沉井基础设计规范

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1、沉井基础设计规范沉井基础设计规范篇一：沉井基础-最终版第五节 沉井基础设计 沉井基础为深基础，具有埋深较大，整体性好，稳定性好，能承受较大的垂直和水平荷载的特点。 桥梁沉井基础多用于大型桥梁。江阴长江公路大桥北锚锭基础采用钢筋混凝土沉井，平面尺寸为 69m51m，下沉 58m；日本明石海峡大桥主塔基础采用钢壳沉井，平面尺寸为 80m70m 和 78m67m，下沉 60m。 一、沉井的类型 1按沉井形状分 按其截面轮廓分，有单孔或多孔的圆形、矩形和圆端形等三类：圆形沉井，形状对称，周长最小、摩阻力相应减小，便于下沉且下沉不宜倾斜，但与墩、台截面形状适应性差；矩形沉井，惯性矩及核心半径均较大，对基

2、底受力有利，与墩、台截面形状适应性好，模板制作简单，但边角土不易挖除，下沉易产生倾斜；圆端形沉井，适用于圆端形的墩身，控制下沉与受力状态较矩形好, 但施工较复杂。 图 7-5-1 沉井常见截面型式 a 圆形沉井 b 圆端形沉井 c 矩形沉井 按沉井外壁立面形状分，有柱形、阶梯形和倒锥形：柱形构造简单，挖土较均匀，井壁接长较简单，模板可重复使用；阶梯形、倒锥形，节井壁与土的摩擦力较小，但施工较复杂，消耗模板多。 6097-5-2 沉井外壁立面型式a 柱形沉井 b 阶梯形沉井 c 倒锥形沉井 2按建筑材料分 按建筑材料分，有竹沉井、砖、石沉井、混凝土沉井、钢筋混凝土沉井和钢沉井等。桥梁沉井多采用混

3、凝土、钢筋混凝土和钢沉井。 混凝土沉井 混凝土沉井的特点是抗压强度高，抗拉强度低，因此这种沉井宜做成圆形，并适用于下沉深度不大（47m）的软土层中。 钢筋混凝土沉井 这种沉井的抗拉及抗压强度较高，下沉深度可以很大（达数十米以上） ，当下沉深度不很大时，井壁上部用混凝土，下部（刃脚）用钢筋混凝土，在桥梁工程中得到广泛运用，当沉井平面尺寸较大时，可做成薄壁结构，沉井外壁采用泥浆润滑套、壁后压气等施工辅助措施就地下沉或浮运下沉。此外，钢筋混凝土沉井井壁隔墙可分段（块）预制，工地拼接，做成装配式。 竹筋混凝土沉井 沉井在下沉过程中受力较大因而需配置钢筋，一旦完工后，它就不再承受多大的拉力。因此，在南方

4、产竹地区，可以采用耐久性差但抗拉力好的竹筋代替部分钢筋，我国南昌赣江大桥等曾采用这种沉井。在沉井分节接头处及刃脚仍采用钢筋。 钢沉井 用钢材制造的沉井其强度高、质量轻、易于拼装、宜于做浮运沉井，但用钢量大，国内较少采用。 二、一般构造和设计一般规定 沉井一般由刃脚、井壁、隔墙及封底（底版）等部分组成。如图 7-5-3。 图 7-5-3 沉井构造示意图 1井壁； 2刃脚； 3隔墙； 4井壁凹槽； 5 封底和底板； 6顶盖 沉井设计前，必须掌握下列资料：各项设计水位、施工水位和冲刷标高； 河床标高 610和地质情况，各土层的容重、内摩擦角、承载力和井壁摩擦力，沉井通过的覆盖层有无障碍物，岩面的高差

5、变化；上部结构和墩台的情况，沉井基础的设计荷载；拟采用的施工方法等。井壁 沉井的外壁，是沉井的主要部分，应有足够的强度，以便承受沉井下沉过程中及使用时作用的荷载；同时还要求有足够的重量，使沉井在自重作用下能顺利下沉。 一般根据沉井深度预估井壁厚度，参见表值 7-5-1。 井壁厚度预估参考值 表 7-5-1 刃脚井壁下端一般都做成刀刃状的“刃脚” ，其功用是减少下沉阻力。刃脚底面（踏面）宽度一般为，刃脚处采用钢筋混凝土制作，混凝土强度等级宜在 C20 及上。 隔墙 设置在沉井井筒内，其主要作用是增加沉井在下沉过程中的刚度，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

