沉井基础算例

圆形工作井（沉井）结构计算
本次计算结构简图如下:
15940
下沉计算
工作井采用排水下沉
地下水位埋深3.90m（根据地勘成果）。

根据地勘资料，素填土、淤泥、粉质粘土及砂质粘性土侧摩阻力系数f分别取20kPa 10kPa 25kPa 和25kPa。

多层土单位摩阻力标准值f k按各层土单位摩阻力标准值取加权平均值f ka，计算式如下:
n
20*6.03 10*2.5 25
*「3 25*「17 l8.85KPa (6.03+2.5+1.3+1.17 ) 沉井井壁自重 G=212.09X 25=5302 KN
当井外壁为阶梯形时，沉井与土间的总摩阻力 T 按下图计算:
相应公式及计算结果为:
3889KN
沉井排水下沉系数
抗浮验算
沉井井壁自重:
沉井底板自重: k st ^w, 530^^ T 3889 1.363 1.05
经计算，沉井下沉系数大于 1.05, 下沉系数满足规范要求。

g
罠
I.
r
r
1 卜
r
—IB T (f ka h 0.7 f ka H 5m h
(18.85 2.5 0.7 18.85
11 5 1
0.7f ka 2 1 2.5 — 0.7 18.85 5) 3.142 9.8 2 5m )n d G 1=5302.25KN G 2=3.142 X 42X 0.6 X
25=754.08KN f ki h si。

沉井计算实例某公路独塔斜拉桥桥塔基础，基础平、立、剖面尺寸见图9-40，采用挖土下沉施工。

9.5.1设计资料1.混凝土：底节沉井采用C25；其它各节采用C20；封底采用C25；盖板采用C25。

2.混凝土的设计强与参数：混凝土的设计强度与参数见表9-5。

3.钢材:A 3钢筋: R g =240MPa ；A 3钢板:[d w ]=145MPa, [t]=85MPa9.5.2决定沉井高度及各部分尺寸1.沉井高度根据冲刷计算和最低水位要求，以及按地基土质条件、地基承载力要求沉井底面位于弱风化基岩层一定深度为宜，故定出沉井顶面标高为173.7m ，沉井底面标高为162.2m ，亦即沉井所需的高度H 为H=183.7-162.2=21.5 m考虑到施工期间的水位情况，底节沉井高度不宜太小，所以底节沉井高取为6.0m ，第一节顶节高度取决于上部结构的重量，与顶盖高度及牛腿受力要求有关，所以顶节沉井高取为5.5m ；其余两节均分剩下的高度，即每节高为5.0m 。

2.沉井平面尺寸考虑到桥塔墩形式，采用两端半圆形中间为矩形的沉井，圆端的外半径为5.2m ，矩形长度为16.0m ，宽度为10.0m 。

井壁厚度顶节取0.6m ，第二节厚度为1.4m ，第三节厚度为1.5m ，底节厚度为1.6m ，其它尺寸详见图9-40。

刃脚踏 面宽度采用0.1m ，刃脚高度为1.99m ，刃脚内侧倾角为:32667.1)1.06.1/(99.1tan =-=θ，q=52°59¢13.74²>45°。

