第八章沉井式结构2019
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沉井结构课件
《沉井结构》PPT课件
1999年竣工通车的江阴长江大桥北锚超大沉井，其平面长69 m、宽51 m， 面积足有10个篮球场大，下沉深达58 m，下沉过程长达20个月。
江阴长江大桥北锚超大沉井
《沉井结构》PPT课件
江阴长江大桥
《沉井结构》PPT课件
9.1.2 沉井设计一般要求
沉井平面尺寸与形状力求简单对称，可使受力合理，施工 方便；长短边之比越小越好，有利于保证下沉时的稳定性。
hi—不同土层的相应厚度(m)。
《沉井结构》PPT课件
刃脚、内隔墙或底梁阻力Rv按下式计算：
Rv Ar fu
式中 Ar—刃脚、内隔墙或底梁的计算支承面积(m2)，刃脚 斜面按水平投影面积的一半计，其他全算；
fu—沉井底部地基土的极限承载力(kPa)，可按表9.2 取值。
《沉井结构》PPT课件
下沉系数近似等于1.0，说明这个井的设计是比较经济的。 万一在下沉过程中发生困难，可采用施工上的一些措施， 如压重、多挖土或事先用泥浆套等。
实际上沉井的沉降系数在整个下沉过程中，不会是常数， 有时可能大于1.0，有时接近于1.0，有时会等于1.0。如开 始下沉时必大于1.0，在沉到设计标高时应近于1.0。
《沉井结构》PPT课件
②探测管：在平面尺寸较大，且不排水下沉较深的沉井中 可设置探测管。一般采用直径200~500 mm的钢管或在井 壁中预留管道。作用是探测刃脚和内隔墙底面下的泥面标 高，清基射水或破坏沉井正面土层以利下沉；沉井水下封 底后，可用作刃脚和内隔墙下封面混凝土的质量检查孔。
③气管：当采用空气幕下沉沉井时，可沿井壁外缘埋设内 径25 mm的硬塑料管作为气管。当下沉困难时，可向井壁 四周的气管中压入高压空气，此高压空气沿井壁上的喷气 孔喷出，并沿井壁外表面上升溢出地面，从而在井壁周围 形成空气幕，从而达到减小下沉阻力的目的。
1999年竣工通车的江阴长江大桥北锚超大沉井，其平面长69 m、宽51 m， 面积足有10个篮球场大，下沉深达58 m，下沉过程长达20个月。
江阴长江大桥北锚超大沉井
《沉井结构》PPT课件
江阴长江大桥
《沉井结构》PPT课件
9.1.2 沉井设计一般要求
沉井平面尺寸与形状力求简单对称，可使受力合理，施工 方便；长短边之比越小越好，有利于保证下沉时的稳定性。
hi—不同土层的相应厚度(m)。
《沉井结构》PPT课件
刃脚、内隔墙或底梁阻力Rv按下式计算：
Rv Ar fu
式中 Ar—刃脚、内隔墙或底梁的计算支承面积(m2)，刃脚 斜面按水平投影面积的一半计，其他全算；
fu—沉井底部地基土的极限承载力(kPa)，可按表9.2 取值。
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下沉系数近似等于1.0，说明这个井的设计是比较经济的。 万一在下沉过程中发生困难，可采用施工上的一些措施， 如压重、多挖土或事先用泥浆套等。
实际上沉井的沉降系数在整个下沉过程中，不会是常数， 有时可能大于1.0，有时接近于1.0，有时会等于1.0。如开 始下沉时必大于1.0，在沉到设计标高时应近于1.0。
《沉井结构》PPT课件
②探测管：在平面尺寸较大，且不排水下沉较深的沉井中 可设置探测管。一般采用直径200~500 mm的钢管或在井 壁中预留管道。作用是探测刃脚和内隔墙底面下的泥面标 高，清基射水或破坏沉井正面土层以利下沉；沉井水下封 底后，可用作刃脚和内隔墙下封面混凝土的质量检查孔。
③气管：当采用空气幕下沉沉井时，可沿井壁外缘埋设内 径25 mm的硬塑料管作为气管。当下沉困难时，可向井壁 四周的气管中压入高压空气，此高压空气沿井壁上的喷气 孔喷出，并沿井壁外表面上升溢出地面，从而在井壁周围 形成空气幕，从而达到减小下沉阻力的目的。
沉井结构、计算、施工解读
板书………………………… 讲解…………………………………
(三)浮运沉井的构造
1．不带气筒的浮运沉井
适用：水下太深、流速不大、河床较平、冲刷较小的自然条件。
施工：一般在岸边制造，通过滑道拖拉下水，浮运到墩位，再接高下沉到河床。这种沉井可用钢、木、钢筋混凝土、钢丝网及水泥等材料组合。
钢丝网水泥薄壁沉井：
缺点：施工期较长，对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜，沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工请来一定困难。
适用：1．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时;
板书………………………… 讲解…………………………………
集中，故刃脚宜采用20号以上的钢筋混凝土制成。
3．隔墙
沉井长宽尺寸较大，应在沉井内设置隔墙，以加强沉井的刚度，使井壁的挠曲应力减小，其厚度一般小于井壁。隔墙底面应高出刃脚底面0.5m以上，避免隔墙下的土顶住沉井而妨碍下沉。也可在刃脚与隔墙联结处设置埂肋加强刃脚与隔墙的连结。如为人工挖土，在隔墙下端应设置过人孔，便于工作人员井孔间往来。
板书………………………… 讲解…………………………………
第三节沉井的施工
一、旱地上沉井的施工(图4-10)
1．整平场地
2．制造第一节沉井
3．拆模及抽垫
4．挖土下沉
5．接高沉井
6．筑井顶围堰
7．地基检验和处理
8．封底、充填井孔及浇筑顶盖
二、水中沉井的施工
1．筑岛法
水流速不大，水深在3或4m以内，可用水中筑岛的方法(图4-12)。筑岛材料为砂或砾石，周围用草袋围护，如水深较大可作围堰防护。岛面应比沉井周围宽出2m以上，作为护道，并应高出施工最高水位0.5m以上。砂岛地基强度应符合要求，然后在岛上浇筑沉井。如筑岛压缩水面较大，可采用钢板桩围堰筑岛。