6、行，也便于沉井偏斜时的纠偏。 隔墙厚度一般小于井壁，且高于刃脚 ，以免防碍沉井下沉，有时还在隔墙下端设置人孔，以便工作人员在井孔中活动。 井壁凹槽 设置在刃脚上方井壁内侧，其作用时使封底混凝土和底板与井壁间有更好的联结，以传递基底反力。凹槽槽深约，高约。 封底和底版 当沉井下沉到设计标高，经过技术检验并对井底清理整平后，即可封底、浇注底版，以防止地下水渗入井内。封底混凝土强度等级一般不低于 C15，岩石地基可用 C15,一般地基用 C20。 顶盖 井顶浇筑钢筋混凝土顶盖，待顶盖达到设计强度后方可施工下构。顶盖支承墩（台）及上部结构的全部荷载。 沉井的强度等级 沉井各部分混凝土强度等级：刃脚不应

7、低于 C25；井身不应低于 C20；当为薄壁浮运沉井时，井壁和隔板不应低于 C25，腹腔内填料不应低于 C15。 封底混凝土强度等级：非岩石地基不应低于 C25，岩石地基不应低于 C20。 611 三、设计计算的主要内容沉井设计计算包括各部尺寸的拟定、沉井作为整体基础的计算；沉井施工过程中的计算三部分。 （一）沉井主要尺寸的拟定 根据水文、地质及上部结构和墩台的情况，结合沉井的构造要求、施工方法，分别拟定沉井的高度和分节、沉井的平面尺寸、井孔的大小及形状、刃脚的形式和尺寸、井孔的填料、凹槽的位置以及封底、承台的厚度等。 1沉井高度及分节 沉井的全高取决于沉井顶面和基底位置，沉井基础底面高程应根

8、据冲刷深度和地基容许承载力等因素确定。 沉井顶面不应高出最低水位，如果地面高出最低水位且不受冲刷时，则不宜高出地面。顶面和基底位置拟好后，即可得出沉井的高度。 较高的沉井应分节制造下沉，沉井的分节高度不宜高于 5m。在软土层中下沉的沉井，为保证稳定，其底节高度不应大于沉井宽度的倍。为了减小下沉时土对井壁的摩阻力，在分节处一般留有台阶，台阶宽度为 1020 cm。对于采用泥浆套和空气幕下沉的沉井，除底节顶部留有台阶外，其他分节处可不留台阶。 2沉井的平面尺寸 沉井的平面尺寸应满足墩台身底面尺寸及基底受力两个要求，同时还要考虑井孔、隔墙、井壁等构造尺寸和施工要求。 设计时一般先按墩台身底尺寸的要求

9、初拟尺寸，经基底受力检算合格才最后确定。沉井顶面尺寸等于墩台身底面尺寸加襟边宽度，襟边的最小宽度一般不小于沉井总高度的 150，且不小于。如为浮式沉井，再另加宽。对于井顶设置围堰的沉井，除上述规定外，襟边宽度还应满足安装墩台身模板的要求。 当沉井的全部尺寸拟定后，首先应检算沉井的自重是否足以克服下沉时土的摩擦力。 （二）沉井作为整体基础的计算 沉井作为整体深基础的设计主要是根据上部结构特点、荷载大小以及水文、地质情况，结合沉井的构造要求及施工方法，拟定出沉井的平面尺寸、埋置深度，然后进行沉井基础的计算。 沉井基础的计算。根据它的埋置深度可采用两种不同的计算方法。当沉井埋置深度在最大冲刷线以下较

10、浅仅数米时，这时可以不考虑基础侧面土的横向抗力的影响，而可按浅基础设计计算规定，分别验算地基强度、沉井基础的稳定性和沉降，使它符合容许值得要求；当沉井基础埋置深度较大时，由于埋置深度在土体内较深，不可忽略沉井周围土体对沉井的约束作用，因此在验算地基应力、变形及沉井的稳定性时，需要考虑基础侧面土体弹性抗力的影响。本章主要介绍后者。这种计算方法的基本假定条件是： 612 地基土作为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加；不考虑基础与土之间的粘着力和摩阻力； 沉井基础的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。 由于这些假设条件，沉井基础在横向外力作用下只能转动而无绕曲变化，因此，可按刚性桩柱（刚性

11、杆件）计算内力和土抗力。即相当于“m”法中 h的情况。下面讨论这种计算方法。 1 非岩石地基上沉井基础的计算 沉井基础受到水平力 H 及偏心竖向力 N 作用时 图 7-5-4a) ，为了讨论方便，可以把这些外力转变成为中心荷载和水平力的共同作用，转变后的水平力 H 距离基底的作用高度 图 7-5-4b) 为： ?Ne?Hl?M? （7-5-1） HH 先讨论沉井在水平力 H 作用下的情况。由于水平力的作用，沉井将围绕位于地面下 z0 深度处的 A 点转动一 角（图 7-5-5） ，地面下深度 z 处沉井基础产生的水平位移x 和土的横向抗力 zx 分别为 ?x?z0-z?tan? （7-5-2）