9.5.3沉降系数计算1. 沉井自重计算 (1).第一节沉井自重砼重度 1γ=25 kN/m3体积 V 1=[(52-4.42)p+(16×10-16×8.8)]×3.5+[(1+1.5)/2×0.7+1.3×2.0]×(16×2+2×3.7×p)+2×0.8×7.4×2+0.52/2×8×2=129.2+192.0+25.68=346.9 m3自重 Q 1=346.9×25=8673 kN (2).第二节沉井自重砼重度 2γ=25 kN/m3体积 V 2={(5.12-3.72)p+[16×10.2-(3.6×2+7.2)×7.4+2/5.02×8]}×5.0=(38.7+57.6) ×5.0=481.5 m3自重 Q 2=481.5×25=12037.5 kN (3). 第三节沉井自重砼重度 3γ=25 kN/m3体积 V 3={(5.22-3.72)p+[(16×10.4)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×5.0={41.9+60.8}×5.0=513.5 m 3自重 Q 3=513.5×25=12837.5 kN (4).底节沉井自重砼重度 4γ=25 kN/m3体积 V 4={(5.32-3.72)p+[(16×10.6)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×6.0={45.2+64.04}×6.0=655.4 m 3自重 Q 4=655.4×25=16385.0 kN沉井自重：åQ=8673+12037.5+12837.5+16385=49933 kN (5).盖板：砼容重 5γ=25 kN/m3体积 V 5=[(5-0.6)2p+16×(10-1.2)]×3.5=705.7 m 3自重 Q 5=705.7×25=17642.5 kN (6). 封底：砼容重 6γ=24 kN/m3体积 V 6=[3.72p+(3.6×2+7.2)×7.4-0.52/2×8]×4.5=148.6×4.5=668.6 m 3自重 Q 6=668.6×24=16046.4 kNåQ =654321Q Q Q Q Q Q +++++=8673+12037.5+12837.5+16385.0+17642.5+16046.4=83621.9 kN2.浮力计算（按一半计算）Q ¢=（346.9+481.5+513.5+655.4）/2×10=9986.5 kN3. 沉降系数计算f =(18+30)/2=24，设计取22.5h =21.5mu =2πr+16×2 =64.7 m∑=u h f T =22.5×21.5×64.7=31299.0 kNT Q Q K '-==276.10.312995.998649933=-9.5.4地基应力计算1.垂直力(1).沉井重（包括封底、盖板）Q=83621.9 kN (2). 井内填充γ=20 kN/m 3Q =[3.72p+(3.6×2+7.2)×7.4]×12.5×20=1869.6m 3×20=37392 kN(3).墩身Q=16905 kN (4).上部结构：恒+汽+附 N 1=164745.08 kN 恒+地 N 2=155608.01 kN (5)沉井底总垂直力N 1=164745.08+16905+37392.0+83621.9=302663.98 kN N2=155608.01+16905+37392+83621.9=293526.91 kN 2.沉井底弯矩总弯矩 M 1=130557.99 m kN ⋅ M 2=227271.75 m kN ⋅ 3.地基应力 (1).地震力情况A=5.32×p+16×10.6=257.8m 2323233.4166/6.10166.10098.06/098.0m bh d W =⨯+⨯=+=kPa W M A N 5466.11383.41675.2272718.25791.29352622±=±=±=σ kPa kPa 4600][6.1684max =<=σσ kPa kPa 4600][6.592min =<=σσ(2). 正常组合kPaW M A N 3140.11743.41699.1305578.25798.30266311±=±=±=σ ][1488max σσ<=kPa []σσ<=kPa 860min (3). 施工阶段kN N 2935271.15560816905373929.836213=+++= m kN M ⋅=38.3409703kPaW M A N 05.81958.11383.41638.3409708.25729352733±=±=±=σ kPa 63.1957max =σ kPa 53.319min =σ9.5.5封底砼计算1.基底应力作为作用封底砼上的竖向反力1p =1957.5 kPa 2. 孔内填充物的重量（包括封底砼重）孔内填充物 ≈γ 2 0 kN/m 32p =14×20+4.5×24=280+108=388 kPa 3. 封底砼底面所受净竖向反力21p p p -==1569.5 kPa4. 按周边简支双向板计算：计算跨径8.9×7.6m （见9-41）g x ，当m=0时x M =0.0506×1569.5×7.62=4587.1 kN ·myM =0.0348×1569.5×7.62=3154.8 kN ·m 6/1=μ时M x (m)=M x +mM y =4587.1+1/6×3154.8=5112.9 kN ·m M y (m)=M y +mM x =3154.8+1/6×4587.1=3919.3 kN ·m5. 封底砼顶面的拉应力kPakPa W M wl x lx 800][8.4777.109.5112)(=<===σσμωkPa kPa wl ly 800][3.3667.103.3919=<==σσω6.