沉井與沉箱結(jié)構(gòu)講義（58內(nèi)容豐富）

8沉井與與沉箱箱結(jié)構(gòu)構(gòu)丁文其其教教授同濟(jì)大大學(xué)地地下建建筑與與工程程系橋梁基基礎(chǔ)隧道豎豎井電力設(shè)設(shè)施垃圾處處理地下停停車庫庫泵站設(shè)設(shè)施連續(xù)隧隧道防波提提地鐵車車站壓氣沉沉箱工工法現(xiàn)代壓壓氣沉沉箱技技術(shù)8.1概述不同斷面形狀（如圓形，矩形，多邊形等）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。沉井也稱為開口沉箱，沉箱也稱為閉口沉箱。由于閉口沉箱下沉施工時采用壓氣排水的施工方法，故通常稱其為壓氣沉箱。沉井（沉箱）施工法是深基礎(chǔ)施工中采用的主要施工方法之一，它與基坑放坡施工相比，具有占地面積小、挖土量少，對鄰近建筑物影響比較小等優(yōu)點。在工程用地與環(huán)境條件受到限制或埋深較大的地下構(gòu)筑物工程中被廣泛應(yīng)用。在市政工程中，沉井（沉箱）常用于橋梁墩臺基礎(chǔ)、取水構(gòu)筑物、排水泵站、大型排水窨井、盾構(gòu)或頂管的工作井等工程。沉井（（沉箱箱）結(jié)結(jié)構(gòu)通通常具具有以以下幾幾個特特點∶∶軀體結(jié)構(gòu)剛性大，斷面大，承載力高，抗?jié)B能力強(qiáng)，耐久性能好，內(nèi)部空間可有效利用；施工場地占地面積較小，可靠性良好；適用土質(zhì)范圍廣（淤泥土，砂土，粘土，砂礫等土層均可施工）；施工深度大；施工時周圍土體變形較小，因此對鄰近建筑（構(gòu)筑）物的影響小，適合近接施工。尤其是壓氣沉箱工法對周圍地層沉降造成的影響極小，具有良好的抗震性能。8.2沉井結(jié)結(jié)構(gòu)沉井通通常為為一個個上無無蓋下下無底底的井井筒狀狀結(jié)構(gòu)構(gòu)物，現(xiàn)常常用鋼鋼筋混混凝土土制成成。施工時時先在在建筑筑地點點整平平地面面，制制作第第一節(jié)節(jié)沉井井，接接著在在井壁壁的圍圍護(hù)下下，從從井底底挖土土，隨隨著土土體的的不斷斷挖深深，沉沉井因因自重重作用用克服服井壁壁土的的摩阻阻力而而逐漸漸下沉沉。當(dāng)?shù)谝灰还?jié)井井筒露露出地地面不不多時時停止止開挖挖下沉沉，接接高井井筒，，待到到達(dá)規(guī)規(guī)定強(qiáng)強(qiáng)度后后再挖挖土下下沉。。這樣樣交替替操作作一直直下沉沉到設(shè)設(shè)計標(biāo)標(biāo)高，，然后后封底底，澆澆筑鋼鋼筋混混凝土土底、、頂板板等工工作，，做成成地下下建筑筑物。。8.2沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)這種利用用結(jié)構(gòu)自自重作用用而下沉沉如土的的井筒狀狀結(jié)構(gòu)物物就稱““沉井””。實質(zhì)質(zhì)上是將將一個在在地面筑筑成的““半成品品”沉入入土中，，然后在在地下完完成整個個結(jié)構(gòu)物物的施工工。它與基坑法區(qū)區(qū)別就是，沉沉井在施施工過程程中，井井壁成了了阻擋水水、土壓壓力，防防止土體體坍塌的的圍護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)，從從而省去去大量的的支撐和和板樁工工作，減減少了土土方開挖挖量。沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)的單體體造價較較低，主主體的混混凝土都都在地面面上澆筑筑，質(zhì)量量較易保保證，不不存在接接頭的強(qiáng)強(qiáng)度和漏漏水問題題，可采采用橫向向主筋構(gòu)構(gòu)成較經(jīng)經(jīng)濟(jì)的結(jié)結(jié)構(gòu)體系系。