沉井下沉过程中刃脚的计算

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1、公路桥涵地基与基础设计规范报批稿 113 附录附录 Q沉井下沉过程中刃脚的计算沉井下沉过程中刃脚的计算 Q.0.1沉井刃脚抗弯承载能力验算可分别采用悬臂梁和框架结构模型进行。 Q.0.2刃脚作为向外弯曲的悬臂梁进行承载能力验算时，其作用力可按下列规定计算（图 Q.0.2-1、图Q.0.2-2） ： 1假定刃脚内侧切入土中1m，并考虑沉井在地面以上或水面以上还露出一定高度或井壁全 部浇筑完成后具有外露高度。 O 1 图Q.0.2-1刃脚受力示意 2沿刃脚周边水平方向取单位宽度，并按本规范附录P的规定计算作用在刃脚上的侧土压 力E1、E2和E和水压力W1、W2、W。 3作用在刃脚外侧的侧土压力和水

2、压力的总和大于静水压力的70%时取70%的静水压力。 4沿井壁单位周长上沉井侧面的总摩阻力按下列公式计算，并取其中较小值。 TE（Q.0.2-1） Tq A（Q.0.2-2） 式中:T沿井壁单位周长上沉井侧面的总摩阻力（kN/m） ； 摩擦系数，tan； 土的内摩擦角，一般取tan0.5； q土与井壁间的单位摩阻力（kPa） ，按本规范表7.3.2选用； A沉井侧面与土接触的单位宽度上的总面积（m2） ，hhA1（h为沉井高度， 公路桥涵地基与基础设计规范报批稿 114 以m计） ； E作用在井壁上每m宽度的总土压力（kN/m） 。 5刃脚底单位周长上土的竖向反力Rv按下列公式计算： V RG

3、T（Q.0.2-3） 式中：G沿沉井外壁单位周长上的沉井重力（kN/m） ，其值等于该高度沉井的总重除以沉 井的周长；在不排水挖土下沉时，应在沉井总重中扣去淹没水中部分的浮力。 6Rv的作用点按下列规定计算（见图Q.0.2-3） ： 1）假定作用在刃脚斜面上的土反力的方向与斜面的法线成角，并按三角形分布，为土 反力与刃脚斜面间的外摩擦角（一般取=30） 。 2）作用在刃脚斜面上的土反力的垂直分力V2按式（Q.0.2-4）计算，作用点距刃脚外壁的 距离为 3 b a。 2 2 V b VR ab （Q.0.2-4） 式中:a刃脚踏面底宽（m） ； b刃脚入土斜面的水平投影（m） ，b=cot，为

4、刃脚斜面与水平面所成的夹角。 图Q.0.2-2井壁摩阻力T及刃脚下土的反力Rv 3）作用在刃脚底面的垂直反力V1按式（Q.0.2-5）计算，作用点距刃脚外壁的距离为 2 a 。 1V2 VRV（Q.0.2-5） 公路桥涵地基与基础设计规范报批稿 115 图Q.0.2-3刃脚下Rv的作用点计算 7作用在刃脚斜面上的水平分力U按下式计算，其作用点在距刃脚底面 1 3 m高处。 2tan UV（Q.0.2-6） 8刃脚重力g按下式计算： h1 2 ta gh （Q.0.2-7） 式中 h 混凝土重度（kN/m3） ，若不排水下沉，应扣除水的浮力； h1刃脚斜面的高度（m） 。 9作用在刃脚外侧的摩阻

5、力 T，可取下列公式计算值的较大值。 TE（Q.0.2-8） Tq A（Q.0.2-9） 式中： A刃脚外侧面与土接触的单位宽度上的总面积（m2） ， 11 1Ahh ； E作用在刃脚高度范围内每m宽度的总土压力（kN/m） 。 10作用在刃脚悬臂梁侧面上的水平力为刃脚上的最大水平力乘以分配系数，其值按本规 范第Q.0.5条计算。 Q.0.3刃脚作为向内弯曲的悬臂梁进行承载能力验算时，其作用力可按如下规定计算： 1沿刃脚周边水平方向取单位宽度，并假定沉井沉到设计高程，且刃脚下的土已挖空，如图 Q.0.3所示。 公路桥涵地基与基础设计规范报批稿 116 图Q.0.3刃脚向内弯曲 2刃脚外侧的土压

6、力和水压力计算可按本规范附录P的规定计算。 3当不排水下沉时，井壁外侧水压力按100%计算，井内水压力一般按50%计算，也可按施 工中可能出现的水头差计算。当排水下沉时，在透水土中，外侧水压力可按静水压力的70%计 算。 4作用在井壁外侧的摩阻力 T按本规范式（Q.0.2-8）或（Q.0.2-9）计算，并取其中较小值。 5刃脚重力g按本规范式（Q.0.2-7）计算。 Q.0.4刃脚作为水平框架计算其水平方向的承载能力验算时， 其受力计算可按如下规定进行 （图 Q.0.4） ： 1假定沉井下沉到设计高程，刃脚下的土已被掏空，沿刃脚上沿竖直方向截取单位高度形成 水平框架结构。 2作用在水平框架上的

7、作用力计算同本规范Q.0.3条；必要时，根据施工情况考虑框架内向 外的水平作用力。 3作用在水平框架全周上的最终均布荷载为刃脚上的最大水平力乘以分配系数，其值按本 规范第Q.0.5条计算。 图Q.0.4矩形沉井刃脚上的水平框架 Q.0.5对于矩形沉井，沉井刃脚上水平作用力的分配系数可按下列近似方法计算： 公路桥涵地基与基础设计规范报批稿 117 1刃脚沿竖向视为悬臂梁，其悬臂长度应等于斜面部分的高度。当内隔墙的底面距刃脚底 面为0.5m或大于0.5m而采用竖向承托加强时，作用于悬臂部分的水平力可乘以分配系数： 4 1 44 11 0.1 1.0 0.05 l hl （Q.0.5-1） 式中： 1 l支承在内隔墙间的外壁最大计算跨径（m） ； h1刃脚斜面部分的高度（m） 。 2刃脚水平方向可视为闭合框架，当刃脚悬臂的水平力乘以分配系数时，作用于框架的 水平力可乘以分配系数： 4 1 44 12 0.05 h hl （Q.0.5-2） 式中： 2 l支承在内隔墙间的外壁最小计算跨径（m） ； h1刃脚斜面部分的高度（m） 。