第八章沉井式结构2019ppt课件

1、第六章第六章 沉井式结构沉井式结构第六章第六章 沉井式结构沉井式结构第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述p国外采用沉井基础的桥梁国外采用沉井基础的桥梁 第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述第一节第一节 概述概述泵站泵站多边形、多孔井字形多边形、多孔井字形一、概述一、概述一、概述一、概述混凝土沉井混凝土沉井钢筋混凝士沉井钢筋混凝士沉井钢壳沉井钢壳沉井p按沉井的建筑材科的分类按沉井的建筑材科的分类p按沉井的构造形式按沉井的构造形式:三、沉井图例三、沉井图例 四、沉井的构造四、沉井的构造 q触变泥浆润滑、壁外喷射高压空气触变泥浆润滑、壁外喷射高压空气二、沉井的构造二、沉井的构造 二、

2、沉井的构造二、沉井的构造 6040二、沉井的构造二、沉井的构造 二、沉井的构造二、沉井的构造 二、沉井的构造二、沉井的构造 第六章第六章 沉井式结构沉井式结构一、沉井结构设计的主要环节一、沉井结构设计的主要环节 第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计一、沉井结构设计计算主要环节一、沉井结构设计计算主要环节 第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计沉井抗浮、抗滑移和抗倾覆稳定性验算沉井抗浮、抗滑移和抗倾覆稳定性验算二、沉井结构计算的主要内容二、沉井结构计算的主要内容第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计25.110.11rfRRGK00FfRfnnnhhhhfhfhff2122110G G 沉井在

3、施工阶段自重，井壁沉井在施工阶段自重，井壁+ +上、下横梁上、下横梁+ +隔墙隔墙+ +临时钢封门，不排水下临时钢封门，不排水下沉时为沉时为G-BG-B。Rr Rr 刃角踏面下正面阻力之和，与土质情况有关；刃角踏面下正面阻力之和，与土质情况有关；Rf Rf 井壁与土层的总摩擦力。井壁与土层的总摩擦力。第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计)5.2(0000hUfFfRfq 取入土全深范围内为常数的假定取入土全深范围内为常数的假定 )(200mUhFq摩擦力不仅与土的种类有关，还与土的埋藏深度有关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第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉

4、井结构设计沉井结构设计kN10965第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计3)3)刃脚阻力刃脚阻力 刃脚底面接触面积刃脚底面接触面积 kN6380156 . 70 .28222 .397 . 00 .282m刃脚土极限阻力刃脚土极限阻力 kN39201002.3908. 1102001096539206380109651K下沉系数第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计（二沉井施工期间的抗浮稳定验算（二沉井施工期间的抗浮稳定验算 1.105.12QRGKj抗浮系数的大小由底板厚度来调整抗浮系数的大小由底板厚度来调整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沉井上浮时土的极限摩擦力很大，

5、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；理；在粘性土中，因它的渗透系数很小，地下水补结非常缓慢，在粘性土中，因它的渗透系数很小，地下水补结非常缓慢，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，故不再存在浮升结构、设备、顶盖等重量已经作用上去，故不再存在浮升问题。问题。第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计 已知沉井直径已知沉井直径D=68mD=68m，底板浇毕后的沉井自重为，底板浇毕后的沉井自重为650100kN650

6、100kN，井壁土壤间摩擦力井壁土壤间摩擦力f0=20kN/m2f0=20kN/m2，5m5m内按三角形分布，沉井内按三角形分布，沉井入土深度为入土深度为h0=25mh0=25m，封底时的地下水静水头，封底时的地下水静水头H=24mH=24m。第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计井壁侧面摩擦力井壁侧面摩擦力kNfhURj10254220)5 . 25 .26(68)5 . 2(00浮力浮力 kNQ87160310246842施工阶段底板浇比后之抗浮稳定验算施工阶段底板浇比后之抗浮稳定验算 05.186.087160310254206501002QRGKf采取措施：增加重量、减小浮力采取措施：

7、增加重量、减小浮力 第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计（三刃脚计算（三刃脚计算 第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计沿井壁周边取沿井壁周边取1.0m1.0m宽的截条作为计算单元宽的截条作为计算单元 计算井壁自重计算井壁自重沿井壁周长单位宽度上的沉井自重按全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；井高度计算），不排水挖土时应扣除浸入水中部分的浮力； 计算刃脚自重计算刃脚自重 计算刃脚上的水、土压力计算刃脚上的水、土压力主动土压力可按朗金理论计算主动土压力可按朗金理论计算 计算刃脚上的土对井壁的摩擦力计算刃脚上的土对井壁的摩擦力 2ahgk混凝土

