沉井設(shè)計(jì)的講義

沉井的設(shè)計(jì)

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。

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。也有人把沉井稱為開口沉箱，把沉箱稱為閉口沉井。

二．沉井的特點(diǎn)1．施工場地占地面積小、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、地下料坑等。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．沉井的施工簡介1．施工工序清理場地→測量放線→開挖基坑→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．開挖方式水挖法、干挖法、中心島法水挖法即不排水開挖法，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。排水工法簡介：1）集水井排水法

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。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)。3．封底分為干封封底、濕濕封底兩兩種方式式。干封底即通過干干挖法施施、井底底無水的的情況下下進(jìn)行的的封底。又又分為施施工底板板前停止止降水和和施工底底板后停停止降水水兩種。若若施工底底板前停停止降水水則應(yīng)通通過計(jì)算算確定封封底砼厚厚度（稍后后介紹））。濕封底即通過水水挖法施施工、井井內(nèi)有水水的情況況下進(jìn)行行的封底。因因施工底底板前需需將井內(nèi)內(nèi)的水抽抽干，封封底砼要要承受水水浮托力的的作用，，其厚度度需經(jīng)計(jì)計(jì)算確定定。濕封封底是通通過導(dǎo)管管進(jìn)行水下下砼澆筑筑，類似似于泥漿漿護(hù)壁鉆鉆孔灌注注樁或地地下連續(xù)續(xù)墻。第二節(jié)沉沉井尺寸寸的擬定定1．據(jù)工工藝要求求確定沉沉井內(nèi)凈凈尺寸；；2．井頂頂標(biāo)高，，高出開開挖后的的地面300mm以上上。有時(shí)時(shí)頂部有現(xiàn)現(xiàn)澆板，，通常預(yù)預(yù)留一段段井壁與與頂板同同時(shí)現(xiàn)澆澆；3．刃腳底底標(biāo)高，，根據(jù)工工藝標(biāo)高高、底板板厚度及及持力層層來確定定；4．壁厚，涉及到強(qiáng)強(qiáng)度、裂縫寬度、、下沉系數(shù)、下沉沉穩(wěn)定系數(shù)、抗?jié)B滲、抗浮等諸多因因素，需逐項(xiàng)落實(shí)實(shí)，最終確定壁厚厚。有時(shí)為增大下下沉系數(shù)，需做成成外臺(tái)階變截面形形式，以降低井壁壁與土的摩阻力，，同時(shí)也減少了材材料量；還有時(shí)為為減小下沉系數(shù)，，需做成內(nèi)臺(tái)階變變截面形式，在不不降低摩阻力的情情況下降低自重，，同時(shí)減少了材料料量。第三節(jié)沉井結(jié)構(gòu)上的作用用及荷載分項(xiàng)系數(shù)數(shù)一．永久作用1．結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值鋼筋混凝土重度取取25kN/m3，素混凝土重度度取23kN/m32．側(cè)向主動(dòng)土壓壓力標(biāo)準(zhǔn)值二．可變作用1．地面活荷載，分分為地面堆載及車車輛荷載，地面堆堆載一般按10kN/m2，車輛荷載根據(jù)車車輛類型及及其輪輪壓換算成均布荷荷載。2．地下水側(cè)壁上的水壓力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值按靜水壓力力計(jì)算，根據(jù)巖土土工程勘察報(bào)告取取最高水位進(jìn)行計(jì)計(jì)算。三．承載力極限狀狀態(tài)強(qiáng)度計(jì)算的基基本組合荷載分項(xiàng)項(xiàng)系數(shù)結(jié)構(gòu)自重1.20，對結(jié)構(gòu)構(gòu)有利時(shí)1.00，僅自重時(shí)1.27沉井內(nèi)水壓1.27，對結(jié)構(gòu)有有利時(shí)1.00沉井外土壓1.27，對結(jié)構(gòu)有有利時(shí)1.00地面活荷載1.40地下水壓力1.27四．