(三)浮运沉井的构造
1．不带气筒的浮运沉井
适用：水下太深、流速不大、河床较平、冲刷较小的自然条件。
施工：一般在岸边制造，通过滑道拖拉下水，浮运到墩位，再接高下沉到河床。这种沉井可用钢、木、钢筋混凝土、钢丝网及水泥等材料组合。
钢丝网水泥薄壁沉井：
缺点：施工期较长，对粉细砂类土在井内抽水易发生流砂现象，造成沉井倾斜，沉井下沉过程中遇到的大孤石、树干或井底岩层表面倾斜过大，均会给施工请来一定困难。
适用：1．上部荷载较大，而表层地基土的容许承载力不足，做扩大基础开挖工作量大，以及支撑困难，但在一定深度下有好的持力层，采用沉井基础与其他深基础相比较，经济上较为合理时;
板书………………………… 讲解…………………………………
集中，故刃脚宜采用20号以上的钢筋混凝土制成。
3．隔墙
沉井长宽尺寸较大，应在沉井内设置隔墙，以加强沉井的刚度，使井壁的挠曲应力减小，其厚度一般小于井壁。隔墙底面应高出刃脚底面0.5m以上，避免隔墙下的土顶住沉井而妨碍下沉。也可在刃脚与隔墙联结处设置埂肋加强刃脚与隔墙的连结。如为人工挖土，在隔墙下端应设置过人孔，便于工作人员井孔间往来。
板书………………………… 讲解…………………………………
第三节沉井的施工
一、旱地上沉井的施工(图4-10)
1．整平场地
2．制造第一节沉井
3．拆模及抽垫
4．挖土下沉
5．接高沉井
6．筑井顶围堰
7．地基检验和处理
8．封底、充填井孔及浇筑顶盖
二、水中沉井的施工
1．筑岛法
水流速不大，水深在3或4m以内，可用水中筑岛的方法(图4-12)。筑岛材料为砂或砾石，周围用草袋围护，如水深较大可作围堰防护。岛面应比沉井周围宽出2m以上，作为护道，并应高出施工最高水位0.5m以上。砂岛地基强度应符合要求，然后在岛上浇筑沉井。如筑岛压缩水面较大，可采用钢板桩围堰筑岛。
地下结构工程第八章沉井基础
摩擦力分布
假定从地表到5m深 度范围内，单位摩阻 力按直线规律由零增 加至最大值； 超过深度5m以后取 常数值
8.3.2 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
2）对于不排水下沉的沉井
（1）假定底 节沉井仅支承 于长边的中点 （2）假定底 节沉井支承于 短边的两端点
T E Etg 0.5E
T A
③刃脚下单位宽度上 土的垂直反力
Rv G T
刃脚斜面上的土反力
Rv V1 V2
V1 V2
a
1 b 2 ta b h
2a b
联立方程式即可求得V1和V2。
④作用在刃脚斜面上的水平反 力U可按下式计算：
U的作用点在距刃脚底面1/3高处。
ht 3.5 FM m hu bf t
hu ——考虑封底混凝土因与井底泥土掺混需要增加
的厚度，宜取0.3~0.5m；若基底采取铺块石或碎石灌 浆抹平处理后再封底，可不考虑此增加值。
④封底混凝土剪应力计算
应加大封底混凝土的 抗剪面积。 如在井壁和隔墙内设 置凹槽等。
8.3.6 沉井底板计算
掌握: 沉井井壁计算 沉井刃脚验算
8.3.5 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。
1）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；
《水工建筑物》第八章：渡槽、倒虹吸管、涵洞、桥梁等区系建筑物的构造特点
依地形蜿蜒曲折地修建。
中国浙江天台红旗渡槽 aqueduct
宝马渡槽
第二节 倒虹吸管
倒虹吸管是输送渠水通过河渠、山谷、道 路等障碍物的压力输水建筑物。
唐河倒虹吸工程
交叉型式为渠穿河倒虹 吸。设计流量为135立 方米／秒；加大流量为 160立方米／秒
倒虹吸枢纽由退水闸、 倒虹吸、节制闸和导流 堤等部分组成
失值ΔZ，若ΔZ≤[ΔZ]，则可确定i、b和h值，进
而确定相关高程。
当槽身长度L≥（15～20）h（h为槽内设计 水深）时，按明渠均匀流公式计算；
当L＜（15～20）h时， 按淹没宽顶堰公式 计算。
初拟b、h时，一般按h/b比
值来拟定，
梁式渡槽的矩形槽身：
h/b=0.6～0.8，
U形槽身：h/b=0.7～0.9;
广东江门南北渠上的渡槽
广东江门南北渠上的渡槽
南渠最后一段的架空渡槽，气势 恢弘宛如巨龙，无论站在哪个角度， 都能感受到她的壮丽，每次走到这个 地方，都能找到新的感受、找到新的 审美视角。特别是日出和日落的时光， 在浓重的金黄色调子中，更能切身感 受到她壮阔苍凉的美。
南北渠是鹤山水利工程史上的里 程碑。尽管随着工业的发展，水库的 灌溉功能在逐渐削弱，但南北渠是作 为农业经济发展史上的标志性建筑。
红江渠
红江湖是玉林大容山中的一个湖， 实名叫红江水库，是经过人工拓展的一 个中型的人工湖泊 。玉林有名的红江 渠就是从红江水库为起点，连绵几十公 里长的依山而建的水渠，为沿途几个乡 镇大批坡地提供灌溉，造福一方，解决 了当时的北市、蒲塘等乡镇大遍干旱坡 地无水灌溉稻种的难题，在建成的七十 年代，在广西曾经名澡一时，被誉为广 西的“红旗渠”
八、进出口建筑物 1．槽身与填方渠道的连接 斜坡式--根据连接段的支承方式不同，又可分为刚性 连接和柔性连接两种。 挡土墙式--将边跨槽身的一端支承在重力挡土墙式边墩 上，并与渐变段或连接段连接。 2．槽身与挖方渠道的连接
中国浙江天台红旗渡槽 aqueduct
宝马渡槽
第二节 倒虹吸管
倒虹吸管是输送渠水通过河渠、山谷、道 路等障碍物的压力输水建筑物。
唐河倒虹吸工程
交叉型式为渠穿河倒虹 吸。设计流量为135立 方米／秒；加大流量为 160立方米／秒
倒虹吸枢纽由退水闸、 倒虹吸、节制闸和导流 堤等部分组成
失值ΔZ，若ΔZ≤[ΔZ]，则可确定i、b和h值，进
而确定相关高程。
当槽身长度L≥（15～20）h（h为槽内设计 水深）时，按明渠均匀流公式计算；
当L＜（15～20）h时， 按淹没宽顶堰公式 计算。
