沉井结构与沉管结构.ppt

1、9、沉井结构与沉管结构,9.2、沉井结构设计计算,9.4、沉管的防水设计,9.3、沉管结构的设计,9.5、变形缝与管段接头设计,9.6、沉管基础设计,9.1、沉井的类型和构造,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,一）概述 沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物，现常用钢筋混凝土制成。施工时先在建筑地点整平地面，制作第一节沉井，接着在井壁的围护下，从井底挖土，随着土体的不断挖深，沉井因自重作用克服井壁土的摩阻力而逐渐下沉（如下图）。当第一节井筒顶露出地面不多时停止开挖下沉，接高井筒，待到达规定强度后再挖土下沉。这样交替操作一直下沉到设计标高，然后封底，浇筑钢筋混凝土底、顶板等工作，做

2、成地下建筑物。这种利用结构自重作用而下沉入土的井简状结构物就称“沉井”。因此所调沉井，实质上就是将一个在地面筑成的“半成品”沉入土中，然后在地下完成整个结构物的施工。它与基坑法修建地下结构物的区别就是，沉井在施工过程中，井壁成了阻挡水、土压力，防止土体坍塌的围护结构，从而省去大量的支撑和板桩工程，减少了土方开挖量。沉井一般多沉到较坚实的土层上，以充分利用深层土的承载能力。沉井常用作桥梁墩台、重型厂房和各种工业构筑物的一种深基础。作为深基础时，井孔内可用混凝土或砂砾石填实以增加压重。,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,一）概述 目前，沉井式结构已发展成为土层内地下构筑物常用的结构

3、形式之一。沉井式结构用途很多，例如，自来水厂、电厂和化工厂的水泵房，地下沉淀池和水池；地下热电站、地下油库、地下掩蔽部、车间、仓库等等。此外，也应用作地下铁道、水底隧道等各种设备井，如通风井、盾构拼装井、车站、区间段连续沉井等。虽然，随着地下连续墙结构的兴起，有许多地下工程可用地下连续墙施工。但是沉井结构的单体造价较低，主体的混凝土都在地面上浇筑，质量较易保证，不存在接头的强度和漏水问题，可采用横向主筋构成较经济的结构体系。因此，在一定场合下，沉井是一种不可取代的较佳方案。沉井（沉箱）结构通常有以下几个特点：（1）躯体结构刚性大，断面大，承载力高，抗渗能力强，耐久性能好，内部空间可有效利用；（

4、2）施工场地占地面积较小，可靠性良好；（3）适用土质范围广（淤泥土、砂土、粘土、砂砾等土层均可施工）；（4）施工深度大；（5）施工时周围土体变形较小，因此对临近建筑（构筑）物的影响小，适合近接施工，尤其是压气沉箱工法对周围地层沉降造成的影响较小，目前在日本已有离开箱体边缘30cm以外的地层无沉降的压气沉箱施工实例；（6）具有良好的抗震性能。,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,二）沉井的类型 沉井按其构造形式分为连续沉井（多用于隧道工程井）和单独沉井（多用于工业、民防地下建筑）；按平面形状可分为圆形沉井、矩形沉井、方形沉井或多边形沉井等。1）隧道连续沉井 在松软的土层中浅埋地下铁

5、道或水底隧道的岸边段，除可用基坑明挖法(大开挖)、地下连续墙施工外，亦可采用连续沉井施工。图8-2所示为某水底隧道所用的连续沉井中的一节，长2535m。在两个沉井之间采用有橡胶止水带的柔性接头。沉井长度主要考虑各段沉井的不均匀沉降、变温影响和混凝土凝固收缩应力等因素加以确定。沉井横断面的宽度应由隧道的几何设计来确定，一般应能容纳所需车道、风道、检修走道等。在曲线段中还应按车速和曲率半径等考虑适当加宽。沉井高度主要由车道的净空要求确定。同时还要考虑路面铺装、车道板、吊顶结构以及相邻沉井间沉降差等所需高度。为保证沉井施工阶段结构刚度，在沉井顶部和底部均设置沿横向支撑数道，与井壁部分构成刚劲的上、下