在一一定的場場合下，，是一種種不可取取代的較較佳方案案。8.2.1沉井的類類型沉井按其構(gòu)造形式可分為連續(xù)沉井(多用于隧道工程井)和單獨沉井(多用于工業(yè)、民防地下建筑)；按平面形狀可分為圓形沉井、矩形沉井、方形沉井或多邊形沉井等。1．隧道連連續(xù)沉井井在兩個沉沉井之間間采用有有橡膠止止水帶的的柔性接接頭。沉沉井長度度主要考考慮各段段沉井的的不均勻勻沉降、、變溫影影響和混混凝土凝凝固收縮縮應(yīng)力等等因素加加以確定定。沉井橫斷斷面的寬寬度應(yīng)由由隧道的的幾何設(shè)設(shè)計來確確定，一一般應(yīng)能能容納所所需車道道、風(fēng)道道、走道道等。在在曲線段段中還應(yīng)應(yīng)按車速速和曲率率半徑等等考慮適適當(dāng)加寬寬。a)使用階段段隧道截截面示意意圖b)施工階段段連續(xù)沉沉井示意意圖c)防水接頭頭構(gòu)造圖圖沉井高度度主要由由車道的的凈空要要求確定定。同時時還要考考慮路面面鋪裝、、車道板板、吊頂頂結(jié)構(gòu)以以及相鄰鄰沉井間間沉降差差等所需需高度。。為保證沉沉井施工工階段結(jié)結(jié)構(gòu)剛度度，在沉沉井頂部部和底部部均設(shè)置置投橫向向支撐數(shù)數(shù)道，與與井壁部部分構(gòu)成剛勁勁的上、、下框架架。井寬寬較大時時，下框框架中尚尚可加設(shè)設(shè)縱向支支撐一道道。由縱縱、橫支支撐(梁)分隔成的的取土井井，其尺尺寸應(yīng)保保證抓斗斗挖土。。上下端端橫梁還還可起支支承臨時時鋼封門門的作用用，使沉沉井下沉?xí)r時，縱向向兩端的的土體不不擠入井井內(nèi)(下沉完畢畢，鋼封封門即可可拆除)。沉井下沉沉到設(shè)計計標(biāo)高后后，就可可封底，，并澆筑筑底板、、內(nèi)隔墻墻和頂板板。頂板板上方可可設(shè)置鋼鋼筋混凝凝土成層層式防爆爆層。2．平戰(zhàn)結(jié)合用用的人防工事事沉井圖8－3所示的矩形沉沉井，是平戰(zhàn)戰(zhàn)結(jié)合用地下下倉庫之一例例。平面尺寸寸為3l×19m2，壁厚80cm，頂板厚35cm，底板厚80cm。沉井分上下下兩層。下層層由于使用需需要，分隔成成許多小間；；上層兩側(cè)為為“三防”設(shè)設(shè)施房間，中中間作為大廳廳，平時可利利用作為會場場，戰(zhàn)時可作作為臨時救護(hù)護(hù)所。為了加強(qiáng)沉井井施工下沉過過程中的整體體剛度，井內(nèi)內(nèi)設(shè)上、下若若干橫撐，到到使用階段安安上樓板，隔隔墻就可分隔隔成許多房間間。a)人防工事結(jié)構(gòu)構(gòu)剖面圖b)頂層結(jié)構(gòu)剖面面圖c)底層結(jié)構(gòu)剖面面圖8.2.2沉井的構(gòu)造井壁(側(cè)壁)；刃腳；內(nèi)隔隔墻；封底和和頂蓋板，底底梁和框架。。1．井壁一般應(yīng)配置兩兩層豎向鋼筋筋及水平鋼筋筋，以承受彎彎曲應(yīng)力。同同時要有足夠夠的重量。井壁厚度主要要決定于沉井井大小、下沉沉深度以及土土壤的力學(xué)性性質(zhì)。先假定井壁厚厚度，再進(jìn)行行強(qiáng)度驗算。。厚度一般為為0．4～1．2m。有戰(zhàn)時防護(hù)護(hù)要求的，井井壁厚度可達(dá)達(dá)1．5～1．8m。8.2.2沉井的構(gòu)造井壁的縱斷面面形狀有上下等厚的的直墻形、階階梯形當(dāng)土質(zhì)松軟、、摩擦力不大大，下沉深度度不深時可采采用直墻形。。其優(yōu)點是周周圍土層能較較好地約束井井壁，易于控控制垂直下沉沉。接長井壁壁亦簡單，模模板能多次使使用。此外，，沉井下沉?xí)r時，周圍土的的擾動影響范范圍小，可以以減少對四周周建筑物的影影響，故特別別適用于市區(qū)區(qū)較密集的建建筑群中間。。