初拟b、h时，一般按h/b比
值来拟定，
梁式渡槽的矩形槽身：
h/b=0.6～0.8，
U形槽身：h/b=0.7～0.9;
广东江门南北渠上的渡槽
广东江门南北渠上的渡槽
南渠最后一段的架空渡槽，气势 恢弘宛如巨龙，无论站在哪个角度， 都能感受到她的壮丽，每次走到这个 地方，都能找到新的感受、找到新的 审美视角。特别是日出和日落的时光， 在浓重的金黄色调子中，更能切身感 受到她壮阔苍凉的美。
南北渠是鹤山水利工程史上的里 程碑。尽管随着工业的发展，水库的 灌溉功能在逐渐削弱，但南北渠是作 为农业经济发展史上的标志性建筑。
红江渠
红江湖是玉林大容山中的一个湖， 实名叫红江水库，是经过人工拓展的一 个中型的人工湖泊 。玉林有名的红江 渠就是从红江水库为起点，连绵几十公 里长的依山而建的水渠，为沿途几个乡 镇大批坡地提供灌溉，造福一方，解决 了当时的北市、蒲塘等乡镇大遍干旱坡 地无水灌溉稻种的难题，在建成的七十 年代，在广西曾经名澡一时，被誉为广 西的“红旗渠”
八、进出口建筑物 1．槽身与填方渠道的连接 斜坡式--根据连接段的支承方式不同，又可分为刚性 连接和柔性连接两种。 挡土墙式--将边跨槽身的一端支承在重力挡土墙式边墩 上，并与渐变段或连接段连接。 2．槽身与挖方渠道的连接
沉井结构及框架结构施工工艺、施工方法及注意事项
结构施工结构设计下部为圆形沉井结构，上部为框架结构。
1、下部结构沉井施工工艺技术如下：（1）沉井施工程序：基坑测量放样→基坑开挖→刃脚垫层施工→立井筒内模和支架、钢筋绑扎→立外模和支架→浇捣砼、养护及拆模→封砌预留孔→井点安装及降水→凿际垫层、挖土下沉→沉降现察→铺设碎石及砼垫层→绑扎底板钢筋、浇捣底板砼、砼养护→素土回填。
（2）基坑测量放样根据沉井设计图纸和工程地质报告所揭示的地质情况，沉井基坑开挖深度取2m，沉井刃脚外侧面至基坑边的工作距离取2m，基坑边坡采用1：1。
整平场地后，根据沉井的中心座标定沉井中心桩、纵横轴线控制桩及基坑开挖边线。
施工放样结束后，须复核准确无谁后方可开工。
（3）基坑开挖基坑开挖边线确定后，即可进行挖土工序的施工。
采用lm3单斗挖掘机，并与人工配合操作。
基坑底部的浮泥应清除干净并保持平整和干燥，在底邮四周设置排水沟与集水井相通，集水朴内汇集的雨水及地下水及时用水泵抽除，防止积水影响脚垫层的施工。
（4）刃脚垫层施工刃脚垫屎采用砂捧层和混凝土垫层共同受力1) 砂垫层厚度的确定砂垫层厚度采用如下计算公式计算：N／B’v砂II≤[0]。
砂垫层采用加水分层夯实的办法施工，夯实工具为平板式振捣器。
2)砼垫层厚度的确定砼垫层厚度可按下式计算公式计算：h=(G0／Rb)／2。
砼垫层表面应用水平仪进行校正，使之表面保持在同一水平面上。
（5）立井筒内模及支架沉井共分二次浇筑，第一节做6～7米，内模同样分二节按装。
井筒模板采用组合钢模与局部木模互相搭配，以保证内模的镒封性。
刃脚踏脚部分的内模采用砖砌结构，宽度与刃脚同宽。
井身内摸支架采用空心钢管支撑。
钢管支架必须架设稳固。
如有必要，可采用对撑支架，增加内模的稳定性。
刃脚模板应在混凝土达到设计强度75%后方可拆除。
（6）钢筋绑扎钢筋的表面应洁净，使用前将表面汕渍、鳞锈等清理干净；钢筋应平直，无局部弯折；成盘的钢筋均应调直；预制构件中的主钢筋均采用对焊、焊接井按照有荚规定抽样送检；钢筋搭接应互相错开，并严格按照国家标准《混凝土结构工程施工验收规范》GB5020492中的有关规定执行；现场目目筋绑扎时，其交义点应用2l#铁丝绑扎结实，必要时用电焊焊牢。
沉井精选全文完整版
❖ 4.3.2 沉井的施工
沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工 及浮运沉井施工三种，现分别简介如下：
❖ 一、旱地上沉井的施工
桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、 充填井孔以及浇筑顶板。在这种情况下，一般较容易施工， 工序如下：
（一）整平场地
（二）制造第一节沉井 （三）拆模及抽垫 （四）挖土下沉 （五）接高沉井 （六）筑井顶围堰 （七）地基检验和处理 （八）封底、充填井孔及浇筑顶盖
4.2.1 沉井各部分尺寸的选定
1. 沉井高度——沉井顶面和底面两个标高之差。 2. 确定沉井平面形状和尺寸——根据上部建筑物成 墩台底部的平面形状决定。
4.2.2 沉井基础的计算
根据所拟定的沉井基础的尺寸及其技术数据， 按各种最不利荷载组合，分别验算基底应力、横向 抗力、墩台顶面水平位移及稳定等。
面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。
4.1.2 沉井的类型及一般构造
1、沉井的分类
就地制作下沉沉井 （1）按施工方法分类 浮运沉井
气压沉箱 圆形沉井 （2）按外观形状分类 矩形沉井 圆端形沉井
柱形沉井 按竖向剖面形状分类 阶梯形沉井
锥形沉井
混凝土沉井 按建筑材料分类 钢筋混凝土沉井
竹筋混凝土沉井 钢沉井
刃脚底的水平面称为踏面。刃脚的式样应根据沉井下沉 时所穿越土层的软硬程度和刃脚单位长度上的反力大小决定， 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。
隔墙 是大尺寸沉井的分隔墙，是沉井外壁的支撑，或由 于使用需要设置隔墙，可以加强沉井的刚度。
井孔 是挖孔排土的工作场所和通道。平面布局是以中 心线为对称轴，便于对称挖土使沉井均匀下沉。
第4章 沉 井 基 础
沉井基础施工一般可分为旱地施工、水中筑岛施工 及浮运沉井施工三种，现分别简介如下：
❖ 一、旱地上沉井的施工
桥梁墩台位于旱地时，沉井可就地制造、挖土下沉、封底、 充填井孔以及浇筑顶板。在这种情况下，一般较容易施工， 工序如下：
（一）整平场地