6、框架。井宽较大时，下框架中尚可加设纵向支撑一道。由纵、横支撑(梁)分隔成的取土井，其尺寸应保证抓斗挖土。上下端横梁还可起支承临时钢封门的作用，使沉井下沉时，纵向两端的土体不挤入井内。下沉完毕后，钢封门即可拆除。沉井下沉到设计标高后，就可封底，并饶筑底板、内隔墙和顶板。顶板上方可设置钢筋混凝土成层式防爆层。,图8-2,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,二）沉井的类型2）平战结合用的人防工事沉井 在城市内常需大量建造各种类型及各种等级的人防工事。在埋深较大，不能采用大开挖施工时，可采用沉井施工。图8-3所示的矩形沉井，是平战结合用地下仓库之一例。平面尺寸为3lm19m，壁厚80cm

7、，顶板厚35cm，底板厚80cm。沉井分上下两层。下层由于使用需要，分隔成许多小间；上层两侧为“三防”设施房间，中间作为大厅，平时可利用作为会场，战时可作为临时救护所。为了加强沉井施工下沉过程中的整体刚度，井内设上、下若干横撑，到使用阶段安上楼板，隔墙就可分隔成许多房间。,图 8-3,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,三）沉井的构造 沉井一般由下列各部分组成（图8-4）：井壁（测壁）、刃脚、内隔场、封底和顶盖、底梁和框架。1）井壁 井壁是沉井的主要部分，应有足够的厚度与强度，为了承受在下沉过程中各种最不利荷载组合（水土压力）所产生的内力，在钢筋混凝土井壁中一般应配置两层竖向钢筋

8、及水平钢筋，以承受弯曲应力。同时要有足够的重量，使沉井能在自重作用下顺利下沉到设计标高。因此，井壁厚度主要决定于沉井大小、下沉深度以及土的力学性质。设计时通常先假定井壁厚度，再进行强度验算。井壁厚度一般为0.41.2m。有战时防护要求的，井壁厚度可达1.51.8m。,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,三）沉井的构造1）井壁 井壁的纵断面形状有上下等厚的直墙形井壁（如图8-5a所示）、阶梯形井壁两种。当土质松软、摩擦力不大，下沉深度不深时可采用直墙形。其优点是周围土层能较好地约束井壁，易于控制垂直下沉。按长井壁亦简单，模板能多次使用。此外，沉井下沉时，周围土的扰动影响范围小，可以

9、减少对四周建筑物的影响，故特别适用于市区较密集的建筑群中间。当土质松软，下沉深度较深时，考虑到水土压力随着深度的不断增大，使井壁在不同高程受力的差异较大，故往往将井壁外侧仍做成直线形，内侧做成阶梯形（如图8-5c），以减小沉井的截面尺寸，节省材料。当土层密实，且下沉深度很大时，为了减少井壁间的摩擦力而不使沉井过分加大自重，常在外壁做成一个（或几个）台阶的阶梯形井壁。台阶设在每节沉井按缝处，宽度一般为1020cm。最下面一级阶梯宜设于h1=（1/41/3）H高度处（见图8-5b），或h1=1.22.2m处。h1过小不能起导向作用，容易使沉井发生倾斜。施工时一般在阶梯面所形成的槽孔中灌填黄沙或护壁

10、泥浆以减少摩擦力并防止土体破坏过大。,图8-5 沉井井壁形式,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,三）沉井的构造 2）刃脚 井壁最下端一般都做成刀刃状的“刃胸”。刃脚的主要功用是减少下沉阻力。刃脚还应具有一定的强度，以免下沉过程中损坏。刃脚底的水平面称为踏面（见图8-6）。踏面宽度一般为1030cm，视所通过土质的软硬及井壁厚度而定。刃脚内侧的倾角一般为400600。刃脚的高度当沉井湿封底时，取1.5m左右，干封底时，取0.6m左右。沉井重，土质软时，踏面要宽些。相反，沉井轻，又要穿过硬土层时。踏面要窄些，有时甚至要用角钢加固的钢刃脚。,图 8-6 沉井刃脚踏面,9、沉井结构与沉

11、管结构,9.1、沉井的类型和构造,三）沉井的构造 3）内隔墙 内隔墙的主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径。同时又把整个沉井分隔成多个施工井孔（取土井），使挖土和下沉可以较均衡地进行，也便于沉井偏斜时的纠偏。内隔墙的底面一般应比井壁刃脚踏面高出0.51.0m，以免土顶住内墙妨碍沉井下沉。但当穿越软土层时，为了防止沉井“突沉”，也可与井壁刃脚踏面齐平。隔墙的厚度一般为0.5m左右。隔墙下部应设过人孔，供施工人员于各取土井间往来之用。人孔的尺寸一般0.81.2m1.11.2m左右。取土井井孔尺寸除应满足使用要求之外，还应保证挖土机具可在井孔中自由升降，不受阻碍。如用挖泥斗取土时，井孔