封底砼按受剪计算（见图9-42）s max =1957.5 kPa s min =319.5kPaP 1=kPa 5.11382/)5.3195.1957(=+P 2=388.0 kPa作用在井孔范围内的封底砼的竖向反力：P =P 1-P 2=1138.5-388=750.5 kPa 井孔范围内封底砼底面积A=7.4×7.2=53.28 2m井孔内1.99m 范围内封底砼底面积A ¢=[(7.4+7.2)×]×1.99=28.108 2m 剪应力：kPa kPa A A P j 1200][1.688108.5828.535.750=<=⨯='⋅=δτ9.5.6沉井盖板计算1.顶盖按单向连续板计算（见图9-43）Q 盖板=17642.5 kNkPaq 920.8)0.80.80.8(5.176421=⨯++=Q 上部恒载=164745.08 kN kPaq 1.16810.70.72/108.1647452=⨯⨯=(2). 板内弯矩 ①. 在q 1作用下a. 边跨中(0.1/=y x L L )当m=0时，M x =0.0340，M y =0.0249，0839.00-=x MM xmax =0.0340×92×8.02=200.2 m kN ⋅ M ymax =0.0249×92×8.02=146.6 m kN ⋅0max x M =-0.0839×92×8.02= -494.0 m kN ⋅当6/1=μ时m KN M u x ⋅=⨯+=0.2256.1466/12.200)(mkN M y ⋅=⨯+=1806/12.2006.146)(μb. 中间跨(.1/=y x l l )当m=0时M x =0.0285，M y=0.0158，0698.00-=x M M xmax =0.0285×92×82=168.0 m kN ⋅ M ymax =0.0158×92×82=93.0 m kN ⋅0698.00max -=x M ×92×82=-411.0 m kN ⋅当6/1=μ时=)(u xM168+1/6×93=184.0 m kN ⋅=)(u y M 93+1/6×168=121.0 m kN ⋅支点力矩：M a =m kN ⋅-=--0.4532/)0.4110.494( 板内拉应力：22)(max /110002.1105.36/1225m kN W M <=⨯==μσ 支点截面：kPa110000.2225.36/10.4532<=⨯=σ（2）在q 2作用下：a.边跨中.1/=x y l l4.00.8/0.4/==y y l a 8.08/3.6/==x x l a当m =0时M x =0.0644，M y =0.0748M xmax =0.0644×1681.1×6.3×4.0=2728.2m kN ⋅ M ymax =0.0748×1681.1×6.3×4.0=3168.8m kN ⋅ 当6/1=μ时m kN M x ⋅=⨯+=325631696/12728)(maxμ mkN M y ⋅=⨯+=362427286/13169)(max μ板内弯矩组合：M x =225+2728=2953 m kN ⋅ M y =180+3169=3349 m kN ⋅板内应力：kPakPa wl x 11000][14465.36/129532=<=⨯=σσ ][16405.36/133492wl y kPa σσ<=⨯= 支点弯矩：M 支x =mkN /2.41347.05.02953=⨯ M 支y =m kN ⋅=⨯6.46887.05.03349][20255.36/12.41342wl x kPa σσ<=⨯=支 ][22965.36/16.46882wl ykPa σσ<=⨯=支(3). 配筋计算（略）3.沉井盖板按深梁计算 (1).深梁纵向受拉钢筋： a. 支点：Z=0.2⨯(1.5h+L)=0.2⨯(1.5⨯3.5+8.0)=2.65 m24)(4.57265340025.1102.4134cm Z R r M A g s x x g =⨯⨯⨯==选10F28 A g =61.53cm 224)(05.65265340025.1106.4688cm Z R r M A g s y y g =⨯⨯⨯== 选11F28 Ag=67.7cm 2b. 跨中240.41265340025.1102953cm A gx =⨯⨯⨯= 选11F22 A g =41.8cm2245.46265340025.1103349cm A gy =⨯⨯⨯= 选10F25 A g =49.09cm 2(2).剪力计算：95.0=b r 25.1=c r 2/1455.14cm kg MPa R a ==bh R r r Q a c bj 02.0≤=kN kg 0.7714771400350100014525.195.002.0==⨯⨯⨯⨯21/0.20270.70.72/1)]11.23896.988(3.179203.101.155598[2.1m kN q =⨯⨯+⨯+⨯+⨯=22/3.1108)888(5.176422.1m kN q =⨯++⨯=kN l q c q Q j 2.44952.4414054283.11020.420272221=+=⨯+⨯=+=9.5.7底节沉井纵向破裂计算1. 截面特性计算(见图9-44)截面积：=F 0.1×1.99+1.5×1.99×0.5+1.6×4.01=0.199+1.493+6.416=8.108m 2截面重心轴位置y x 、：mx 756.0108.81328.58959.00995.0108.85.06.1416.6)5.13/11.0(493.15.099.11.0=++=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=y 108.85.001.4416.6)01.499.13/1(493.1)01.45.099.1(99.11.0⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯=4232383.1842.1133.078.18.28)3/99.157.26(2/99.15.136/99.15.1)57.23(66.112/66.1m I y y =--+=--⨯⨯-⨯--⨯⨯+⨯=-2. 底节沉井井壁沿周长每米宽荷载m kN Fr q /7.20225108.8=⨯==3. 