正常使用極限限狀態(tài)裂縫寬度的的計(jì)算準(zhǔn)永久組合合準(zhǔn)永久值系數(shù)地面堆載及車輛荷荷載0水、土壓力1.0注意裂縫寬度計(jì)算算公式按《給水排水工程構(gòu)筑筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069—2002），不按混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。還應(yīng)注意計(jì)算裂縫縫寬度使用的彎矩矩為準(zhǔn)永久組合值，而非標(biāo)準(zhǔn)組合值，與與混凝土設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范不不同。第四節(jié)水、土壓力力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)計(jì)算1．水壓力力Fw=γwzw2.土壓壓力Ka=tg2(45°-φ/2)φ—土的內(nèi)摩擦擦角，取固固結(jié)快剪峰峰值強(qiáng)度指指標(biāo)Fep,k=Kaγsz-2c√√Ka3．水、土土壓力合算算與分算合算、分算算尚屬學(xué)術(shù)術(shù)界存在爭爭議的問題題，各地有有各自的工工程經(jīng)驗(yàn)。。工程界較為能接接受的算法如下下：無粘性土，水土土分算粘性土，水土合合算，不固結(jié)不不排水抗剪強(qiáng)度度指標(biāo)；水土分分算，固結(jié)不排排水抗剪強(qiáng)度指指標(biāo)。建筑地基基礎(chǔ)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）中，砂性土宜宜按水土分算，，粘性土宜按水水土合算，也可可按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)確確定。建筑基坑支護(hù)技技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）中，碎石土、、砂土水土分算算，粉土、粘性性土水土合算。。上海基坑工程設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程(DBJ08-61-97)中，宜按水土分分算原則計(jì)算水水、土壓力，有有工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，，也可按水土合合算的原則計(jì)算算。天津巖土工程程技術(shù)規(guī)范（（DB29-20-2000）中，宜按水水土分算的原原則計(jì)算，當(dāng)當(dāng)有可靠經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)也可按水水土合算的原原則計(jì)算。浙江建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)范（DB33/1001-2003）中，淤泥、、淤泥質(zhì)土，，采用不排水水強(qiáng)度指標(biāo)和和飽和重度水水土合算；砂砂土，采用有有效應(yīng)力強(qiáng)度度指標(biāo)和有效效重度水土分算，有工程程經(jīng)驗(yàn)時(shí)也可采采用三軸固結(jié)不不排水總應(yīng)力強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)水土合合算。廣東建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（（DBJ15-31-2003）中，對砂性土宜宜按水土分算，，粘性土、淤泥泥質(zhì)土宜按水土土合算。夏明耀·地下工程設(shè)計(jì)施施工手冊中，對對于砂土、粉性性土和粉質(zhì)粘土土等滲透性較好好的土層應(yīng)采用用水土分算；對對于粘性土，分分算、合算應(yīng)具具體對待，沉井井、多道支撐的的擋土結(jié)構(gòu)宜水水土分算。合算、分算，從從理論上講應(yīng)按按土的滲透性來來確定，不透水水的土層才可用用水土壓力合算算。