非岩石地基上沉井基础的计算
Hale Waihona Puke Ne + Hl λ= = H
∑M
H
非岩石地基上沉井基础的计算
土的抗力
∆x = (Z 0 − Z )tgω
σ ZX = ∆x ⋅ CZ
= CZ (Z 0 − Z )tgω
σ ZX = mZ 0 (Z 0 − Z )tgω
非岩石地基上沉井基础的计算
基底压力
d σ d = C0δ1 = C0 tgω 2 2
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。
• 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
• 实际工程中，沉井被卡住较为常见，也出 现过被拉裂的沉井 。
Pl max = G / 4
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。
沉井作为整体深基础的设计与计算
• 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：
1. 地基土作为弹性变形介质，水平向地基系数随深 地基土作为弹性变形介质， 度成正比例增加； 度成正比例增加； 2. 不考虑基础与土之间的黏结力和摩擦力； 不考虑基础与土之间的黏结力和摩擦力； 3. 沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。 沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。
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 ;
• （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。
非岩石地基上沉井基础的计算
• 有如下平衡方程式：
基底嵌入基岩内的计算方法
见教材P153 见教材
墩台顶面的水平位移
验
• 基底应力验算 • 横向抗力验算 • 水平位移验算
算
沉井施工过程中的结构强度计算
• 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 ：
k = G / τ R ≥ 1.15 ~ 1.25 τ R = ∑ hi u i f i
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
• （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。
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。
沉井井壁与土体之间的摩阻力f（kPa） 土的种类 f(kPa) 粘性土 25~50 砂性土 12~25 砂卵 石 18~30 砂砾石 15~20 软土 10~12 泥浆套 3~5
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