（二）制造第一节沉井 （三）拆模及抽垫 （四）挖土下沉 （五）接高沉井 （六）筑井顶围堰 （七）地基检验和处理 （八）封底、充填井孔及浇筑顶盖
4.2.1 沉井各部分尺寸的选定
1. 沉井高度——沉井顶面和底面两个标高之差。 2. 确定沉井平面形状和尺寸——根据上部建筑物成 墩台底部的平面形状决定。
4.2.2 沉井基础的计算
根据所拟定的沉井基础的尺寸及其技术数据， 按各种最不利荷载组合，分别验算基底应力、横向 抗力、墩台顶面水平位移及稳定等。
面倾斜过大，均会给施工带来一定困难。
4.1.2 沉井的类型及一般构造
1、沉井的分类
就地制作下沉沉井 （1）按施工方法分类 浮运沉井
气压沉箱 圆形沉井 （2）按外观形状分类 矩形沉井 圆端形沉井
柱形沉井 按竖向剖面形状分类 阶梯形沉井
锥形沉井
混凝土沉井 按建筑材料分类 钢筋混凝土沉井
竹筋混凝土沉井 钢沉井
刃脚底的水平面称为踏面。刃脚的式样应根据沉井下沉 时所穿越土层的软硬程度和刃脚单位长度上的反力大小决定， 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。
隔墙 是大尺寸沉井的分隔墙，是沉井外壁的支撑，或由 于使用需要设置隔墙，可以加强沉井的刚度。
井孔 是挖孔排土的工作场所和通道。平面布局是以中 心线为对称轴，便于对称挖土使沉井均匀下沉。
第4章 沉 井 基 础
地下结构工程施工技术第八章沉井基础
04 沉井基础的工程实例
工程概况
01
工程名称
某市地铁车站
02
工程地点
市区中心地带
03
04
工程规模
车站长度约400米，宽度约20 米，深度约10米
施工环境
周边建筑物密集，地下管线复 杂
施工过程
沉井制作
在施工现场浇筑沉井结构，包 括刃脚、隔墙和井孔。
封底处理
对沉井底部进行混凝土浇筑， 确保底部稳定。
02 沉井基础的施工工艺
施工准备
场地准备
清理施工现场，整平场地， 确保施工环境安全。
测量定位
根据设计图纸，确定沉井 的位置和尺寸，进行测量 定位。
施工组织设计
制定详细的施工计划，明 确各阶段的任务、时间节 点和人员分工。
沉井制作
制作模板
混凝土浇筑
根据设计图纸制作沉井模板，确保尺 寸准确、结构牢固。
对沉井进行承载力检测， 确保其承载能力符合设
计要求。
整理施工过程中的技术 资料、质量检测记录等， 提交验收报告，完成验
收工作。
03 沉井基础的设计与计算
结构设计
结构设计原则
沉井结构设计应遵循安全、经济、合理的原则， 确保满足工程要求和使用功能。
井壁厚度计算
根据沉井的跨度和荷载大小，计算出所需的井壁 厚度，以确保沉井结构的稳定性。
地下结构工程施工技术第八章沉井 基础
目 录
• 沉井基础概述 • 沉井基础的施工工艺 • 沉井基础的设计与计算 • 沉井基础的工程实例
01 沉井基础概述
定义与特点
定义
沉井基础是一种地下结构工程技术，通过在地面上预制井筒状的结构物，并在 其内部挖土，利用自身重量和井壁与土的摩擦力，使井筒逐渐下沉至设计标高， 最后用混凝土封底并填塞孔隙，形成地下结构的基础。
地下建筑结构-沉井结构
2011年6月6日
地下建筑结构
49
5.2 沉井的构造
沉井一般由下列各部分组成（如下图）：井壁（测壁）、刃脚、内隔墙、 沉井一般由下列各部分组成（如下图）：井壁（测壁）、刃脚、内隔墙、 ）：井壁 ）、刃脚 封底和顶盖、底梁和框架。 封底和顶盖、底梁和框架。
1）井壁 ）
井壁是沉井的主要部分， 井壁是沉井的主要部分，应有足够 的厚度与强度， 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） 各种最不利荷载组合（水土压力）所产 生的内力， 生的内力，在钢筋混凝土井壁中一般应 配置两层竖向钢筋及水平钢筋， 配置两层竖向钢筋及水平钢筋，以承受 弯曲应力。同时要有足够的重量， 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。 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、 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。 下沉深度以及土的力学性质。 设计时通常先假定井壁厚度， 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0.4~1.2m。 行强度验算。井壁厚度一般为 。 有战时防护要求的，井壁厚度可达1.5~ 有战时防护要求的，井壁厚度可达 1.8m。 。
2011年6月6日
地下建筑结构
41
5.1.2 按沉井形状分类 1.按沉井的平面形状： 常用的有圆形、圆端形 和矩形等。根据井孔的布 置方式，又有单孔、双孔 及多孔的分别。
沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井
2011年6月6日
地下建筑结构
42
圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使 用抓泥斗挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其 刃脚均匀地支承在土层上；在侧压力作用下，井壁 只受轴向力(侧压力均布时)，或稍受挠曲(侧压力非 均布时)；对水泥方向正交或斜交均有利，也即承受 水平土压力和水压力性能良好。 圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷 均较矩形者有利，但沉井制造较复杂。对平面尺寸 较大的沉井，可在沉井中设置隔墙，使沉井由单孔 变成双孔或多孔。
地下建筑结构
49
5.2 沉井的构造