土力學(xué)中，土的的滲透系數(shù)≤10-7cm/s定為實(shí)際上的不不透水。我們的工程中，，通常采用水土土壓力分算的原原則，若需合算算，應(yīng)有充分的的經(jīng)驗(yàn)并經(jīng)技術(shù)術(shù)會(huì)議討論。4．c、φ指標(biāo)的選用建筑基坑支護(hù)技技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）中，c、φ采用三軸試驗(yàn)固固結(jié)不排水抗剪剪強(qiáng)度指標(biāo)，有有可靠經(jīng)驗(yàn)時(shí)可可采用直接剪切切試驗(yàn)的固結(jié)不不排水抗剪強(qiáng)度度指標(biāo)。上?；庸こ淘O(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程中，采采用總應(yīng)力抗剪剪強(qiáng)度指標(biāo)，按按三軸或直剪固固結(jié)不排水峰值值強(qiáng)度指標(biāo)取用用。水、土壓力分算算時(shí)，從理論上上應(yīng)采用有效應(yīng)應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指指標(biāo)c’、φ’計(jì)算土壓力，但但巖土工程勘察察報(bào)告中一般不不提供此參數(shù)。。上海規(guī)程中通過過對總應(yīng)力參數(shù)數(shù)c、φ及有效應(yīng)力參數(shù)數(shù)c’、φ’計(jì)算的土壓力比比較，兩者基本本相當(dāng)，水、土土分算時(shí)亦可采采用總應(yīng)力抗剪剪強(qiáng)度指標(biāo)。在我們的工程中中，一般采用直直接剪切試驗(yàn)固固結(jié)快剪總應(yīng)力力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)c、φ，若需采用三軸軸試驗(yàn)指標(biāo)或有有效應(yīng)力指標(biāo)，，應(yīng)進(jìn)行討論。。5．重度水土分算時(shí)取土土的浮重度，合合算時(shí)取土的天天然重度。第五節(jié)沉沉井的下沉計(jì)計(jì)算1．井壁與土的摩摩阻力計(jì)算1）單位面積摩阻阻力選用我們在巖土工程程勘察技術(shù)委托托時(shí)，若可能存存在沉井，通常要求勘察單單位提供各土層層的單位面積摩摩阻力。若報(bào)告中未提出出，則參見沉井井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程程取值。在取值時(shí)，粘性性土根據(jù)液性指指數(shù)IL的高、低取其下下、上限；砂、、石土根據(jù)其標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)數(shù)N或重型動(dòng)力觸探探錘擊數(shù)N63.5的高、低取其上上、下限。2）摩阻力沿井壁壁外側(cè)的分布2．下沉系數(shù)的計(jì)計(jì)算kst=(Gk-Ffw,k)/FfkGk—沉井自重標(biāo)準(zhǔn)值值Ffw,k—下沉過程中水的的浮托力標(biāo)準(zhǔn)值值Ffk—井壁總摩阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值要求下沉系數(shù)kst≥1.05上海地基規(guī)范中中，下沉系數(shù)1.05~1.25，位于淤泥質(zhì)土土層中取小值，，其他土層中取取大值。天津地基規(guī)范中中，下沉系數(shù)1.05~1.15，位于軟弱土層層中1.05，其他土層中1.15。浙江地基規(guī)范中中，下沉系數(shù)1.05~1.25，位于淤泥質(zhì)土土層中取小值，，土質(zhì)條件較好好時(shí)取大值。其他地區(qū)參考上上述取值，土質(zhì)質(zhì)條件差（淤泥泥、淤泥質(zhì)土））時(shí)1.05，其他1.25。下沉系數(shù)大時(shí)，，應(yīng)設(shè)置底梁以以增加阻力，降降低下沉系數(shù)。。沉井在軟弱土層層中下沉，當(dāng)下下沉系數(shù)較大時(shí)時(shí)（一般大于1.5），或在下沉過過程中遇有特別別軟弱土層時(shí)，，需進(jìn)行下沉穩(wěn)穩(wěn)定驗(yàn)算，以防防止突沉或下沉沉標(biāo)高難以控制制。