12、的最小边长应大于挖泥斗张开尺寸再加0.501.0m，一般不小于2.5m。井孔的布置应力求简单、对称。,9、沉井结构与沉管结构,9.1、沉井的类型和构造,三）沉井的构造4）封底及顶差 当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对坑底清理后，即可封底，以防止地下水渗入井内。封底可分湿封底（即水下灌筑混凝土）和干封底两种。有的在井底设有集水井排水。封底完毕，待混凝土结硬后即可在其上方浇筑钢筋混凝土底板。为了使封底混凝土和底板与井壁间有更好的连接，以传递基底反力，使沉井成为空间结构受力，常于刃脚上方的井壁上预留凹槽。如在特殊情况下，预计有可能需改用气压沉箱时，亦可预设凹槽，以便必要时在该处浇筑钢筋混凝土盖板

13、。凹槽底面一般距刃脚踏面2.5m以上。槽高约1.0m，近于封底混凝土的厚度，以保证封底工作顺利进行。凹人深度约0.150.25m。当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。5）底梁和框架 在比较大型的沉井中，如由于使用要求，不能设置内隔墙，则可在沉井底部增设底梁，井构成框架以增加沉井在施工下沉阶段和使用阶段的整体刚度。有的沉井因高度较大，常于井壁不同高度设置若干道由纵横大梁组成的水平框架，以减少井壁（于顶、底板之间）的跨度，使整个沉井结构布置合理、经济。在松软地层中下沉沉井，底梁的设置还可防止沉井“突沉”和“超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。但纵横底梁不宜过多，以免增加结构造价，

14、施工费时，甚至增大阻力，影响下沉。,9、沉井结构与沉管结构,9.2、沉井结构设计计算,沉井结构在施工阶段必须具有足够的强度和刚度，以保证沉井能稳定、可靠地下沉到拟定的设计标高。待沉到设计标高，全部结构浇筑完毕并正式交付使用后，结构的传力体系、荷载和受力状态均与沉井在施工下沉阶段很不相同。因此，应保证沉井结构在这两阶段中均有足够的安全度。例如，沉井的井壁和顶底板，在正常使用中是不允许开裂或只允许出现很小的裂缝，因此必须进一步验算这些构件在施工过程中的抗裂性。工程实践证明，对施工阶段的结构计算很重要，必须认真对待，决不能认为它只是一个临时的受力过程而加以忽视。沉井结构设计的主要环节可大致归纳如下：

15、1）沉井建筑平面布置的确定；2）沉井主要尺寸的确定和下沉系数的验算。（1）参考已建类似的沉井结构，初定沉井的几个主要尺寸，如沉井孔平面尺寸、沉井高度、井孔尺寸及井壁厚度等，并估算下沉系数以控制沉速；（2）估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。3）施工阶段强度计算（1）井壁板的内力计算；（2）刃脚的挠曲计算；（3）底横梁、顶横梁的内力计算；（4）其它。,9、沉井结构与沉管结构,4）使用阶段的强度计算（包括承受动载）（1）按封闭框架（水平方向的或垂直方向的）或圆池结构来计算井壁并配筋；（2）顶板及底板的内力计算及配筋。沉井结构设计的几个主要环节的基本内容分别介绍如下：一）沉井下沉系数的确定 确定

16、沉井主体尺寸后，即可算出沉井自重，并验算沉井在施工中是否能在自重作用下，克服井壁四周土摩擦力和刃脚下土的正面阻力顺利下沉。设计时可按“下沉系数”估算：式中 G沉井施工阶段的自重(kN)应包括井壁和上、下横梁和隔墙的重量以及施工时临时钢封 门等的重量。当采用不排水下沉时，尚应考虑水的浮力使井重 减轻的影响。Rr刃脚踏面下正面阻力的总和(kN)；如沉井有隔墙、底横粱，其正面阻力均应计入。刃 脚踏面上每单位面积所受的阻力，视土质情况而异，详见表8-1。一般在踏面处作均匀 分布，在斜面处，可按三角形分布计算。Rf沉井井壁与土间的总摩擦力(kN)；,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,一）