沉井一般由下列各部分组成（如下图）：井壁（测壁）、刃脚、内隔墙、 沉井一般由下列各部分组成（如下图）：井壁（测壁）、刃脚、内隔墙、 ）：井壁 ）、刃脚 封底和顶盖、底梁和框架。 封底和顶盖、底梁和框架。
1）井壁 ）
井壁是沉井的主要部分， 井壁是沉井的主要部分，应有足够 的厚度与强度， 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） 各种最不利荷载组合（水土压力）所产 生的内力， 生的内力，在钢筋混凝土井壁中一般应 配置两层竖向钢筋及水平钢筋， 配置两层竖向钢筋及水平钢筋，以承受 弯曲应力。同时要有足够的重量， 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。 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、 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。 下沉深度以及土的力学性质。 设计时通常先假定井壁厚度， 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0.4~1.2m。 行强度验算。井壁厚度一般为 。 有战时防护要求的，井壁厚度可达1.5~ 有战时防护要求的，井壁厚度可达 1.8m。 。
2011年6月6日
地下建筑结构
41
5.1.2 按沉井形状分类 1.按沉井的平面形状： 常用的有圆形、圆端形 和矩形等。根据井孔的布 置方式，又有单孔、双孔 及多孔的分别。
沉井平面形式 a)单孔沉井；b)双孔沉井；c)多孔沉井
2011年6月6日
地下建筑结构
42
圆形沉井：沉井在下沉过程中易控制方向；使 用抓泥斗挖土，要比其他类型的沉井，更能保证其 刃脚均匀地支承在土层上；在侧压力作用下，井壁 只受轴向力(侧压力均布时)，或稍受挠曲(侧压力非 均布时)；对水泥方向正交或斜交均有利，也即承受 水平土压力和水压力性能良好。 圆端形沉井：控制下沉、受力条件、阻水冲刷 均较矩形者有利，但沉井制造较复杂。对平面尺寸 较大的沉井，可在沉井中设置隔墙，使沉井由单孔 变成双孔或多孔。
沉井结构设计计算
沉井结构设计计算第一章概述第一节沉井的涵义及应用范围沉井是一种在地面上制作、通过取除井内土体的方法使之沉到地下某一深度的井体结构。
利用沉井作为挡土的支护结构，可以建造各种类型或各种用途的地下工程构筑物。
沉并施工方法是修筑地下构筑物或深基础工程特殊而重要的施工方法，而沉井结构则是与这种施工方法相适应的工程结构。
与沉井相类似，沉箱也是通过取除箱内土体使之沉到地下的一种工程结构，所不同的是沉箱在取除箱内土体的过程中，箱内必须保持一定的气压，使箱外的土和水不致渗入箱内，人员可在箱内进行取土作业。
沉井则因可在水下取土而无需在井内加压，这是两者主要的区别之处。
沉井的应用范围一般有以下几方面：一、当构筑物埋置较深，采用沉井方式较经济时；二、当构筑物埋置很深(如矿山的竖井)时，采用其他施工方式有困难，采用沉井最合适；三、新建构筑物附近存在已有建筑物，开挖施工可能对已有建筑物产生不利影响，就应考虑使用沉井；四、江心和岸边的井式构筑物，排水施工有困难时，采用沉井是最佳选择；五、建筑物的地下室、拱管桥的支墩及大型桥梁的桥墩采用沉井结构都有成功实例。
第二节沉井的特点沉井作为建造地下工程构筑物或深基础的一种方法，与其他方法相比，具有十分明显的特点。
一、沉井与广泛应用的大开挖方法相比，特点如下：(一)如果大开挖不设支护，则不但土方工程量大，而且往往由于需留出开挖边坡，使场地面积大大增加；沉井的土方工程量则可以限制在沉井的体积范围内，而且因为无需留出边坡，场地面积也可大大减少。
(二)沉井不但可以作为地下结构的外壳部分，而月在挖土下沉的过程中可作开挖支护。
与设支护的大开挖方法相比，省去了开挖支护的费用。
(三)在地下水丰富的地区，大开挖方法的降水措施是必不可少的。
这一措施需花费大量的人力与物力，而沉井施工方法则因町以采用水下挖十及水下封底等技术而节省了降水或排水的费用。
(四)对于一些深度较大的地下构筑物或深基础，大开挖法往往是不可能的或是费用巨大，此时，沉井的优点则是无法比拟的。
沉井结构
(2)、刃脚向内挠曲的内力计算
A、作用在刃脚上的外力及其计算
B、求出以上各力的数值、方向及作用点后， 再算出各力对刃脚根部中心轴的弯矩总和 值M0 竖向力N0 及剪力Q 。 C、配筋 • 根据M0、N0及Q值就可验算刃脚根部应力并计算出 刃脚外侧所需的竖向钢筋用量。 • 一般刃脚钢筋截面积不宜少于刃脚根部截面积的 0.1%。 • 刃脚的竖直钢筋应伸入根部以上0.5L1（L1为支承 于隔墙间的井壁最大计算跨度）。
G 1 qkUh 2 qk 2G Uh 2Gx qx Uh 2
qk
离刃脚底为x处，井壁拉力Sx为 Gx qx Gx Gx2 Sx Ux 2 h 2 h h dS x 0 令 dx 等截面沉井产生的最大拉力Smax等于沉 井自重的1/4，即Smax＝G/4，其位臵在沉井 的h/2处。
1m
V2 R
刃脚向外绕曲受力示意图
N M W EA T g
刃脚向内绕曲受力示意图
1m
刃脚外挠：沉井下沉过
g
V1
(1)、刃脚向外挠曲的内力计算
A、作用在刃脚上的外力及其计算 ①刃脚外侧单位宽度上的土、水压力的合力
根据岛面、井外水位、沉井下沉位 臵及土质资料可以求得： 刃脚根部处主动土压力及水压力 踏面处主动土压力及水压力
Q 1 T K ——下沉系数，一般为1.15～1.25； Q —— 沉井自重，kN ； T —— 井壁与土接触面的总摩阻力（kN） ； K
式中
T qik hiUi
当不能满足上式要求时，可选择下列措施直 至满足要求： 加大井壁厚度或调整取土井尺寸； 如为不排水下沉者，则下沉到一定深度后可 采用排水下沉； 增加附加荷载或射水助沉； 采用泥浆润滑套或壁后压气法等措施。