當(dāng)土質(zhì)松軟，，下沉深度較較深時，考慮慮到水土壓力力隨著深度的的不斷增大，，使井壁在不不同高程受力力的差異較大大，將井壁外外側(cè)仍做成直直線形，內(nèi)側(cè)側(cè)做成階梯形形，以減小沉沉井的截面尺尺寸，節(jié)省材材料。當(dāng)土層密實，，且下沉深度度很大時，為為了減少井壁壁問的摩擦力力而不使沉井井過分加大自自重，常在外外壁做成一個個(或幾個)臺階的階梯形形井壁。臺階階設(shè)在每節(jié)沉沉井接縫處，，寬度△一般般為10～20cm。最下面一級級階梯宜設(shè)于于h1＝(1/4~1/3)H高度處(見圖8—5b)，或h1＝1．2～2．2m處。h1過小不能起導(dǎo)導(dǎo)向作用，容容易使沉井發(fā)發(fā)生傾斜。施施工時一般在在階梯面所形形成的槽孔中中灌填黃沙或或護(hù)壁泥漿以以減少摩擦力力并防止土體體破壞過大。。2．刃腳刃腳的主要功功用是減少下下沉阻力。刃腳還應(yīng)具有有一定的強(qiáng)度度，以免下沉沉過程中損壞壞。刃腳底的水平平面稱為踏面面。踏面寬度度一般為10～30cm，視所通過土土質(zhì)的軟硬及及井壁厚度而而定。刃腳內(nèi)側(cè)的傾傾角一般為40°～60°。刃腳的高度當(dāng)當(dāng)沉井濕封底底時，取1.5m左右，干封底底時，取0.6m左右。沉井重，土質(zhì)質(zhì)軟時，踏面面要寬些。相相反，沉井輕輕，又要穿過過硬土層時。。踏面要窄些些，有時甚至至要用角鋼加加固的鋼刃腳腳。3．內(nèi)隔墻內(nèi)隔墻的主要要作用是增加沉井在下下沉過程中的的剛度并減小小井壁跨徑。。同時又把整個個沉井孔(取土井)，使挖土和下下沉可以較均均衡地進(jìn)行，，分隔成多個個施工井也便便于沉井偏斜斜時的糾偏。內(nèi)隔墻的底面面一般應(yīng)比井井壁刃腳踏面面高出0.5~1.0m，以免土壤頂頂住內(nèi)墻妨礙礙沉井下沉。。但當(dāng)穿越軟軟土層時，為為了防止沉井井“突沉”，，也可與井壁壁刃腳踏面齊齊平。隔墻的厚度一一般為0.5m左右。隔墻下下部應(yīng)設(shè)過人人孔，供施工工人員于各取取土井間往來來之用。人孔孔的尺寸一般般為0.8×1.2m~1.1~1.2m左右。取土井井孔尺尺寸除應(yīng)滿足足使用要求之之外，還應(yīng)保保證挖土機(jī)具具可在井孔中中自由升降，，不受阻礙。。如用挖泥斗斗取土?xí)r，井井孔的最小邊邊長應(yīng)大于挖挖泥斗張開尺尺寸再加0.50~1.0m，一般不小于于2.5m。井孔的布置置應(yīng)力求簡單單、對稱。4．封底及頂蓋蓋封底可分濕封底(即水下澆筑混混凝土)和干封底兩種。為了使封底混混凝上和底板板與井壁間有有更好的聯(lián)結(jié)結(jié)，以傳遞基基底反力，使使沉井成為空空間結(jié)構(gòu)受力力，常于刃腳腳上方的井壁壁上預(yù)留凹槽。如在特殊情情況下，預(yù)計計有可能需改改用氣壓沉箱箱時，亦可預(yù)預(yù)設(shè)凹槽，以以便必要時在在該處澆筑鋼鋼筋混凝土蓋蓋板。凹槽底面一般般距刃腳踏面面2.5m以上。槽高約約1.0m，近于封底混混凝土的厚度度，以保證封封底工作順利利進(jìn)行。凹入入深度約0.15~0.25m。當(dāng)沉井作為地地下結(jié)構(gòu)物時時多采用鋼筋筋混凝土頂板板。5．底梁和框架架在比較大型的的沉井中，如如由于使用要要求，不能設(shè)設(shè)置內(nèi)隔墻，，則可在沉井井底部增設(shè)底底梁，并構(gòu)成成框架以增加沉井在在施工下沉階階段和使用階階段的整體剛剛度。有的沉井因高高度較大，常常于井壁不同同高度設(shè)置若若干道由縱橫橫大梁組成的的水平框架，，以減少井壁壁(于頂、底板之之間)的跨度，使整整個沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)布置合理、、經(jīng)濟(jì)。