沉井计算书

沉井专项施工方案计算书

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XXXXXXXXXX 有限公司

2018年03月

沉井专项施工方案计算书

一、 刃脚混凝土厚度计算

本工程工作井4*6m工作井4座，接收井4*4m接收井3座，为了 确保沉井新浇注混凝土的质量，尽量减少浇灌过程中地基的沉降量， 其垫层厚度可按下式计算：

h 砼=（G/Ri-b）/2

式中，h—砼垫层厚度（m）

G—沉井第一节单位长度重量（KN/m）

Ri —砂垫层的承载力设计值一般为100~200KN/m2，在此取

100 KN/m2

b—刃脚踏面宽度（m）

对于500mm厚内池壁，沉井第一节外壁混凝土方量为 25.5m3，长 度为20m,刃脚踏面宽度为0.15m。

G=25.5X 25/20=31.875 KN/m h 砼=（31.875/100-0.15）/2=0.0844m

外池壁刃脚混凝土垫层按 0.3m厚度、1.2m宽度浇筑；500mm内 池壁刃脚混凝土垫层按0.1m厚度、1.2m宽度浇筑。

确保沉井第一节制作过程中保持稳定。 二、 砂垫层铺设计算

砂垫层的厚度根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力计 算而定。第

一节基础验算时在刃脚下取

承载力按照设计值控制。计算公式为：

1m的单元体验算，各层地基

G/（ I +hs） < fa

得 hs > G/fa i

式中：hs—砂垫层的厚度（m）

G—沉井的单位长度重量（KN/m ）

fa—地基承载力设计值（KN/m2） IT脚混凝土垫层宽度

开挖2.5m地基土为淤泥，地基承载力为 50KPa;刃脚混凝土垫层 宽度取

1.3m，因此：

hs =90.5/50-1.3=0.61m

为确保砂垫层有足够承载力，施工中砂垫层按1.5米厚度铺设，碾 压密实。内外刃脚高低差部分亦采用砂垫层铺设，在其上浇筑混凝土 垫层。

砂垫层宽度B按下式计算：

B> b+2）tan 0

式中：b—混凝土垫层底面宽度（m）

h—砂垫层厚度（m）

0 —砂垫层压力扩散角，在此取22.5 °

对 800mm 厚外池壁 B羽.5 + 2X 1.5 x 0.414=2.742m

对600mm厚内池壁B羽.2 + 2X 0.1 x 0.414=1.283m （刃脚高低差 部分）

对500mm厚内池壁B羽.2 + 2X 0.7 x 0.414=1.780m （刃脚高低差 部分）

砂垫层按基坑开挖的范围满铺，其宽度从混凝土垫层边外扩h x tan B即可。由此可确定基坑底面开挖尺寸为：

长 a=26+ 1 + 1.5X 0.828=28.242m 宽 b=24.2+1 + 1.5X 0.828=26.442m

基坑开挖尺寸：顶面 31mx 29m,底面29mx 27m,深2.5m。内

外刃脚高低差部分填砂下口宽度为：600mm厚内池壁2m; 500mm厚 内池壁和其他刃脚部分2.5m。 三、沉井下沉验算

下沉系数K0按下式计算：

k0= （G — B） /Tf

式中，G――井体自重（KN ）;

B――下沉过程中地下水的浮力； Tf ――井壁总摩阻力（KN ）;

k0――下沉系数，宜为1.05~1.25,位于淤泥质土中的沉井取 小值，位

于其他土层中取大值。

摩阻力Tf计算方法：假定摩阻力随土深而加大，并且在 5m深时 达到最大值，

5m以下时保持常值。

聖2

R (a) R

沉井下沉系数计算简图

(a)下沉时力系平衡图；(b)下沉摩阻力计算简图

沉井钻孔位置平面图

沉井下沉位置剖面图

-6.40

i

为粘

2为砂质粘性土

图中①为素填土，②1为淤泥，②2为粉质粘土，②3为细砂,

沉井制作及下沉相关参数

节数 制作咼度m 混凝土方量m3 总自重KN 下沉刃脚标高m 第一节 0〜4 674.045 16851.125 / 第二节 4 〜9.1 684.024 33951.725 / 第三节 11 〜14.2 671.330 50734.975 -13.4 井壁摩阻力系数

土的种类 流塑状粘性土 软塑及可塑状粘性土 粉砂和粉性十 砂卵石 泥浆套

井壁摩阻力系数(kN/m2) 10~15 12~25 15~25 17.7~29.4 3~5 沉井下沉应力及稳定系数计算

层底 土层 名称 标高 (m) 1.1 -0.9 -3.8 -5 -7.5 -13.4 土层 厚度 (m 1.8 2.0 2.9 1.2 0.2 5.9 下沉 深度 (m 1.8 3.8 6.7 7.9 10.4 16.3 地基 承载力 (kPa ) 100 70 50 140 220 220 摩阻 系数 (kPa) 地下水 摩阻力f (kN) 下沉 稳定 系数 浮力 (kN) 612.44 砂垫层 ①素填土 ②1淤泥 ②3细砂 ②2粉质粘土

22 22 3975.84 8393.44 15019.84 2620.44 5532.04 6736.84 13.204 5.732 3.009 2.521 22 22 17449.52 22 22971.52 9246.84 1.806 ③1粘性土 22 313.96 14256.8 1.163 沉井外壁周长100.4m,刃脚踏面面积为 63.24m2，底梁踏面面积 为77.12m2。沉井侧壁摩阻力系数取22kPa,自然地面以下5m范围内 摩阻力按照减半取值。

下沉验算：

沉井三节高度14.2m,三节沉井井体自重为50734.975kN。按土层 计算出井壁总摩阻力为313.96KN，地下室浮力为。

k0=(G— B) /Tf

=50734.975-14256.8/313.96 = 1.163

表示沉井下沉下数满足要求！

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四、沉井封底后的抗浮稳定性验算

沉井封底后，整个沉井受到被排除地下水向上浮力的作用，如沉 井自重不足于平衡地下水的浮力，沉井的安全性会受到影响。为此， 沉井圭寸底后应进行抗浮稳定性验算。验算公式为：

K = （G+ Tf ） /F> 1.1

式中：G――沉井自重力（kN）

Tf——井壁总摩阻力； F ---- 地下水向上的浮力（kN）

验算过程：

沉井自重为井壁和底板混凝土方量为2397.2m3，总重量为 59928.6kN。 地下水向上浮力：按照县府路《岩土工程勘察报告》建议，地下 室抗浮设防地下水位标高取3.10米。沉井底标高为-13.40,故验算浮力 的地下水深度按16.5m考虑，贝心

F = 10X 26 x 24.2X 16.5 =103818 kN

K = （59928.6+25662.24 /103818=0.824v 1.1

计算结果说明，沉井封底后如停止降水，沉井自重将不足以抵抗 地下水的浮力。因此，沉井封底并浇筑完成底板后，井外的深井降水 与井内的集水井排水必须继续进行。

沉井内部构造在降水期间施工，刃脚踏面算起0〜14.2米高度范围 内沉井胸墙、导流墙、填充混凝土、导流墙内回填土完成后，共加载 混凝土 3316.9m3，总重

82922.5KN;加载回填土 588m3,总重 10584KN。

K = (82922.5+10584+25662.24 /103818=1.148> 1.1

即自刃脚踏面算起，0〜14.2米部分沉井内部构造完成后，沉井自 身已满足抗浮要求，可停止降水。