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踏面宽度 10～30㎝ 刃脚内侧的倾角一般为 40 ~60 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。
二、沉井的构造
内隔墙
内隔墙 增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径 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。
序构
件
号
1
井壁
2 中间底横梁
两端底横梁
3 中间顶横梁
两端顶横梁
沉井自重
数
高
宽
长 材料比 重量
量 （m） （m） （m） 重/kN / ㎡
2
7.6
0.8 28.0
26
8852
3
1.2
0.7
12.2
26
799
2
1.2
0.8
12.2
26
609
3
0.6
0.7
12.2
26
400
2
0.6
0.8 12.2
26
305
第一节 概述
国外采用沉井基础的桥梁
日本明石海峡大桥，最大施 工水深60m，两主塔分别采用 直径80m*高70m和78m*67m的 浮式钢壳沉井，壁厚12m，分 为16个舱，是目前规模最大 的桥梁沉井基础
第一节 概述 宝山钢铁厂取水泵房
第一节 概述
二、沉井的特点 优点
埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载； 下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工； 沉井施工时对邻近建筑物影响较小。
刃脚向内挠曲，通过计算配置内侧竖直钢筋。
第二节 沉井结构设计
刃脚向内挠曲计算，起决定性作用是刃脚外侧水土压力W及E。 （一）土压力按主动土压力计算； （二）水压力可按下列情况计算 （1）不排水下沉，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，在不透水的土中，可按静水压力的70%计算；
在松软地层中沉井，底梁的设置还可以防止沉井“突沉”和 “超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。
纵横底梁不宜过多，以免增加结构造价，施工费时，甚至增 大阻力，影响下沉。
第六章 沉井式结构
第一节 概述 第二节 沉井结构设计
沉井结构设计的主要环节 沉井的结构计算
第三节 沉井的施工
第二节 沉井结构设计
外壁阶梯形：减小摩擦力、扰动大、节省材料 内壁阶梯形：节省材料、减小扰动、避免下沉过快
按沉井的建筑材科的分类
混凝土沉井
钢筋混凝士沉井
钢壳沉井
按沉井的构造形式: 隧道连续沉井
三、沉井图例
单独沉井 平战结合用的人防工事沉井
四、沉井的构造
二、沉井的构造
井壁
沉井的主要部分，要有足够的强度和厚度。 井壁厚度决定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性
缺点
施工期较长 ； 施工技术要求高； 施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。
一、概述
三、沉井分类
按平面形状
圆形:制作简单、易于控制下沉、受力性能好、
周长小，侧面摩擦力小、对周围的土体扰动小 建筑面积不能充分利用
方形、矩形：制作方便、水平压力产生弯矩，使用方便
受力情况不好、对周围土体扰动大、土压力和摩擦力不均匀
浮力
Q62 82 410 871k6N 03
4
施工阶段（底板浇比后）之抗浮稳定验算
K 2G Q R f 6580 7 111 006 20 0 5 0 .8 3 4 6 1 2 .00 5
采取措施：增加重量、减小浮力
第二节 沉井结构设计
（三）刃脚计算
第一种情况:在刚开始下沉时 刃脚受力向外挠曲,通过计算配置内侧竖直钢筋。
两孔、多孔：孔间有隔墙或横梁，改变井壁和底板的受力状况
施工易于控制、多适用于平面尺寸大的沉井
椭圆形：对水流阻力小，多用于桥梁墩台基础、江心泵站 多边形、多孔井字形
一、概述
三 沉井分类
按竖向剖面形状 圆柱形：不易发生倾斜、对周围土体扰动小
侧向摩擦力大、井壁容易拉裂 多用于入土不深、土质松散情况
阶梯形：
第二节 沉井结构设计
第一种情况 刃脚向外挠曲的计算（配置内侧竖直钢筋）
沿井壁周边取1.0m宽的截条作为计算单元 ①计算井壁自重——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； ② 计算刃脚自重
g混凝h土 k 2a
③计算刃脚上的水、土压力——主动土压力可按朗金理论计算
序构 号
件数 量
高 （m）
宽 （m）
长 材料比 （m） 重/kN /
㎡
1井壁22 中 Nhomakorabea底横梁 3
两端底横梁 2
3 中间顶横梁 3
两端顶横梁 2
7.6
0.8 28.0
26
1.2
0.7 12.2
26
1.2
0.8 12.2
26
0.6
0.7 12.2
26
0.6
0.8 12.2
26
第二节 沉井结构设计
解：1)计算沉井自重G
Ehkta2n (45 2)
④计算刃脚上的土对井壁的摩擦力
T fE
第二节 沉井结构设计
⑤计算刃脚下土的反力，
即踏面上土反力和斜面上土反力
Rj V1V2GgTTGgT V V12 2ba
V2
G T 1 2a /
b
U V2 tan( )
应用范围
沉井一般沉到较坚实的土层上，充分利用深层土承载能力。 深基础:桥梁墩台基础、 地下结构：取水构筑物、污水泵站、地下工业厂房、地下
仓库、盾构拼装井、矿井、地下其他构筑物
第一节 概述
泰州长江大桥中塔沉井基础
沉井基础长58米，宽44米，总高度为76米，沉井沉入19 米深水和55米河床覆盖层，封底混凝土厚11m.