在松軟地層中中下沉沉井，，底梁的設(shè)置還還可防止沉井井“突沉”和和“超沉”，，便于糾偏和和分格封底，以爭取采用用干封底。但但縱橫底梁不不宜過多，以以免增加結(jié)構(gòu)構(gòu)造價，施工工費時，甚至至增大阻力，，影響下沉。。8.2.3沉井的結(jié)構(gòu)計計算沉井結(jié)構(gòu)在施工階段必須具有足夠夠的強(qiáng)度和剛剛度，以保證證沉井能穩(wěn)定定、可靠地下下沉到擬定的的設(shè)計標(biāo)高。。待沉到設(shè)計標(biāo)標(biāo)高，全部結(jié)結(jié)構(gòu)澆筑完畢畢并正式交付付使用后，結(jié)結(jié)構(gòu)的傳力體體系、荷載和和受力狀態(tài)均均與沉井在施施工下沉階段段很不相同。。因此，應(yīng)保保證沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)在這兩階段中均有有足夠的安全全度。沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計計的主要環(huán)節(jié)節(jié)可大致歸納納如下(一)沉井建筑平面面布置的確定定；(二)沉井主要尺寸寸的確定和下下沉系數(shù)的驗驗算。1．參考已建類類似的沉井結(jié)結(jié)構(gòu)，初定沉沉井的幾個主主要尺寸，如如沉井平面尺尺寸、沉井高高度、井孔尺尺寸及井壁厚厚度等，并估估算下沉系數(shù)數(shù)，以控制沉沉速；2．估算沉井的的抗浮系數(shù)，，以控制底板板的厚度等。。(三)施工階段強(qiáng)度度計算1．井壁板的內(nèi)內(nèi)力計算；2．刃腳的撓曲曲計算；3．底橫梁、頂頂橫梁的內(nèi)力力計算，4．其它。(四)使用階段的強(qiáng)強(qiáng)度計算(包括承受動裁裁)1．按封閉框架架(水平方向的或或垂直方向的的)或圓池結(jié)構(gòu)來來計算井壁并并配筋；2．頂板及底板板的內(nèi)力計算算及配筋。一、沉井下沉沉系數(shù)的確定定下沉系數(shù)式中G——沉井在施工階階段的自重(kN)應(yīng)包括井壁和和上、下橫粱粱和隔墻的重重量以及施工工時臨時鋼封封門等的重量量。當(dāng)采用不不排水下沉?xí)r時，尚應(yīng)考慮慮水的浮力使使井重減輕的的影響?！猂r刃腳踏面下正正面阻力的總總和(kN)，如沉井有隔隔墻、底橫梁梁，其正面阻阻力均應(yīng)計入入，刃腳踏面面上每單位面面積所受的阻阻力，視土質(zhì)質(zhì)情況而異，，詳見表8—1。一般在踏面面處作均勻分分布，在斜面面處，可按三三角形分布計計算?！猂j沉井井壁與土土壤間的總摩摩擦力(kN)，土壤類型土對單位井壁的面積摩擦力（kN/m2）刃腳下土壤單位面積阻力（kN/m2）土壤密度小含水量多土壤密度大含水量小土壤軟弱含水量多土壤緊實含水量少沙性土1225粘性土12.5~2550100~200350~500泥漿套3~5根據(jù)上海地區(qū)區(qū)經(jīng)驗，在缺缺乏可靠實測測資料時，對對于井深80m以內(nèi)的沉井，，其側(cè)面摩擦擦力值f0幾乎都取15~20kN/m2。后者適于沉沉入深度20m以內(nèi)的粘土、、亞鉆土中的的沉井。在實際工作中中，井壁摩擦擦力的分布形形式，有許多多不同的假定定。一種是假定在在深度0~5m范圍內(nèi)單位面面積摩擦力按按三角形分布布，5m以下為常數(shù)，，總摩阻力一種是取入土土全深范圍內(nèi)內(nèi)為常數(shù)的假假定另一種假定認(rèn)認(rèn)為摩擦力不不僅與土的種種類有關(guān)，還與土的埋藏藏深度有關(guān)。采用了摩擦擦力等于朗金金主動土壓力力與土和井壁壁間的摩擦系系數(shù)之乘積(一般取極限摩摩擦系數(shù)為0.4~0.5)。