底节沉井抽除支承垫木或按排水下沉时的计算（见图9-45）5.1509.260.1060.26>==B L所以，两支点间按 0.63L=0.63⨯26.6=16.758m (1). 每对支点反力R ①刃脚部分：21692.12/99.15.199.11.0m A =⨯+⨯=截面重心至外壁的距离：mx 535.0692.1)3/5.11.0(99.12/5.12/1.099.11.0=+⨯⨯+⨯⨯=1n =[2p×(1.6+3.7-0.535)+16⨯2]⨯1.692⨯25=61.94⨯1.692⨯25=2620.1 kN②井壁A 2=1.6⨯4.01=6.416m 2n 2=[2p×(3.7+0.8)+16×2]×6.416×25=60.27×6.416×25=9667.3kN ③隔墙：A 3=（0.8×7.4+0.42×4/2×2=12.48m 2 n 3=12.48×(6.0-0.5)×25=1716.0kN kN R 7.70012/)17163.966701.262(=++= (2). 每对支点截面上的力矩M 01.4)3.5/379.0(tan 1=='-αa=90°-4.1°=85.9° 或 a=1.499 rad 园弧重心至支承点联线的垂直距离)cos /(sin 1ααα-=a ym 699.2594.0544.4)9.85cos 499.1/9.85(sin 544.4=⨯=︒-⨯=0.7453699.27.202544.4499.12210=⨯⨯⨯⨯==rqy M αm kN ⋅支点截面砼的拉应力：kPa kPa I y M y y 15500.50983.18257.20.745320<=⨯⨯==-σ(3). 跨中力矩M)4.02/2.7(255.54.78.0)6.38.06.3()]6.38.06.3()(3)(2[544.42/758.1622233+⨯⨯⨯⨯-++⋅-+++-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=q d D d D q R M ππ481487.202]8)7.33.5(3)7.33.5(2[7.202544.4579.127.700122233⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=ππ0.445083256129732733788074=---=m kN ⋅ 跨中截面砼的拉应力：kPakPa I y M w y y 145000][0.287283.182)57.25(445082)5(=<=⨯-⨯=-=-σσ(4).支点截面剪应力： kPakPa F rq R 85000][3925.2615.1108.827.202544.4499.127.70015.1225.1=<=⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-⨯=τατ4. 按不排水下沉时检算(1).支承于短边的两端点（见图9-46） 支点反力 R=7001.7 kN 跨中弯矩：m kN M ⋅=---=+⨯⨯⨯⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯-⨯=453683256129733152693123)4.02/2.7(255.54.78.0827.202]8)4.76.10(3)4.76.10(2[7.202544.42/60.267.70012233跨中截面砼拉应力[]w g kPa g I y M σσ<=⨯-⨯=--=292783.182)57.25(453682)5(m kN M o ⋅=++=⨯⨯⨯⨯+⨯+⎢⎢⎣⎡⎥⎦⎤+-⨯-⨯⨯⨯=4775532563.1297315260.4255.54.78.087.2028)4.76.10(3)4.76.10(27.202544.422233支点截面砼的拉应力：w σ=gI g g -⨯247755=83.18257.247755⨯⨯=3259][w kPa σ<9.5.8沉井各部分内力计算1. 沉井外力计算（见图9-48） (1). 沉井沉至中途计算（排水）土深h E =13m水深h W =11.4m水面上土厚m h E 6.10= 刃脚入土深h 1=1.0m 沉井总高度21.5ma. 土压力、水压力计算： )2/45(tan 200ϕγα-= E E h p =19´1.6´)2/5.3445(tan 2-=8.4 kN/m)2/45(tan 20ϕγ-+= w E E h p p =kPa 6.77)2/3.3245(tan 4.11204.82=-⨯⨯+kPah p w w 57104.115.05.0=⨯⨯==水γ)2/45(tan )(20ϕγ--+=' h h p p w E E=kPa 5.65)2/3.3245(tan )99.14.11(204.82=-⨯-⨯+kPa h h p w w1.4710)99.14.11(5.0)(5.0=⨯-⨯=-='水γ kPa p W E 6.134576.77=+=+ kPa p W E 6.1121.475.65=+='+ m h h w 59.6)99.14.11(7.0)(7.0=-⨯=- m h w 98.74.117.07.0=⨯=图9-48 沉井外力计算(2). 沉井每米宽自重沉井自重 Q=16385+12837.5+12037.5 =4126 kN216)8.07.3(24126⨯++==πu Q G =684.5 kN/m(3). 单位周长内井壁平均土压力E 0=w EE E E h h ⨯+︒+︒︒22ρρρ=4.1126.774.826.14.8⨯++⨯=6.72+490.2 =496.9 kN/m(4). 井壁摩擦力计算T 0=005.0fA E 取最小值0.5E 0=0.5´496.9=248.5 kN/mf =(18+30)/2=24KN/m 2fA 0=24´[2p´(3.7+0.8)+16´2]=24´60.27=1446.5KN/m 故 T 。

