沉井设计

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一、预估井壁厚度
井壁厚度除考虑其结构强度、抗渗、刚度和抗浮需要外，尚应根据沉井有足够的自重能顺利下沉的条件确定。
一般根据沉井深度预估井壁厚度，以下值仅供参考：
4~6m，井壁厚度可用300~400mm；6~8m，可用350~450mm；8~10m，可用400~550mm；10m以上宜用500mm以上。
当遇到较好的地质情况（土侧摩阻力较大）时，可适当加大井壁厚度，或采用以下办法：
1、采用外壁设台阶的刃脚，以减小下沉阻力；台阶宽度为100~200mm；
2、若采用第一项未能达到要求，可根据实际情况在外壁设多级台阶；
3、对于薄壁沉井，应采用触变泥浆套及壁外喷射高压空气等措施，以降低沉井下沉时的摩阻力。
当遇到较差的地质情况（土侧摩阻力较小）时，在满足结构强度、抗渗、刚度和抗浮需要时，选择较小厚度的井壁。但大型沉井受力大，井壁厚度一般较厚，此时也可采用内设台阶的方式，使壁厚由下到上逐渐变薄。
二、抗浮验算
沉井抗浮稳定应按沉井封底和使用两阶段，分别根据实际可能出现的最高水位验算（根据规程7.2.3条规定：应将水位控制在沉井起沉标高以下不小于500mm，因此，若非排水下沉，则施工阶段的最高水位可估算为相对标高-0.500）。
进行抗浮验算时，应注意以下几点：
1、使用阶段的抗浮验算应考虑沉井上部建筑的重量，因此对于无上部建筑的沉井，只需对使用阶段进行验算。
2、当封底混凝土与底板有可靠连接时，封底混凝土可作为沉井抗浮重量的一部分，通常的连接方式是使用插筋。
当沉井依靠自重不能获得抗浮稳定时，可采取如下措施：
1、施工阶段不能满足时，可采取井点降水或加载下沉。
2、使用阶段不能满足时，可采用设抗浮板或拉锚等措施。
三、计算下沉
下沉验算时，需注意以下几点：
1、注意沉井井壁摩阻力沿井壁深度方向的分布图形，0~5m为三角形，5m以下为矩形；
2、摩阻力为各层土的单位摩阻力标准值的加权平均值；（采用触变泥浆套时，应用处理后的侧摩阻力计算下沉）
3、下沉系数一般在1.05~1.25之间为好；
4、下沉系数大于1.5，或在下沉过程中遇有特别软弱土层时，需进行下沉稳定验算。
四、抗滑移、抗倾覆、浮运稳定验算
位于江（河、湖、水库、海）岸的沉井，若前后两面水平作用相差较大，应验算沉井的滑移和倾覆稳定性；
水中浮运的沉井在浮运过程中，必须验算横向稳定性。
五、施工阶段的井壁竖向抗拉验算
详见施工设计手册第48页。
六、封底计算
1、浇筑底板及养护期间内，能够排干积水时，沉井可以采取干封底，此时不需对封底厚度计算，只需能保证底板顺利施工即可。
2、当采用湿封底时，封底混凝土受浮力作用及沉井自重反力作用，当抗浮系数大于1.0时，取浮力作用下的弯矩，对封底厚度验算；反之，抗浮系数小于1.0时，取自重反力作用下的弯矩，进行验算。
3、计算浮力时，可先预估厚度，再计算。
4、计算自重反力时，应扣除封底混凝土自重。
5、封底混凝土板边缘应进行冲剪验算，冲剪处的封底厚度应在设计图中注明，计算厚度必须扣除附加厚度；但通常情况下，如果封底混凝土厚度按最大弯矩计算取值，边缘厚度不减薄的情况下，不必进行抗冲剪计算。
七、下沉前井壁竖向弯曲计算
按深梁对沉井壁上端及刃脚底部进行配筋计算。
八、刃脚的布置
当下沉系数太大时，中隔墙或底梁下面也适当布置刃脚以增加下沉阻力；当沉井尺寸比较大，考虑隔墙及底梁底受力要求，中隔墙下也应布置刃脚。
刃脚的形式及构造、配筋详见施工设计手册第61~62页。
九、刃脚及沉井井壁及板底计算
计算详见施工设计手册例题。
井壁及底部构造详见施工设计手册第62~65页。
十、其他注意事项
1、提资沉井的结构布置是否合理，应避免采用形状怪异的形式；
2、沉井混凝土强度等级不应小于C25，并需采用防水混凝土，其抗渗等级应符合《地下工程防水技术规范》第4.1.4条的规定（埋置深度小于10m时，设计抗渗等级为P6；埋置深度在10~20m时，设计抗渗等级为P8）；
3、沉井内受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm；
4、当有出水井时，其下混凝土垫层，强度等级不应小于C15，厚度不应小于100mm，在软弱土层中不应小于150mm；
5、水下封底混凝土强度等级不宜低于C20；
6、不设刃脚的底梁和隔墙的底面距沉井刃脚底的距离，不宜小于500mm；
7、在沉井的使用阶段，其结构应根据底板及后浇隔墙浇筑完成后的结构体系和实际作用进行计算。