側(cè)面摩擦力力將是隨著深深度而增加的的梯形分布，，或近似于三三角形分布。。對于小型薄壁壁階梯形井壁壁的圓形沉井井，它的側(cè)面面摩擦力亦有有多種不同的的取法，上海海地區(qū)采用圖圖8-7e、f所示的假定。。側(cè)面單位摩擦擦力的量值及及分布規(guī)律還還遠(yuǎn)未了解清清楚,例如在上海從從實踐中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)多數(shù)輕型沉沉井的下沉系系數(shù)小于l，一般在0.65~0.9之間，多數(shù)數(shù)在0.7~0.8，僅個別大大于1.0。在施工中，，除了個別別沉井需要要壓重外(主要原因施施工中途停停頓或由排排水下沉改改為不排水水下沉)一般都能下下沉到預(yù)定定標(biāo)高。近近年來在工工程實踐中中亦逐漸采用直接測測量或間接接測量摩擦擦力的方法法，對摩擦力的的大小、分分布規(guī)律作作進(jìn)一步研研究。實際上沉井井的沉降系系數(shù)K1在整個下沉沉過程中，，不會是常常數(shù)，有時時可能大于于1.0，有時接近近于1.0，有時會等等于1.0。如開始下下沉?xí)rK1必大于1.0，在沉到設(shè)設(shè)計標(biāo)高時時K1應(yīng)近于1.0，一般保持持在K1＝1.10~1.25左右。在分節(jié)澆筑筑分節(jié)下沉沉?xí)r，應(yīng)在在下節(jié)沉井井混凝土澆澆筑完畢而而還未開始始下沉?xí)r，，保持K1＜l，并具有一一定的安全全系數(shù)。二、沉井抗抗浮穩(wěn)定驗驗算沉井沉到設(shè)設(shè)計標(biāo)高后后，即著手手進(jìn)行封底底工作，鋪鋪設(shè)墊層并并澆筑鋼筋筋混凝土底底板，由于于內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)和頂蓋等等還未施工工，此時整整個沉井向向下荷載為為最小。待待到內(nèi)部結(jié)結(jié)構(gòu)，設(shè)備備安裝及頂頂蓋施工完完畢，所需需時間可能能很長，而而底板下的的水壓力能能逐漸增長長到靜力水水頭，會對對沉井發(fā)生生最大的浮浮力作用。。抗浮系數(shù)抗浮系數(shù)的大小可由由底板的厚厚度來調(diào)整整。對于浮力的的取值，歷歷來是有爭爭論的問題題之一。實踐證明明，在江河河之中或沿沿岸施工的的沉井，或或是埋置于于滲透性很很大的砂土土內(nèi)的沉井井，其水浮浮力即等于于靜力水頭頭。在粘性性土中，尚尚缺乏較好好的驗證。。關(guān)于井壁側(cè)側(cè)面摩擦力力在抗浮時能能否發(fā)揮作作用。有的的認(rèn)為抗浮浮計算時該該摩擦力不不能計入，，只能作為為附加的安安全度來考考慮。通過大量調(diào)調(diào)查，已建建的各種沉沉井一般都都沒有上浮浮現(xiàn)象。說說明①沉井上浮時時土的極限限摩擦力很很大，而一般設(shè)設(shè)計估用的的數(shù)值往往往偏小，因因此在驗算算上浮穩(wěn)定定時以計入入井壁摩擦擦力為合理理；②在粘性土中中，因它的滲滲透系數(shù)很很小，地下下水補(bǔ)給非非常緩慢，，沉井的浮浮升也必然然極為緩慢慢，在發(fā)生生明顯浮升升之前，內(nèi)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、、設(shè)備、頂頂蓋等重量量已經(jīng)作用用上去，故故不再存在在浮升問題題。措施：①在在施工階段段設(shè)置臨時時倒濾層和和集水井，，抽去地下下水，以消消除地下水水的浮托力力；②或在在施工階段段降低地下下水位。