kst,s=(Gk-F’fw,k)/(F’fk+Rb)kst,s—下沉穩(wěn)定定系數(shù)，，0.8~0.9F’fw,k—水的浮托托力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值F’fk—井壁總摩摩阻力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值Rb—沉井刃腳腳、隔墻墻和底梁梁下地基基土的極極限承載載力之合地基土極極限承載載力在巖巖土工程程勘察報(bào)報(bào)告中查查取，未未提供時(shí)時(shí)按沉井井結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程程查取，，見下表表：對每一種種土是取取上限還還是下限限，根據(jù)據(jù)液性指指數(shù)、標(biāo)標(biāo)貫值等來判判別，還還可以用用土的地地基承載載力特征征值的2倍來比比較。第六節(jié)抗浮驗(yàn)算算抗浮問題題常被忽忽略，沉沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)因其埋埋深大，，承受的的地下水浮托力力大，設(shè)設(shè)計(jì)中必必須進(jìn)行行抗浮驗(yàn)驗(yàn)算。抗浮驗(yàn)算算分為封封底階段段和使用用階段，，按可能能出現(xiàn)的的最高水位驗(yàn)算算。kfw=Gk/Fbfw,k≥1.0kfw—抗浮系數(shù)數(shù)，計(jì)入入側(cè)壁摩摩阻力時(shí)時(shí)，kfw≥1.25Fbfw,k—水浮托力力標(biāo)準(zhǔn)值值1．封底階階段當(dāng)沉井沉沉至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高并并澆筑封封底砼后后應(yīng)進(jìn)行行抗浮驗(yàn)驗(yàn)算，Gk包括井壁壁及封底底砼自重重標(biāo)準(zhǔn)值值;若在底板板施工后后停止降降水，則則Gk包括井壁壁、封底底砼及底底板砼自自重標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值，此時(shí)要要求封底底砼與底底板砼間間以插筋筋連接。。若抗浮不不能滿足足要求，，則應(yīng)延延長降水水時(shí)間，，再增加加其他結(jié)結(jié)構(gòu)自重重來加大大抗浮系系數(shù)。若若仍不能能滿足要要求，則則應(yīng)考慮慮拉錨等等措施。。2．使用階階段Gk除井壁、、封底砼砼及底板板砼自重重外，再再增加其其他結(jié)構(gòu)構(gòu)自重，，如內(nèi)筒筒、頂板板、抹坡坡砼等。。第七節(jié)沉沉井井井壁計(jì)計(jì)算一．圓形形沉井沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)是個(gè)空空間體系系，實(shí)際際中簡化化為平面面體系計(jì)計(jì)算其內(nèi)內(nèi)力及配配筋，而而以構(gòu)造造措施來來保證其其空間整整體工作作。按平面結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力力計(jì)算的的方法是是沿沉井井豎向切切取1m高的井壁壁，在水水、土壓壓力作用用下，如如同一個(gè)個(gè)水平框框架。沉井沿深深度方向向荷載逐逐漸加大大，截面面也可能能變化，，應(yīng)截取取若干段段進(jìn)行計(jì)計(jì)算，以以降低鋼鋼筋用量量。在井井筒穩(wěn)定定下沉條條件下，，井壁所所承受的的荷載為為均布荷荷載，計(jì)計(jì)算的彎彎矩不大大，一般般只需構(gòu)構(gòu)造配筋筋。但由由于井壁壁外土質(zhì)質(zhì)及擾動(dòng)動(dòng)程度并并不均勻勻，且在在下沉過過程中總總要發(fā)生生偏斜，，從而使使井壁在在同一水水平圓環(huán)環(huán)上的土土壓力呈呈不均勻勻分布，，導(dǎo)致井井壁彎矩矩加大。。目前采用的方方法是將井體體視作不均勻勻壓力作用下下的封閉圓環(huán)環(huán)，取其1/4進(jìn)行計(jì)算，假假定90°圓環(huán)兩端土的的內(nèi)摩擦角差差值為5°~10°°，我們的工程程中所遇到的的旋流池采用用10°。