17、沉井下沉系数的确定 F0沉井井壁四周总面积(m2)；f0井壁与土间单位面积摩擦力的加权平均值(kN/m2）；hi土层的厚度，m；见图8-7a；fi各土层对井壁的单位面积摩擦力，可参照已有的实践资料（最好当地的）估计或参考表 8-1的数选用。井壁摩擦力及刃脚踏面阻力 表8-1,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,一）沉井下沉系数的确定 根据上海地区经验，在缺乏可靠实测资料时，对于井深80m以内的沉井，其侧面摩擦力值f0几乎都取1520kN/m2。后者适于沉入深度20m以内的粘土、亚粘土中的沉井。在实际工作中，井壁摩擦力的分布形式，有许多不同的假定。一种是假定在深度05m范围内单位面

18、积摩擦力按三角形分布，5m以下为常数，如图8-7b所示。这时总摩阻力：式中 U沉井周长(m)；h0沉井入土深度(m)。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,一）沉井下沉系数的确定 一种是取入士全深范围内为常数的假定，F0=U0(m2)，参见图8-7c。另一种假定认为摩擦力不仅与土的种类有关，还与土的埋藏深度有关。因此，采用了摩擦力等于朗金主动土压力与土和井壁间的摩擦系数之乘积(一般取极限摩擦系数为0.40.5，即井壁摩擦力按井壁土压力的0.40.5倍估计)。根据这种假设，侧面摩擦力将是随着深度而增加的梯形分布，或近似于三角形分布，见图8-7d。在国外有些国家(如日本)就是采用这种

19、假定，例如紧密砂层的侧面单位摩擦力(kN/m2)为(见下表)。对于小型薄壁阶梯形井壁的圆形沉井，它的侧面摩接力亦有多种不同的取法，上海地区采用图8-7e、f所示的假定。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,二）沉井抗浮稳定验算 沉井沉到设计标高后，即着手进行封底工作，铺设垫层并浇筑钢筋混凝土底板，由于内部结构和顶盖等还未施工，此时整个沉井向下荷载为最小。待到内部结构、设备安装及顶盖施工完毕，所需时间可能很长，而底板下的水压力能逐渐增长到静力水头，会对沉井发生最大的浮力作用。因此，验算沉井的抗浮稳定性，一般可用抗浮系数K2表示：式中 G井壁与底板的重量(不包括内部结构和顶盖)，kN

20、；Rf井壁与土间极限摩擦力，kN)，见公式(8-3)；Q底板下面的水浮力，kN；(与沉井在地下水位以下部分相同体积的水重)。抗浮系数K2的大小可由底板的厚度来调整。所以一般不希望该值过大，以免造成浪费。对于浮力的取值，在地下结构设计中历来是有争论的问题之一。实践证明，在江河之中或沿岸施工的沉井，或是埋置于渗透性很大的砂土内的沉井，其水浮力即等于静力水头。然而在粘性土中，其浮力究竞多大，尚缺乏较好的验证。同样关于井壁侧面摩擦力在抗浮时能否发挥作用，如何合理取值，各方而亦无统一的结论。有的认为抗浮计算时该摩擦力不能计入，只能作为附加的安全度来考虑。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构

21、,二）沉井抗浮稳定验算 通过大量调查，已建的各种沉井一般都没有上浮现象。这说明：沉井上浮时土的极限摩擦力很大，而一般设计估用的数值往往偏小，因此在验算上浮稳定时以计入井壁摩擦力较为合理；在钻性土中，因它的渗透系数很小，地下水补给非常缓慢，沉井的浮升也必然极为缓慢，在发生明显浮升之前，内部结构、设备、顶盖等重量已经作用上去，故不再存在浮升问题。因此有的设计施工单位在验算粘性土中沉井抗浮稳定性时，常将静力水头打89折。但因缺乏实践验证，应持慎重态度，不可为鉴。上海地基规范只认为验算抗浮稳定时可以计入井壁摩擦力(取经验值，下限为10kN/m2)。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,三

22、）刃脚计算 井壁刃脚部分在下沉过程中经常切入土内，形成一悬臂作用，因此必须验算刃脚部分向外和向内挠曲的悬臂状态受力情况，并据此进行刃脚内侧和外侧竖向钢筋和水平钢筋的配筋计算。第一种情况：刃脚向外挠曲的计算(配置内侧竖宜钢筋)首次下沉的沉井，在刚开始下沉时，刃脚下土的正面阻力和内侧土体沿着刃脚斜面作用的阻力有将刃脚向外推出的作用。这时沉入深度较浅，井壁侧面的土压力几乎还未发生。刃脚的受力情况如8-8a、b所示，可沿井壁周边取1.0m宽的截条作为计算单元。计算步骤如下：计算井壁自重G沿井壁周长单位宽度上的沉井自重(按全井高度计算)，不排水挖土时应扣除浸入水中部分的浮力；计算刃脚自重g按下式计算：计