一般要求使使用期間的的抗浮系數(shù)數(shù)≥1.20三、刃腳計計算井壁刃腳部部分在下沉沉過程中經(jīng)經(jīng)常切入土土內(nèi)，形成成一懸臀作作用，因此此必須驗算刃刃腳部分向向外和向內(nèi)內(nèi)撓曲的懸懸臂狀態(tài)受受力情況，并據(jù)此進(jìn)進(jìn)行刃腳內(nèi)內(nèi)側(cè)和外側(cè)側(cè)豎向鋼筋筋和水平鋼鋼筋的配筋筋計算。第一種情況況，刃腳向向外撓曲的的計算(配置內(nèi)側(cè)豎豎直鋼筋)計算步驟如如下：計算井壁自自重G——沿井壁周長長單位寬度度上的沉井井自重(按全井高度度計算)，不排水挖挖土?xí)r應(yīng)扣扣除浸入水水中部分的的浮力；計算刃腳自自重g——按下式計算算；計算刃腳上上的水、土土壓力E——主動土壓力力可按朗金金理論計算算在計算刃腳腳向外撓曲曲時，作用用在刃腳外外側(cè)的計算算土壓力和和水壓力的的總和應(yīng)不不超過靜水水壓力的70％，否則就就按70％的靜水壓壓力計算。。計算刃腳上上的土對井井壁的摩擦擦力計算刃腳下下土的反力力，即踏面上上土反力V1和斜面上土土反力R，假定其作作用方向與與斜面法線線成β角(即摩擦角，，按β＝10°~20°估用，有時時也可取到到30°)。并將R分解成豎直直的和水平平的兩個分分力和U(均假定為三三角形分布布)。根據(jù)實際設(shè)設(shè)計經(jīng)驗可可知，在刃刃腳向外撓撓曲時，起起主要因素素作用的是是刃腳下土土壤的正面面阻力，即即V1、V2和U的大小，而而土壓力、側(cè)面摩擦擦力和刃腳自重重g三者在計算算中所占的的比重很小小，實用上上可忽略不不計，其結(jié)結(jié)果則稍偏偏安全。確定刃腳內(nèi)內(nèi)側(cè)豎直鋼鋼筋按以上所求求得作用在在刃腳上的的各個外力力的大小、、方向和作作用點后，，即可求對對刃腳根部部m-n截面上的軸軸向力N、剪力Q以及對截面面中心O點的力矩M。然后根據(jù)據(jù)M、Q、N的大小計算算刃腳內(nèi)側(cè)側(cè)的豎直鋼鋼筋。鋼筋筋面積不得得小于根部部總截面的的0.1～0.15％。并伸入入懸臂根部部以上足夠夠的錨固長長度。第二種情況況，刃腳向向內(nèi)撓曲，，配置外側(cè)側(cè)豎直鋼筋筋。當(dāng)沉井沉到到設(shè)計標(biāo)高高，為利于于下沉，刃刃腳下的土土常被掏空空或部分掏掏空，井壁壁傳遞的自自重全部由由壁外土壤壤摩擦力承承擔(dān)，而此此時井壁外外側(cè)作用最最大的水、、土壓力，，使刃腳產(chǎn)產(chǎn)生最大的的向內(nèi)撓曲曲。刃腳自重g和刃腳外側(cè)側(cè)可忽略不不計。起決定性作作用的是刃刃腳外側(cè)的的水土壓力力W及E。水壓力W可按下列情情況計算⑴不排水下沉沉?xí)r，井壁外側(cè)側(cè)水壓力值值按100％計算，內(nèi)內(nèi)側(cè)水壓力力值一般按按50％計算，但但也可按施施工中可能能出現(xiàn)的水水頭差計算算；⑵排水下沉?xí)r時，在不透水水的土中，，可按靜水水壓力的70％計算，在在透水土中中，可按靜靜水壓力的的100％計算。水土壓力求求出后即可可求得根部部m-n截面處的彎彎矩M和剪力Q、軸力N。如井壁刃腳腳附近設(shè)有有槽口，當(dāng)h1≥25cm時，驗算截截面定在m-n線上，如h1＜25cm時，驗算截截面定在I-I截面。四、施工階階段井壁計計算須按沉井在施施工過程中中的傳力體體系合理確確定其計算算圖式，隨后配置置水平和豎豎直方向的的兩種鋼筋筋。由于沉井型型狀各異，，施工的具具體技術(shù)措措施亦不盡盡相同，因因此應(yīng)按其其具體情況況作出分析析與判斷。。⒈沉井在豎豎直平面內(nèi)內(nèi)的受彎計計算——沉井抽承墊墊木計算根據(jù)不同的的支承情況況，對井壁壁作抗裂和強(qiáng)度度驗算。⑴沉井支承承在兩點“定位位墊木”上時⑵沉井支承承在三支點上時抽承墊木的的順序多數(shù)數(shù)是：先抽抽四角，再再抽跨中，，并不斷擴(kuò)擴(kuò)大抽拆范范圍，最后抽除定定位墊木。