圓環(huán)上的壓力力取上、下端端的平均值。。刃腳以上高度度等于壁厚的的圓環(huán)單獨(dú)計(jì)計(jì)算除承受水水、土壓力外，還要承受受刃腳傳來的的剪力。上述為人工計(jì)計(jì)算方法，我我們現(xiàn)在擁有有SAP2000通用計(jì)算軟件件，可用它進(jìn)行沉沉井的空間結(jié)結(jié)構(gòu)計(jì)算。二．矩形沉井井沿沉井豎向截截取1m高的水平框架架，盡量多取取，荷載取每每段上、下端端的平均值。刃腳以上高度度等于壁厚的的一段，除承承受水、土壓壓力外，還要要承受刃腳傳傳來的剪力。。考慮支座寬度度的因素，支支座彎矩可進(jìn)進(jìn)行折減：M支=M1-ΔMM支—支座邊緣處彎彎矩M1—支座中心處的的計(jì)算彎炬ΔM—彎炬折減值，，ΔM=1/3Vb，ΔM＞0.3M1時(shí)，取0.3M1V—支座邊緣處的的剪力b—支座寬度矩形沉井亦可可用SAP2000通用計(jì)算軟件件進(jìn)行沉井的的空間結(jié)構(gòu)計(jì)計(jì)算，可發(fā)現(xiàn)現(xiàn)沿高度方向向內(nèi)力的變化化，從而進(jìn)行行配筋優(yōu)化。。三．裂縫寬度度及配筋計(jì)算算以不包括地面面活荷載的彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)計(jì)算裂縫寬度度，注意用沉沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)程中的公公式，裂縫寬寬度不超過0.25mm。以包括地面活活荷載的彎矩矩設(shè)計(jì)值計(jì)算算配筋，注意意將彎矩標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值乘以荷載載分項(xiàng)系數(shù)，，水、土壓力力1.27，，地面荷載1.4。四．豎向彎曲曲計(jì)算沉井下沉前，，抽除支承墊墊木的過程中中，將使沉井井落置在幾個(gè)個(gè)定位墊木上上，將沉井壁壁看作豎向的的梁進(jìn)行彎曲曲計(jì)算，按規(guī)規(guī)程中的幾種種情況計(jì)算。。即算出彎炬炬后，計(jì)算井井壁頂面及刃刃腳底面的縱縱向受拉鋼筋筋。As=M0/(0.9fyh0)As=M0/(fyz)（按深梁時(shí)，，L/h≤2.5）M0以自重標(biāo)準(zhǔn)值值乘以1.27算得五．豎向抗拉拉驗(yàn)算沉井下沉至接接近設(shè)計(jì)標(biāo)高高時(shí)，刃腳下下已被掏空，，沉井靠井壁壁與土之間的的摩阻力來維維持平衡，井井壁自重產(chǎn)生生豎向拉力。?；虺辆喜坎磕程幈煌翆訉涌ㄗ?，下部部處于懸吊狀狀態(tài)，亦出現(xiàn)現(xiàn)豎向拉力。。土質(zhì)較好，沉沉井下沉系數(shù)數(shù)接近1.05時(shí)，井壁最大大拉力：Nmax=G/4（G=井壁自重×1.27）As=Nmax/fy土質(zhì)均勻的的軟土地基基，下沉系系數(shù)較大（（≥1.5）時(shí)，可不不驗(yàn)算豎向向拉斷。六．刃腳計(jì)計(jì)算1．向外彎曲曲計(jì)算沉井剛開始始下沉?xí)r，，刃腳已插插入土內(nèi)，，刃腳下部部承受到較較大的正面面及側(cè)面阻阻力，而井井壁外側(cè)壓壓力并不大大。此時(shí)在在刃腳根部部將產(chǎn)生向向外彎曲力力矩。β0—刃腳腳斜面與土土的外摩擦擦角，可取取土的內(nèi)摩摩擦角，硬硬土30°，軟土土20°。。按規(guī)程中的的公式算出出刃腳根部部向外的彎彎炬設(shè)計(jì)值值，按受彎彎構(gòu)件計(jì)算算受彎鋼筋筋，若井壁壁豎向鋼筋筋不足，應(yīng)應(yīng)另外增設(shè)設(shè)。2．向內(nèi)彎曲曲計(jì)算沉井下沉到到最后階段段，刃腳踏踏面下的土土被掏空，，為刃腳向向內(nèi)彎曲的的最不利情情況。在水、土壓壓力作用下下，算出刃刃腳根部向向內(nèi)的彎矩矩設(shè)計(jì)值，，按受彎構(gòu)構(gòu)件計(jì)算受受彎鋼筋，，若井壁豎豎向鋼筋不不足，應(yīng)另另外增設(shè)。。3．向外彎曲曲的水平抗抗拉圓形沉井算算出刃腳圓圓環(huán)的環(huán)向向拉力設(shè)計(jì)計(jì)值，在算算出受拉鋼鋼筋。