23、算刃脚上的水、土压力E主动土压力可按朗金理论计算。在计算刃脚向外挠曲时，作用在刃脚外侧的计算土压力和水压力的总和应不超过静水压力的70，否则就按70的静水压力计算。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,三）刃脚计算 第一种情况 计算刃脚上的土对井壁的摩擦力T可按TfF计算，但不大于T=0.5E式中:F沉井侧面与土接触的单位宽度上的总面积，m2；f井壁与土之间的单位面积上摩擦力，kN/m2；E作用在井壁上总的主动上压力，kN/m。计算时取其中较小值，目的使反力Rj为最大值。计算刃脚下土的反力Rj，即踏面上土反力V1和斜面上土反力R，假定其作用方向与斜面法线成角(即摩擦角，按=102

24、00估用，有时也可取到300)。并将R分解成竖直的和水平的两个分力V 2和U(均假定为三角形分布)。根据实际设计经验可知：在刃脚向外挠曲时，起主要因素作用的是刃脚下土的正面阻力，即V1、V2和U的大小；而土压力E、侧面摩擦力T和刃脚自重g三者在计算中所占的比重很小，实用上可忽略不计，共结果则梢偏安全。有些国家(如苏联)和某些专业规范，规定按沉井沉到一半时的情况计算刃脚向外挠曲。考虑沉人土中部分井壁的摩阻力的减荷作用，并假定刃脚完全切入土中(或切人士中1.0m)，如图8-9所示。此时刃脚下的土反力Rj为：式中：T作用于单位周长井壁上的摩擦力，kN/m，按TfF或按T0.5E计算，计 算时取其中较

25、小值。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,三）刃脚计算 第一种情况 确定刃脚内侧竖直钢筋 按以上所求得作用在刃脚上的各个外力的大小、方向和作用点后，即可求对刃脚根部mn截面上的轴向力N、剪力Q以及对截面中心O点的力矩M。然后根据M、Q、N的大小计算刃脚内侧的竖直钢筋。钢筋面积不得小于根部总截面的0.10.15。并伸入悬臂根部以上足够的锚固长度。,图8-9 沉井刃脚切入土中的计算模式,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,三）刃脚计算 第二种情况：刃脚向内挠曲，配置外侧竖直钢筋 当沉井沉到设计标高，为利于下沉，刃脚下的土常被掏空或部分掏空，井壁传递的自重全部由壁外土摩

26、擦力承担，而此时井壁外侧作用最大的水、土压力，使刃脚产生最大的向内挠曲，如图8-10所示。一般就按此情况确定刃脚外侧竖向钢筋。,图8-10 刃脚外侧竖向钢筋计算模式,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,三）刃脚计算 第二种情况：刃脚自重g和刃脚外侧摩擦力T对于mn截面的弯矩值所占比重都很小，可忽略不计。这样，刃脚向内挠曲计算中，起决定性作用的是刃脚外侧的水土压力W及E。水压力W可按下列情况计算：(1)不排水下沉时，井壁外侧水压力值按100计算，内侧水压力值一般按50计算，但也可按施工中可能出现的水头差计算；(2)排水下沉时，在不透水的土中，可按静水压力的70%计算，在透水土中，可

27、按静水压力的100计算。水土压力求出后即可求得根部mn截面处的弯矩M、剪力Q和轴力N。如井壁刃脚附近设有槽口(见图8-10c)，则有人主张当h125cm时，验算截面定在mn线上，如h1 25cm时，验算截面定在II截面。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算 施工阶段井壁计算，须按沉井在施工过程中的传力体系合理确定其计算图式，随后配置水平和竖直方向的两种钢筋。由于沉井型状各异，施工的具体技术措施亦不尽相同，因此应按其具体情况作出分析与判断。1）沉井在竖直平面内的受弯计算沉井抽承垫木计算 重型沉井在制作第一节时，多用承垫木支承。当第一节沉井制成后（一般最大高度为

28、10m左右），开始抽拔垫木准备下沉时，刃脚踏面下逐渐脱空，井壁在自重作用下会产生较大的应力，因此需要根据不同的支承情况，对井壁作抗裂和强度验算。沉井施工中实际的支承位置是复杂的，一般仅按以下两种最不利的支承情况进行验算：,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算 1）沉井在竖直平面内的受弯计算沉井抽承垫木计算（1）沉井支承在两点“定位垫木”上时 最后抽取的垫木，称为“定位垫木”。此时，沉井全部重量均认为支承在定位垫木之上（已回填到路面以下砂子的支承作用，略去不计）。定位垫木的间距l2按井壁内正负弯矩相等或接近相等的条件来确定。当沉井平面的边长比不小于1.5时，一般