井壁摩擦力的假定
在深度0～5m范围内单位面积摩擦力按三角形分布，5m以 下为常数
R f f0 F 0 f0 U ( h 0 2 .5 )
取入土全深范围内为常数的假定
F0 U0 h (m2)
摩擦力不仅与土的种类有关，还与土的埋藏深度有关
第二节 沉井结构设计
例
计算某连续沉井（两端无钢封门）下沉接近设计标高时的下沉系数。 （井壁平均极限摩擦力为15kN/㎡，刃脚极限正面阻力 100 kN/㎡，结 构尺寸见下表。）
平面框架内力和截面设计、刃脚内力和截面设计、井壁内力和截面设计 底梁设计、封底混凝土厚度和底板内力和截面设计
（六）使用阶段的强度计算
沉井结构在使用阶段的强度验算、地基强度和变形验算 沉井抗浮、抗滑移和抗倾覆稳定性验算
第二节 沉井结构设计
（一）沉井下沉系数的确定
下沉系数计算公式
K1
G Rf Rr
第六章 沉井式结构
第六章 沉井式结构
第一节 概述 第二节 沉节结构设计 第三节 沉井的施工
第六章 沉井式结构
第一节 概述
沉井的概念 沉井的特点 沉井类型 沉井构造
第二节 沉井结构设计 第三节 沉井的施工
第一节 概述
一、沉井的概念
沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物，利用结构自重 作用而下沉入土，即在地面筑成的“半成品”沉入土中， 在地下完成结构物施工。
一、沉井结构设计的主要环节
（一）沉井建筑平面布置的确定； （二）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，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。.
（三）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；
三、刃脚计算
求单位周长上沉井自重 斜面下土的竖直反力
G277 8266k7N /m 104
GT 26.270
V212a120.3510.64kN
b
0.45
V 1 G V 2 2.2 6 17 .6 0 14 .6 6 kN 2
作用在斜面上的水平反力
UV 2ta n () U 1.6 0 ta 4 6 n 4 0 ( 1 4 0 2 ) 1k 1N 5
二、沉井的构造
底梁和框架
在比较大型的沉井中，由于使用要求，不能设置内隔墙，则 可在沉井底部增设底梁，并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。
沉井高度较大，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，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。
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。人孔的尺寸一般为 0.8×1.2m～1.1～1.2m左右。
二、沉井的构造
封底及顶盖
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）和干封封底两种。 封底完毕，待混凝土结硬后在上方浇筑钢筋混凝土底板。 当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。
第二节 沉井结构设计
⑥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m-n截面上的轴向力N、剪 力Q以及对截面中心点的力矩M。然后根据M、Q、N的大小 计算刃脚内侧的竖直钢筋， 分次沉降的沉井的计算
最不利的阶段
第二节 沉井结构设计
例 设某矩形沉井封底前井自重27786kN，井壁周长为2（ 20×32m）=104m。井高8.15m，一次下沉，试求沉井刚开始下 沉时刃脚向外挠曲所需的竖直钢筋的数量 踏面宽a=35㎝，b=45㎝，刃脚高80㎝。
取0.6m左右。
二、沉井的构造
内隔墙
内隔墙 增加沉井在下沉过程中的刚度并减小井壁跨径 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。
序构
件
号
1
井壁
2 中间底横梁
两端底横梁
3 中间顶横梁
两端顶横梁
沉井自重
数
高
宽
长 材料比 重量
量 （m） （m） （m） 重/kN / ㎡
2
7.6
0.8 28.0
26
8852
3
1.2
0.7
12.2
26
799
2
1.2
0.8
12.2
26
609
3
0.6
0.7
12.2
26
400
2
0.6
0.8 12.2
26
305
第一节 概述
国外采用沉井基础的桥梁
日本明石海峡大桥，最大施 工水深60m，两主塔分别采用 直径80m*高70m和78m*67m的 浮式钢壳沉井，壁厚12m，分 为16个舱，是目前规模最大 的桥梁沉井基础
第一节 概述 宝山钢铁厂取水泵房
第一节 概述
二、沉井的特点 优点
埋置深度大，整体性强、稳定性好，能承受较大荷载； 下沉过程中无需设置坑壁支撑或板桩围壁，简化了施工； 沉井施工时对邻近建筑物影响较小。
刃脚向内挠曲，通过计算配置内侧竖直钢筋。
第二节 沉井结构设计
刃脚向内挠曲计算，起决定性作用是刃脚外侧水土压力W及E。 （一）土压力按主动土压力计算； （二）水压力可按下列情况计算 （1）不排水下沉，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，在不透水的土中，可按静水压力的70%计算；
在松软地层中沉井，底梁的设置还可以防止沉井“突沉”和 “超沉”，便于纠偏和分格封底，以争取采用干封底。
纵横底梁不宜过多，以免增加结构造价，施工费时，甚至增 大阻力，影响下沉。
第六章 沉井式结构
第一节 概述 第二节 沉井结构设计
沉井结构设计的主要环节 沉井的结构计算
第三节 沉井的施工
第二节 沉井结构设计
外壁阶梯形：减小摩擦力、扰动大、节省材料 内壁阶梯形：节省材料、减小扰动、避免下沉过快
按沉井的建筑材科的分类
混凝土沉井
钢筋混凝士沉井
钢壳沉井
按沉井的构造形式: 隧道连续沉井
三、沉井图例
单独沉井 平战结合用的人防工事沉井
四、沉井的构造
二、沉井的构造
井壁
沉井的主要部分，要有足够的强度和厚度。 井壁厚度决定于沉井大小、下沉深度以及土壤的力学性
缺点
施工期较长 ； 施工技术要求高； 施工中易发生流砂造成沉井倾斜或下沉困难等。