矩形沉井在在拐角處使使互相垂直直的刃腳產(chǎn)產(chǎn)生拉力，，在構(gòu)造上上采取措施施，設(shè)置水水平筋，防防止刃腳轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角處開裂裂。七．使用階階段的井壁壁驗(yàn)算沉井在下沉沉階段只是是水平受彎彎，底板、、頂板施工工后，井壁壁的受力狀狀態(tài)發(fā)生改改變，增加加了豎向受受彎的因素素，對井壁壁內(nèi)側(cè)的豎豎向鋼筋影影響較大。。井壁與頂頂、底板的的連接視為為鉸接，按按三邊或四四邊支承板板進(jìn)行受彎彎計(jì)算。第八節(jié)封封底砼砼沉井沉至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高后后，在澆筑筑底板前，，需澆筑封封底砼，起到墊層、、止水、穩(wěn)穩(wěn)定沉井的的作用，其其強(qiáng)度等級級不低于C20。封底分為干干封底和濕濕封底，干干封底即無無地下水或或通過降水水、排水保證地地下水位在在鍋底以下下進(jìn)行的封封底；濕封封底即水下下封底井內(nèi)有水水的情況下下，以導(dǎo)管管進(jìn)行水下下砼施工。。一．干封底底沉井下沉到到設(shè)計(jì)標(biāo)高高后，井內(nèi)內(nèi)鍋底無水水，或雖然然有水，但但采取排水水或其他降降水措施能能夠做到井井底基本無無水，在澆澆筑底板砼砼及養(yǎng)護(hù)期期間能排干干積水時(shí)，，可采取干干封底。干封底砼的厚度按按具體情況而定，，一般能保證底板板順利施工即可。。但若有地下水，，而在澆筑砼底板板前停止降水或排排水時(shí)，則必須進(jìn)進(jìn)行封底砼強(qiáng)度計(jì)計(jì)算，以確定封底底厚度。二．濕封底底板施工前，需抽抽干井內(nèi)的水，封封底砼定要承受水水浮托力的作用，，因而水下封底砼砼必定要進(jìn)行強(qiáng)度度和抗浮計(jì)算，確確定其厚度，類似似于干封底的后一一種情況。三．彎矩計(jì)算1．作用在封底砼上上的向上均布荷載載q=γwhw-q1hw—作用在封底砼底面面的水頭高度q1—單位面積的封底砼砼自重2．封底砼與刃腳斜斜面鉸接圓形板M=0.1979qr2r—圓板的計(jì)算半徑，，取至刃腳斜面水水平投影的中點(diǎn)矩形板按單向或雙雙向板計(jì)算，取正正、負(fù)彎矩的絕對對值最大值。3．封底砼厚度M—每m寬度內(nèi)最最大彎矩值b—計(jì)算寬度，取取1mft—砼軸心抗拉拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值hu—附加厚度，，可取300mm4.抗剪計(jì)算封底砼通常呈鍋底底狀，其邊緣厚度度比中間小，在水水的浮托力作用下下易在井壁周邊薄薄弱處發(fā)生剪切破破壞，需進(jìn)行剪切切驗(yàn)算，并在說明明中提出邊緣處最最小厚度要求。將q乘以1.27，計(jì)算封底砼邊緣緣每m寬度的最大剪力。。圓形沉井可用總總剪力除以沉井內(nèi)內(nèi)壁周長，矩形沉沉井可按單向或雙雙向板算得邊緣最最大剪力設(shè)計(jì)值，，然后按下式進(jìn)行行驗(yàn)算：V≤0.7bhftb—計(jì)算寬度，取1mh—沉井內(nèi)壁處刃腳范范圍內(nèi)的封底砼厚厚度第九節(jié)沉井封封底的細(xì)節(jié)一．干封底的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)沉井盡量采用干封封底，排水問題是是沉井封底的關(guān)鍵鍵。一般情況下，應(yīng)在在底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)強(qiáng)度后停止降水。可能發(fā)生流砂現(xiàn)現(xiàn)象時(shí)，采用井外外井點(diǎn)降水或深井井降水；其他情況況可采用集水井排排水，設(shè)置排水溝溝，溝內(nèi)及集水井井周圍回填碎石或或礫石，使從刃腳腳下滲入井內(nèi)的水水流匯入集水井，，再用泵排出井外。1—鋼筋砼底底板2—帶法蘭蓋蓋板3—止水片片4—橡皮墊墊5—砂石濾濾層，以排水溝形形式設(shè)置6—素砼墊墊層底板達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度度后，以法蘭盤封封閉，以砼找平。。