施工工艺砂垫层利用现有筑岛平面下挖基坑，拟定砂垫层平均厚度为30cm，下卧层为卵石土层，其地基允许承载力为300Kpa，实际因筑岛压实不足，按照80%压实考虑，则实际地基允许承载力为255Kpa。沉井井壁单宽重：gk=1.27×79.8=101.3KN/m，砂垫层内摩擦角为28°。沉井自重在下卧层顶面处产生的压力：Pz=101.3/(1+2×0.5×tan28°)=66.14KN/m2砂垫层自重对下卧层顶面处产生的压力：Ps=0.5×19=9.5KN/m2下卧层顶面承受的总压力：P=66.14+9.5=75.64KN/m2<255KN/m2(安全)2、承垫木根数的确定沉井承垫木根据工程所处地区，选用木材的容许横纹承压应力为2.