沉井設(shè)計(jì)

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一、預(yù)估井壁厚度
井壁厚度除考慮其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗?jié)B、剛度和抗浮需要外，尚應(yīng)根據(jù)沉井有足夠的自重能順利下沉的條件確定。
一般根據(jù)沉井深度預(yù)估井壁厚度，以下值僅供參考：
4~6m，井壁厚度可用300~400mm；6~8m，可用350~450mm；8~10m，可用400~550mm；10m以上宜用500mm以上。
當(dāng)遇到較好的地質(zhì)情況（土側(cè)摩阻力較大）時(shí)，可適當(dāng)加大井壁厚度，或采用以下辦法：
1、采用外壁設(shè)臺(tái)階的刃腳，以減小下沉阻力；臺(tái)階寬度為100~200mm；
2、若采用第一項(xiàng)未能達(dá)到要求，可根據(jù)實(shí)際情況在外壁設(shè)多級(jí)臺(tái)階；
3、對于薄壁沉井，應(yīng)采用觸變泥漿套及壁外噴射高壓空氣等措施，以降低沉井下沉?xí)r的摩阻力。
當(dāng)遇到較差的地質(zhì)情況（土側(cè)摩阻力較?。r(shí)，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、抗?jié)B、剛度和抗浮需要時(shí)，選擇較小厚度的井壁。但大型沉井受力大，井壁厚度一般較厚，此時(shí)也可采用內(nèi)設(shè)臺(tái)階的方式，使壁厚由下到上逐漸變薄。
二、抗浮驗(yàn)算
沉井抗浮穩(wěn)定應(yīng)按沉井封底和使用兩階段，分別根據(jù)實(shí)際可能出現(xiàn)的最高水位驗(yàn)算（根據(jù)規(guī)程7.2.3條規(guī)定：應(yīng)將水位控制在沉井起沉標(biāo)高以下不小于500mm，因此，若非排水下沉，則施工階段的最高水位可估算為相對標(biāo)高-0.500）。
進(jìn)行抗浮驗(yàn)算時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1、使用階段的抗浮驗(yàn)算應(yīng)考慮沉井上部建筑的重量，因此對于無上部建筑的沉井，只需對使用階段進(jìn)行驗(yàn)算。
2、當(dāng)封底混凝土與底板有可靠連接時(shí)，封底混凝土可作為沉井抗浮重量的一部分，通常的連接方式是使用插筋。
當(dāng)沉井依靠自重不能獲得抗浮穩(wěn)定時(shí)，可采取如下措施：
1、施工階段不能滿足時(shí)，可采取井點(diǎn)降水或加載下沉。
2、使用階段不能滿足時(shí)，可采用設(shè)抗浮板或拉錨等措施。
三、計(jì)算下沉
下沉驗(yàn)算時(shí)，需注意以下幾點(diǎn)：
1、注意沉井井壁摩阻力沿井壁深度方向的分布圖形，0~5m為三角形，5m以下為矩形；
2、摩阻力為各層土的單位摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值的加權(quán)平均值；（采用觸變泥漿套時(shí)，應(yīng)用處理后的側(cè)摩阻力計(jì)算下沉）
3、下沉系數(shù)一般在1.05~1.25之間為好；
4、下沉系數(shù)大于1.5，或在下沉過程中遇有特別軟弱土層時(shí)，需進(jìn)行下沉穩(wěn)定驗(yàn)算。
四、抗滑移、抗傾覆、浮運(yùn)穩(wěn)定驗(yàn)算
位于江（河、湖、水庫、海）岸的沉井，若前后兩面水平作用相差較大，應(yīng)驗(yàn)算沉井的滑移和傾覆穩(wěn)定性；
水中浮運(yùn)的沉井在浮運(yùn)過程中，必須驗(yàn)算橫向穩(wěn)定性。
五、施工階段的井壁豎向抗拉驗(yàn)算
詳見施工設(shè)計(jì)手冊第48頁。
六、封底計(jì)算
1、澆筑底板及養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)，能夠排干積水時(shí)，沉井可以采取干封底，此時(shí)不需對封底厚度計(jì)算，只需能保證底板順利施工即可。
2、當(dāng)采用濕封底時(shí)，封底混凝土受浮力作用及沉井自重反力作用，當(dāng)抗浮系數(shù)大于1.0時(shí)，取浮力作用下的彎矩，對封底厚度驗(yàn)算；反之，抗浮系數(shù)小于1.0時(shí)，取自重反力作用下的彎矩，進(jìn)行驗(yàn)算。
3、計(jì)算浮力時(shí)，可先預(yù)估厚度，再計(jì)算。
4、計(jì)算自重反力時(shí)，應(yīng)扣除封底混凝土自重。
5、封底混凝土板邊緣應(yīng)進(jìn)行沖剪驗(yàn)算，沖剪處的封底厚度應(yīng)在設(shè)計(jì)圖中注明，計(jì)算厚度必須扣除附加厚度；但通常情況下，如果封底混凝土厚度按最大彎矩計(jì)算取值，邊緣厚度不減薄的情況下，不必進(jìn)行抗沖剪計(jì)算。
七、下沉前井壁豎向彎曲計(jì)算
按深梁對沉井壁上端及刃腳底部進(jìn)行配筋計(jì)算。
八、刃腳的布置
當(dāng)下沉系數(shù)太大時(shí)，中隔墻或底梁下面也適當(dāng)布置刃腳以增加下沉阻力；當(dāng)沉井尺寸比較大，考慮隔墻及底梁底受力要求，中隔墻下也應(yīng)布置刃腳。
刃腳的形式及構(gòu)造、配筋詳見施工設(shè)計(jì)手冊第61~62頁。
九、刃腳及沉井井壁及板底計(jì)算
計(jì)算詳見施工設(shè)計(jì)手冊例題。
井壁及底部構(gòu)造詳見施工設(shè)計(jì)手冊第62~65頁。
十、其他注意事項(xiàng)
1、提資沉井的結(jié)構(gòu)布置是否合理，應(yīng)避免采用形狀怪異的形式；
2、沉井混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C25，并需采用防水混凝土，其抗?jié)B等級(jí)應(yīng)符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》第4.1.4條的規(guī)定（埋置深度小于10m時(shí)，設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)為P6；埋置深度在10~20m時(shí)，設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)為P8）；
3、沉井內(nèi)受力鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度不應(yīng)小于35mm；
4、當(dāng)有出水井時(shí)，其下混凝土墊層，強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)小于C15，厚度不應(yīng)小于100mm，在軟弱土層中不應(yīng)小于150mm；
5、水下封底混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低于C20；
6、不設(shè)刃腳的底梁和隔墻的底面距沉井刃腳底的距離，不宜小于500mm；
7、在沉井的使用階段，其結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)底板及后澆隔墻澆筑完成后的結(jié)構(gòu)體系和實(shí)際作用進(jìn)行計(jì)算。