二．濕封底的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)以空氣吸泥機(jī)清除除井內(nèi)鍋底浮泥，，由潛水工進(jìn)行水水下檢查、整平，以以導(dǎo)管進(jìn)行水下砼砼澆筑。此方法施施工難度大，在鋼鐵鐵企業(yè)中極少采用用。濕封底工藝要求在在底板施工前將井井內(nèi)的水抽干，因因此封底砼厚度必須須經(jīng)過計(jì)算。第十節(jié)刃腳型式及井壁構(gòu)構(gòu)造一．刃腳（a）常用型式（b）減小下沉阻阻力，適于難以下下沉的沉井（c）適于硬土（（卵石、風(fēng)化巖））下沉，以角鋼保保護(hù)刃腳砼C取值范圍，軟土土400~600，硬土150~300。刃腳斜斜面與水平面夾角θ通常常取50~60°°，一般取60°°，不可小于50°，以防抽墊木或挖土土下沉?xí)r產(chǎn)突沉，，危及人身安全。。刃腳高度通常大于于1000，軟土土地基上有時(shí)可達(dá)達(dá)2500以上。。為方便施工，刃腳腳外側(cè)水平鋼筋置置于豎筋外側(cè)，內(nèi)內(nèi)側(cè)水平筋置于豎豎筋內(nèi)側(cè)。刃腳的踏面需配置置數(shù)根粗鋼筋加強(qiáng)強(qiáng)，結(jié)合豎向抗彎彎曲計(jì)算確定。刃腳內(nèi)側(cè)和與底板板連接的凹槽在下下沉之前需鑿毛，，以加強(qiáng)封底砼與與刃腳及底板與凹凹槽的結(jié)合，可有有效地防水。二．井壁1．沉井壁可變截截面，由下往上逐逐漸變薄，一是節(jié)節(jié)約材料，二是增增大下沉系數(shù)；2．為方便施工，，井壁內(nèi)、外側(cè)水水平鋼筋設(shè)在豎向向鋼筋的外、里側(cè)側(cè)；3．井壁與平臺(tái)梁梁、板以插筋及槽槽口連接，詳見附附圖；4．底板與井壁通通過凹槽連接，凹凹槽深度150~200。深度過過大則削弱井壁較較多，過小則支承承面不足。該種連連接按按鉸接考慮，若按按彈性連接，則應(yīng)應(yīng)有足夠數(shù)量的插插筋；5．隔墻與沉井壁一起下沉沉的隔墻，其底面面高出刃腳踏面500左右，在硬硬土層中下沉?xí)r，，為防止隔墻底面面阻沉，可增至1000~1500。沉井下沉沉后澆筑的隔墻，，通過在井壁內(nèi)側(cè)預(yù)留插筋的方方法連接，可采用用HPB235鋼筋，先彎折，后扳直。防防水可采用遇水膨膨脹橡膠止水條；；6．分節(jié)澆筑沉井高度較大時(shí)，，可分節(jié)澆筑，分分兩次或多次澆筑，每節(jié)~6m，，最大不超過12m。兩節(jié)之間的鋼筋分分兩次搭接，之間間的施工縫通過凸式企口或預(yù)埋3mm厚鍍鋅鋼板板止水帶來實(shí)現(xiàn)防防水。分節(jié)下沉?xí)r，先計(jì)計(jì)算第一節(jié)下沉系系數(shù)，再計(jì)算第二節(jié)接上后的下沉沉系數(shù)，依次類推推。第十一節(jié)沉井井施工易出現(xiàn)的問問題及對策一．傾斜偏轉(zhuǎn)1．產(chǎn)生原因1）刃腳下土層軟軟硬不均勻；2）未對稱抽取墊墊木；3）未均勻挖土下下沉，井壁內(nèi)土面面高差大；4）刃腳下掏空過過多，沉井突然下下沉，產(chǎn)生傾斜；；5）刃腳一角或一一側(cè)被障礙物擱住住，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和和處理；6）井外堆土或其其他原因造成對沉沉井四周的偏壓；；7）產(chǎn)生流砂。2．糾偏方式1）偏出土糾偏，，即在刃腳高的一一側(cè)出土，使其下下沉；2）井外射水，井井內(nèi)偏出土糾偏；；3）增加偏土壓、偏偏心壓重糾偏。二．井內(nèi)流砂產(chǎn)生流砂的主要條條件：1．地下水位以下下的砂質(zhì)粉土或粉粉、細(xì)砂的厚度大大于250；2．顆粒級配中不不均勻系數(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)水壓力作用用的水力梯度超過過臨界水力梯度，，即可能產(chǎn)生流砂。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)過過的路線長度，L=H1+H2防止流砂現(xiàn)象的措措施：1．向井內(nèi)灌水灌水后，H2增加，L加長，水力梯度(H1-H2)/L