一、概述
三、沉井分类
按平面形状
圆形:制作简单、易于控制下沉、受力性能好、
周长小，侧面摩擦力小、对周围的土体扰动小 建筑面积不能充分利用
方形、矩形：制作方便、水平压力产生弯矩，使用方便
受力情况不好、对周围土体扰动大、土压力和摩擦力不均匀
浮力
Q62 82 410 871k6N 03
4
施工阶段（底板浇比后）之抗浮稳定验算
K 2G Q R f 6580 7 111 006 20 0 5 0 .8 3 4 6 1 2 .00 5
采取措施：增加重量、减小浮力
第二节 沉井结构设计
（三）刃脚计算
第一种情况:在刚开始下沉时 刃脚受力向外挠曲,通过计算配置内侧竖直钢筋。
两孔、多孔：孔间有隔墙或横梁，改变井壁和底板的受力状况
施工易于控制、多适用于平面尺寸大的沉井
椭圆形：对水流阻力小，多用于桥梁墩台基础、江心泵站 多边形、多孔井字形
一、概述
三 沉井分类
按竖向剖面形状 圆柱形：不易发生倾斜、对周围土体扰动小
侧向摩擦力大、井壁容易拉裂 多用于入土不深、土质松散情况
阶梯形：
第二节 沉井结构设计
第一种情况 刃脚向外挠曲的计算（配置内侧竖直钢筋）
沿井壁周边取1.0m宽的截条作为计算单元 ①计算井壁自重——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； ② 计算刃脚自重
g混凝h土 k 2a
③计算刃脚上的水、土压力——主动土压力可按朗金理论计算
序构 号
件数 量
高 （m）
宽 （m）
长 材料比 （m） 重/kN /
㎡
1井壁22 中 Nhomakorabea底横梁 3
两端底横梁 2
3 中间顶横梁 3
两端顶横梁 2
7.6
0.8 28.0
26
1.2
0.7 12.2
26
1.2
0.8 12.2
26
0.6
0.7 12.2
26
0.6
0.8 12.2
26
第二节 沉井结构设计
解：1)计算沉井自重G
Ehkta2n (45 2)
④计算刃脚上的土对井壁的摩擦力
T fE
第二节 沉井结构设计
⑤计算刃脚下土的反力，
即踏面上土反力和斜面上土反力
Rj V1V2GgTTGgT V V12 2ba
V2
G T 1 2a /
b
U V2 tan( )
应用范围
沉井一般沉到较坚实的土层上，充分利用深层土承载能力。 深基础:桥梁墩台基础、 地下结构：取水构筑物、污水泵站、地下工业厂房、地下
仓库、盾构拼装井、矿井、地下其他构筑物
第一节 概述
泰州长江大桥中塔沉井基础
沉井基础长58米，宽44米，总高度为76米，沉井沉入19 米深水和55米河床覆盖层，封底混凝土厚11m.
井壁摩擦力的假定
在深度0～5m范围内单位面积摩擦力按三角形分布，5m以 下为常数
R f f0 F 0 f0 U ( h 0 2 .5 )
取入土全深范围内为常数的假定
F0 U0 h (m2)
摩擦力不仅与土的种类有关，还与土的埋藏深度有关
第二节 沉井结构设计
例
计算某连续沉井（两端无钢封门）下沉接近设计标高时的下沉系数。 （井壁平均极限摩擦力为15kN/㎡，刃脚极限正面阻力 100 kN/㎡，结 构尺寸见下表。）
平面框架内力和截面设计、刃脚内力和截面设计、井壁内力和截面设计 底梁设计、封底混凝土厚度和底板内力和截面设计
（六）使用阶段的强度计算
沉井结构在使用阶段的强度验算、地基强度和变形验算 沉井抗浮、抗滑移和抗倾覆稳定性验算
第二节 沉井结构设计
（一）沉井下沉系数的确定
下沉系数计算公式
K1
G Rf Rr
第六章 沉井式结构
第六章 沉井式结构
第一节 概述 第二节 沉节结构设计 第三节 沉井的施工
第六章 沉井式结构
第一节 概述
沉井的概念 沉井的特点 沉井类型 沉井构造
第二节 沉井结构设计 第三节 沉井的施工
第一节 概述
一、沉井的概念
沉井是一个上无盖下无底的井筒状结构物，利用结构自重 作用而下沉入土，即在地面筑成的“半成品”沉入土中， 在地下完成结构物施工。
一、沉井结构设计的主要环节
（一）沉井建筑平面布置的确定； （二）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，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。.
（三）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；
三、刃脚计算
求单位周长上沉井自重 斜面下土的竖直反力
G277 8266k7N /m 104
GT 26.270
V212a120.3510.64kN
b
0.45
V 1 G V 2 2.2 6 17 .6 0 14 .6 6 kN 2
作用在斜面上的水平反力
UV 2ta n () U 1.6 0 ta 4 6 n 4 0 ( 1 4 0 2 ) 1k 1N 5
二、沉井的构造
底梁和框架
在比较大型的沉井中，由于使用要求，不能设置内隔墙，则 可在沉井底部增设底梁，并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。
沉井高度较大，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，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。
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。人孔的尺寸一般为 0.8×1.2m～1.1～1.2m左右。
二、沉井的构造
封底及顶盖
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）和干封封底两种。 封底完毕，待混凝土结硬后在上方浇筑钢筋混凝土底板。 当沉井作为地下结构物时多采用钢筋混凝土顶板。
第二节 沉井结构设计
⑥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m-n截面上的轴向力N、剪 力Q以及对截面中心点的力矩M。然后根据M、Q、N的大小 计算刃脚内侧的竖直钢筋， 分次沉降的沉井的计算
最不利的阶段
第二节 沉井结构设计
例 设某矩形沉井封底前井自重27786kN，井壁周长为2（ 20×32m）=104m。井高8.15m，一次下沉，试求沉井刚开始下 沉时刃脚向外挠曲所需的竖直钢筋的数量 踏面宽a=35㎝，b=45㎝，刃脚高80㎝。