由于早先先回塞的砂砂子在后來來的墊木抽抽完以后被被一再壓實實，逐漸變變成了支承承點。因而而形成了三三支點的兩兩跨連續(xù)梁梁。對于圓形沉井一般按支承承于相互垂垂直的直徑徑方向的四個支點驗驗算。將圓形沉井井井壁看作作是連續(xù)水水平的圓環(huán)環(huán)梁，在均均布荷載q（沉井自重重）作用下下可按表8－4查得其剪力力、彎矩和和扭矩。⒉井壁垂直直受拉計算算——井壁豎直鋼鋼筋驗算沉井偏斜之之后，必須須及時糾偏偏，此時產(chǎn)產(chǎn)生了縱向彎曲并并使井壁受受到垂直方方向拉力，在設(shè)計時時一般假定定沉井下沉沉將達(dá)設(shè)計計標(biāo)高時，，上部井壁壁被土夾住住，而刃腳腳下的土已已全部掏空空，形成“吊空空”現(xiàn)象，并按此““吊空”現(xiàn)現(xiàn)象來驗算算井壁的抗抗裂性或受受拉強(qiáng)度。。《上海海地地基基基基礎(chǔ)礎(chǔ)設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)范范》和交交通通部部頒頒布布的的《公路路橋橋涵涵設(shè)設(shè)計計規(guī)規(guī)范范》等規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定井井壁壁斷斷面面上上最大大拉拉力力為為25％的的井井重重（即即四四分分之之一一井井重重）），，拉斷斷位位置置在在沉沉井井的的二二分分之之一一高高度度處處。而而日日本本規(guī)規(guī)定定為為50％井井重重，，蘇蘇聯(lián)聯(lián)采采用用的的規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定為為65％井井重重。。⒉井井壁壁垂垂直直受受拉拉計計算算———井壁壁豎豎直直鋼鋼筋筋驗驗算算對變變截截面面的的井井壁壁，每每段段井井壁壁都都應(yīng)應(yīng)進(jìn)進(jìn)行行拉拉力力計計算算。。對采采用用泥泥漿漿潤潤滑滑套套下下沉沉的的沉沉井井，雖雖然然沉沉井井在在泥泥漿漿套套內(nèi)內(nèi)不不會會出出現(xiàn)現(xiàn)箍箍住住““吊吊空空””現(xiàn)現(xiàn)象象，，但但糾糾偏偏時時的的縱縱向向彎彎矩矩，，也也仍仍會會產(chǎn)產(chǎn)生生，，只只在在程程度度上上大大為為減減小小，，此此時時仍仍應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置縱縱筋筋，，一一般般可可按按全全斷斷面面之之0.25％配配置置。。⒊在在水水土土壓壓力力作作用用下下的的井井壁壁計計算算———井壁壁水水平平鋼鋼筋筋計計算算水土土壓壓力力求求得得后后，，應(yīng)沿沿井井的的高高度度方方向向分分段段進(jìn)行行井井壁壁計計算算。。當(dāng)沉沉井井沉沉至至設(shè)設(shè)計計標(biāo)標(biāo)高高，，刃腳腳下下的的土土已已掏掏空空，此此時時井井壁壁承承受受最最大大的的水水土土壓壓力力。。一般般砂砂性性土土采采用用水水、、土土分分算算，，粘粘性性土土采采用用水水土土合合算算，，并并采采用用三三角角形形直直線線分分布布。在日日本本土土壓壓力力按按靜靜止止土土壓壓力力計計算算，，假假定定在在深深度度15m以上上按按三三角角形形直直線線分分布布，，15m以下下土土壓壓作作為為常常量量，，不不隨隨深深度度增增加加。。兩端端鉸鉸接接橫橫隔隔墻墻沉井井刃刃腳腳懸懸臂臂梁梁⒊在在水水土土壓壓力力作作用用下下的的井井壁壁計計算算———井壁壁水水平平鋼鋼筋筋計計算算無橫橫隔隔墻墻的的沉沉井井結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)L2/h>1.5h/L1或L2/h≤≤1.5h/L1>1.5（一一））沉沉井井底底板板計計算算作用用在在沉沉井井的的底板板上上荷荷載載q＝P-g式中中P————底板板下下最最大大的的靜靜水水壓壓力力(kN/m2)；g————底板自重重(kN/m2)。底板板的的計計算算圖圖式式可可根根據(jù)據(jù)底底板板兩兩側(cè)側(cè)井井壁壁和和底底橫橫粱上的的支支承承情情況況確確定定：：可可按按單向向板板或或雙雙向向板板計計算算內(nèi)內(nèi)力力并并配配筋筋。