8、)245(tan2khEEfT第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计计算刃脚下土的反力，计算刃脚下土的反力，即踏面上土反力和斜面上土反力即踏面上土反力和斜面上土反力第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计baVVTgGTTgGVVRj22121)tan(/2122VUbaTGV确定刃脚内侧竖直钢筋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，即可求对刃脚根部和作用点后，即可求对刃脚根部m-nm-n截面上的轴向力截面上的轴向力N N、剪、剪力力Q Q以及对截面中心点的力矩以及对截面中心点的力矩M M。然后根据。然后根据

9、M M、Q Q、N N的大小的大小计算刃脚内侧的竖直钢筋，计算刃脚内侧的竖直钢筋，分次沉降的沉井的计算分次沉降的沉井的计算 最不利的阶段最不利的阶段 第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计三、刃脚计算三、刃脚计算 mkNG/26710427786斜面下土的竖直反力斜面下土的竖直反力 kNbaTGV6 .10445.035.02102 .267212kNVGV6 .1626 .1042 .26721作用在斜面上的水平反力作用在斜面上的水平反力 )tan(2 VUkNU115)04120460tan(6.104三、刃脚计算三、刃脚计算 由于弯矩甚小，仅需按构造

10、配筋由于弯矩甚小，仅需按构造配筋即可，选用即可，选用 mkNUbVaVM5 .87)8 . 032(115)05. 0345. 0(6 .104)05. 0235. 0(6 .162)8 . 032()05. 03()05. 02(2102020第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计（四施工阶段井壁计算（四施工阶段井壁计算 第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计2 2 井壁垂直受拉计算井壁垂直受拉计算井壁竖直钢筋验算井壁竖直钢筋验算 按经验取值

11、，如按经验取值，如 上海地基基础设计规范：上海地基基础设计规范：第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计42maxGhx第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计第二节第二节 沉井结构设计沉井结构设计iQWEqWEq( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四)

12、 )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 ( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 1210/1)sin1 (qqqq( (四四) )、施工阶段井壁计算、施工阶段井壁计算 2112111366. 0)500. 01 (1488. 0)7854. 01 (rqMrqNrqMrqNBBAA( (五）、沉井底横梁竖向挠曲计算五）、沉井底横梁竖向挠曲计算 梁梁qbqq( (六）、水下封底混凝土厚度的确定六）、水下封底混凝土厚度的确定 DACUHHAHA厚度验算：H ( (六）、水下封底混凝土厚度计算六）、水下封底混凝土厚度计算 ( (七）、沉井底板计算七）、沉井底板计算 gPq第六章第六章

13、 沉井式结构沉井式结构沉井施工分类:施工方法与结构物所在地点的地质和水文情况有关 (1) (1)旱地沉井施工旱地沉井施工 (2) (2)水中沉井施工水中沉井施工 筑岛法：水流速不大，水深在筑岛法：水流速不大，水深在34m以内。以内。浮运沉井施工：水深大于浮运沉井施工：水深大于10m。砂垫层砂垫层承垫木第一节沉井第一节沉井刃角刃角旱地沉井施工主要工艺流程1 制作第一节沉井2 挖土下沉：抽垫、挖土煤渣片石素混凝土钢筋混凝土旱地沉井施工主要工艺流程3 接高沉井4 筑井顶围堰5 地基检验和处理6 封底大型沉井下沉施工中1 1筑岛法筑岛法 筑岛材料为砂或砾石，周围用草袋围护，如水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深较大可作围堰防护，岛面应比沉井周围宽出2m2m以上以上，作为护道，作为护道, , 并应高出施工最高水位并应高出施工最高水位0.5m 0.5m 以上。以上。水中沉井施工方法水中沉井施工方法2 2浮运法浮运法 岸边或船坞上制作，浮运至下沉地点。岸边或船坞上制作，浮运至下沉地点。沉井下沉方案沉井下沉方案建筑工程学院建筑工程学院( (五）、沉井底横梁竖向挠曲计算五）、沉井底横梁竖向挠曲计算 建筑工程学院建筑工程学院( (五）、沉井底横梁竖向