12、 ?zx?xCz?Cz?z0-z?tan?（7-5-3a） 式中：z0转动中心 A 离地面的距离； Cz深度 z 处水平向的地基系数（kN/m3） ，Cz?mz； m地基系数随深度变化的比例系数（kN/m4） 。 a）b） 图 7-5-4 荷载作用情况（P167） 613 篇二：沉井计算书武汉工程大学 课程设计（学年论文） 说明书 课题名称： 沉井基础设计学生学号： 专业班级： XX 级交通土建 02 班学生姓名： 学生成绩：指导教师：课题工作时间：XX 年 5 月 20 日至 XX 年 5 月 31 日 武汉工程大学教务处制 填写说明：1. 一、二、三项由指导教师在课程设计（学年论文）开始前

13、填写并交由学生保管； 2. 四、五两项由学生在完成课程设计后填写，并将此表与课程设计一同装订成册交给指导教师； 3. 成绩评定由指导教师按评定标准评分。 4. 此表格填写好后与正文一同装订成册。 篇三：6 沉井算例第五节 圆端形沉井基础设计示例 一.设计资料 某公路桥上部为等跨等截面悬链线双曲拱，下部设计采用圆端形重力式墩与钢筋混凝土沉井基础。墩址处水文与土层分布如图所示，各土层资料见表沉井混凝土等级为C20，考虑到洪水位较高，采用浮运法施工（浮运方法及浮运稳定性等验算本例从略） ，并按公路桥涵地基与基础设计规范 （JTG D63XX） 、 公路圬工桥涵设计规范 （JTG D61XX）及公路钢

14、筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62XX）等设计计算 表 各土层主要参数表 传给沉井的恒载及活载见力的汇总表。洪水位；最低水位标高，河床标高，一般冲刷线标高；局部冲刷线标高。 1 二.初步设计 （1）沉井高度沉井顶面在最低水位下，标高为。 按水文条件：局部冲刷深度 h?(m)，而大、中桥基础埋深应2m（总冲刷深约 5m） ，故沉井所需高度为： H?(?)?2?(m) 若按此深度，则沉井将较接近于细砂类淤泥层，形成软弱土层，对沉井与上部结构安全不利。 按土质条件 沉井应进入密实的砂卵石层并考虑的安全度，则 H?2?(m) 按地基承载力，沉井底面位于密实的砂卵石层为宜。根据以上分析

15、，拟采用沉井高度 H=10m，沉井顶面标高定为，沉井底面标高为。因洪水位较高，第一节沉井高度不宜太小，故取，第二节沉井高，第一节沉井顶面标高为。 （2）沉井平面尺寸 考虑到桥墩形式，采用两端半圆形中间为矩形的圆端形沉井。圆端的外半径为，矩形长边为，宽，第一节井壁厚，第二节厚度为，隔墙厚度为。具体尺寸如图所示。 刃脚踏面宽度，刃脚高，则内侧倾角为： ?arctan 三.荷载计算 （1）沉井自重 刃脚 重度?1? 刃脚截面积 F1? ?46?28?45? ? ? 2 形心至井壁外侧的距离为 2 ?1?x? ?(?)? 刃脚体积 V1?2?(?)?2? 刃脚重力：Q1?V1?1?(kN) 底节沉井井

16、壁 重度?2? 截面积 F2? 体积 V2?2?2? 重力：Q2?V2?2?(kN) 底节沉井隔墙 重度?3? 体积 V3? ? ?4? 22 重力：Q3?V3?3?(kN) 第二节沉井井壁 重度?4? 截面积 F4? 体积 V4?2?2? 重力：Q4?V4?4?(kN) 钢筋混凝土盖板（厚） 重度?5? 体积 V5? 重力：Q5?V5?5?(kN) 3 井孔填砂卵石重 重度?6?考虑自井底以上范围内以水下混凝土封底，以上用砂卵石填孔，填孔高度为。 体积 V6? ? ?4? 2 重力：Q6?V6?6?(kN) 封底混凝土 重度?7? 体积 V7?(?)? 3 重力：Q7?V7?7?(kN) 使用阶段沉井总重为： G?Q1?Q2?Q3?Q4?Q5?Q6