（二二））沉沉井井底底梁梁計計算算作用用在在底底橫橫梁梁上上的的反反力力可可按按下下式式計計算算底橫橫梁梁與與井井壁壁的的聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)介介于于固固端端與與鉸鉸支支之之間間，，此此時時底橫橫梁梁跨跨中中的的彎彎矩矩系系數(shù)數(shù)可可取取用用－－1/16，支支點點處處的的彎彎矩矩系系數(shù)數(shù)取取用用+1/16。五、、水水下下封封底底混混凝凝土土厚厚度度的的確確定定如果果排排水水下下沉沉的的沉沉井井，，其其基基底底適適處處于于不不透透水水的的粘粘土土層層中中或或基基底底雖雖有有涌涌水水、、翻翻砂砂，，但但數(shù)數(shù)量量不不大大時時，，應(yīng)應(yīng)力力爭爭采用用干干封封底底。。保證證封封底底混混凝凝土土的的質(zhì)質(zhì)量量，，并并減減小小封封底底混混凝凝土土的的厚厚度度。。根據(jù)據(jù)以以往往經(jīng)經(jīng)驗驗一一般般可可取取0.6～1.2m不等等。。五、、水水下下封封底底混混凝凝土土厚厚度度的的確確定定只有有水文文地地質(zhì)質(zhì)條條件件極極為為不不利利時時才才采采用用水水下下混混凝凝土土封封底底，又又稱稱濕濕封封底底。。如位位于于江中中、、江江邊邊的沉沉井井工工程程，，在在下下沉沉過過程程中中常常要要采采取取不不排排水水下下沉沉；；在地層層極極不不穩(wěn)穩(wěn)定定時時，為為防防止止流流沙沙，，涌涌泥泥、、突突沉沉、、超超沉沉以以及及傾傾側(cè)側(cè)歪歪斜斜，，也也需需要要采采用用灌灌水水下下沉沉。。有時時即即使使沉沉井井停停在在不不透透水水粘粘土土層層，，但但其其厚度度不不足足以抵抵抗抗地地下下水水的的““頂頂破破””(涌水水)作用用，，即即由由底底層層含含水水砂砂層層中中的的地地下下水水壓壓力力所所引引起起的的破破壞壞，，以以致致產(chǎn)產(chǎn)生生沉沉井井施施工工中中非非常常嚴(yán)嚴(yán)重重的的事事故故，，則則亦亦須須采采用用水水下下封封底底的的辦辦法法。。當(dāng)粘土土層層厚厚度度H足夠，不會發(fā)發(fā)生“頂頂破”；；當(dāng)則會發(fā)生“頂頂破”，此時井井孔中灌水高度度必須滿滿足即井內(nèi)外外的水位位差，決不能能超過水下封底底混凝土土的厚度度，應(yīng)根據(jù)抗抗浮和強(qiáng)強(qiáng)度兩個個條件確確定(1)按抗浮條條件沉井封底底抽水后后，在底底面最大大水浮力力的作用用下，沉沉井結(jié)構(gòu)構(gòu)是否會會上浮，，用抗浮浮系數(shù)來來衡量井井的穩(wěn)定定性，并并進(jìn)行最最小封底底混凝土土厚度計計算，此此時井內(nèi)內(nèi)水已抽抽干，井內(nèi)水重重不能再再計入，且要保證足夠夠的抗浮浮系數(shù)。(2)按封底素素混凝土土的強(qiáng)度條件件來決定封封底，將將井內(nèi)水水抽干，，在尚未未做鋼筋筋混凝土土底板以以前，封封底混凝凝土將受受到可能能產(chǎn)生的的最大水水壓作用用，其向上荷荷載值即即為地下下水頭高高度(浮力)減去封底底混凝土土重量。。封底混凝凝土作為為一塊素素混凝土土板除驗驗算承受受水浮力力產(chǎn)生的的彎曲應(yīng)應(yīng)力外，，還應(yīng)驗算算沿刃腳腳斜面高高度