29、可取l2=0.7L，L为沉井全长。沉井抽承垫木的计算图式如右图所示。应当注意，这种按简支梁来计算时十分近似的，因为井壁的高度与长度相比时较高的，按材料力学的理论计算是不能完全反映实际的。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算 1）沉井在竖直平面内的受弯计算沉井抽承垫木计算（2）沉井支承在三支点上时 抽承垫木的顺序多数是；先抽四角，再抽跨中，并不断扩大抽拆范围，最后抽除定位垫木。由于早先回塞的砂子在后来的垫木抽完以后被一再压实，逐渐变成了支承点。因而形成了三支点的两跨连续梁。按此图式（如下图所示）计算可得中间点处的最大负弯矩，并配置水平钢筋。,9.2、沉井结构设

30、计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算1）沉井在竖直平面内的受弯计算沉井抽承垫木计算（2）沉井支承在三支点上时 对于圆形沉井一般按支承于相互垂直的直径方向的四个支点（如下图所示）验算。在不排水下沉时，考虑到可能遇到障碍物，可按支承于直径上的两个支承点验算。个别大型圆沉井，从施工上采取措施增加支承点，如下图b所示，留下8根定位垫木，最后再一次抽掉，使内力得以减少。在计算沉井内力时，将圆形沉井井壁看做是连续水平的圆环梁，在均布荷载 q（沉井自重）作用下（见下图a），可按表8-4查得其剪力、弯矩和扭矩。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算 1）沉井在

31、竖直平面内的受弯计算沉井抽承垫木计算（2）沉井支承在三支点上时 应该指出的是：如在施工时能保证每抽去一根垫木后，在刃脚下仔细回填密实，则一部分沉井重量将直接从刃脚传递到砂垫层上，这样实际的弯矩值要比按以上各种习惯假定计算所得的值小。对于一般的中、小沉井和隧道连续沉井，根据近年来的工程实践，已不再铺设承垫木，将刃脚踏面直接搁放在砂垫层混凝土垫板上制作沉井。但是第一节沉井开始下沉时的竖向受弯强度仍应按上法检验。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算 2）井壁垂直受拉计算井壁竖直钢筋验算 沉井偏斜之后，必须及时纠偏，此时产生了纵向弯曲并使井壁受到垂直方向拉力。由于影

32、响因素复杂，难以进行明确的分析与计算，因此在设计时一般假定沉井下沉将达设计标高时，上部井壁被土夹住，而刃脚下的土已全部掏空，形成“吊空”现象，并按此“吊空”现象来验算井壁的抗裂性或受拉强度。由于上部井壁被土层夹住的部位和状况不明确，具体计算时可直接参考上海地基规范和交通部部颁的公路桥涵设计规范等规范，它们规定井壁断面上最大拉力为25的井重（即1/4井重），拉断位置在沉井的1/2高度处。而日本规定为50井重，苏联采用的规范规定为65井重。对变截面的井壁，每段井壁都应进行拉力计算。对采用泥浆润滑套下沉的沉井，虽然沉井在泥浆套内不会出现箍住“吊空”现象，但纠偏时的纵向弯矩，也仍会产生，只在程度上大为

33、减小，此时仍应设置纵筋，一般可按全断面之0.25配置。,9.2、沉井结构设计计算,9、沉井结构与沉管结构,四）施工阶段井壁计算 3）在水土压力作用下的井壁计算井壁水平钢筋计算 作用在井壁上的水、土压力qE+w，沿沉井的深度是变化的，因此井壁计算也应沿井的高度方向分段计算。当沉井沉至设计标高，刃脚下的土已掏空，此时井壁承受最大的水、土压力。水、土压力的计算和上述计算刃脚时的相同，通常有水、土分算和水土合算两种。一般秒性土采用水、土分算，粘性土采用水土合算，并采用三角形直线分布。在日本土压力按静止土压力计算，并假定在深度15m以上按三角形直线分布，15m以下土压作为常量，不随深度增加。但考虑施工阶段材料的应力可以提高。水、土压力求得后，即可分段进行井壁计算。但鉴于各种沉井结构的布置形式不同，在施工过程中的传力体系也各不相同。因此，计算井壁内力时，应针对沉井的具体情况合理地确定其计算图式。一般地