沉井工程量计算沉井工程是指在建筑物或其他工程中，为了排水或通风等目的而在地下开挖的井。

沉井工程量计算是沉井工程设计的重要环节之一，正确计算工程量可以保证工程的顺利进行和质量的保证。

下面介绍沉井工程量计算规则最新。

一、沉井工程量计算规则1. 沉井的计算方法沉井的计算方法有两种，一种是按照沉井的实际尺寸计算，另一种是按照沉井的设计尺寸计算。

一般情况下，按照实际尺寸计算比较准确，但是在设计时需要考虑到施工的难易程度和成本等因素，因此需要按照设计尺寸计算。

2. 沉井的计算公式沉井的计算公式为：V=π/4×(D1²-D2²)×H，其中V为沉井的体积，D1为沉井的上口直径，D2为沉井的下口直径，H为沉井的深度。

3. 沉井的计算单位沉井的计算单位一般为立方米，也可以根据实际情况选择其他单位。

4. 沉井的计算精度沉井的计算精度一般为小数点后两位，如果需要更高的精度，可以根据实际情况进行调整。

二、沉井工程量计算实例下面以一个实例来说明沉井工程量计算的具体步骤。

假设需要建造一个直径为2米，深度为3米的沉井，按照设计尺寸计算，计算公式为：V=π/4×(D1²-D2²)×H=π/4×(2²-1.8²)×3≈3.14立方米。

因此，这个沉井的工程量为3.14立方米。

三、注意事项1. 在进行沉井工程量计算时，需要考虑到施工的难易程度和成本等因素，选择合适的计算方法和计算精度。

2. 在进行沉井工程量计算时，需要注意单位的选择和换算，确保计算结果的准确性。

3. 在进行沉井工程量计算时，需要根据实际情况进行调整，避免出现误差。

4. 在进行沉井工程量计算时，需要注意安全问题，确保施工过程中的安全性和稳定性。

深圳市城市轨道交通4号线工程主体工程4302标段二工区（沉井）结构计算书计算:校核: 审定:中铁二局工程有限公司深圳市轨道交通4号线4302标二工区项目部2016年10月1目录1 目录 (2)1.1 顶管概况 (3)1.2 顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.3 1200mm管顶力计算 (3)1.3.1 推力计算 (3)1.3.2 壁板后土抗力计算： (4)1.3.3 后背土体的稳定计算： (4)1.4 工作井（沉井）下沉及结构计算 (4)1.4.1 基础资料： (4)1.4.2 下沉计算： (5)1.4.3 下沉稳定计算： (5)1.4.4 刃脚计算： (5)1.4.5 沉井竖向计算： (6)1.4.6 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (7)1.4.7 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (12)1.5 接收井（沉井）下沉及结构计算 (13)1.5.1 基础资料： (13)1.5.2 下沉计算： (14)1.5.3 下沉稳定计算： (14)1.5.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (14)1.5.5 刃脚计算： (14)1.5.6 沉井竖向计算 (15)1.5.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (16)1.1顶管概况（1）钢筋Ф—HRB335级钢筋强度设计值fy=fy′=300N/ mm2（2）圆管砼：采用C50，沉井采用C30。

（3）所顶土层为黏土，r=17KN/ m3本计算除井壁、底板外未采用专业计算软件。

1.2顶管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的设计、核算由检查井的设计要求及顶管操作技术要求决定。

（1）、工作井的宽度计算公式B =D+2b+2c 式中：B——工作井宽度；D——顶进管节的外径尺寸；b——工作井内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧0.8m；c——护壁厚度，本工程采用0.4m；本工程的顶管直径为D1000，壁厚200。

工作井的宽度尺寸为 B=8.7mm；（2）工作井底的长度计算公式：L=L1+L2+L3+2L4+L5式中：L——工作井底部开挖长度；L1——管节长度取2m ；L2——顶镐机长度取1.1m ；L3——出土工作长度，取1.1m；；L4——后背墙的厚度，取0.4m；；L5——已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.3m。

⼯作井沉井计算（新）排⽔法施⼯，⽆上部建筑，依靠⾃重下沉，矩形沉井(7mX5m)单格沉井算例参考给⽔排⽔结构设计⼿册p1227 1.设计条件（1）地质资料根据地质钻探资料分析，在沉井⼯程范围内的⼟层，⼤致可分为n层，其物理⼒学指标如下表：厚度重度粘聚⼒C内摩擦⾓单位摩阻⼒极限承载⼒施⼯阶段地下⽔位⼟层(m)（KN/m3）(KPa)（度）(KPa)(KPa)m素填⼟ 2.517.519.511.800淤泥质⼟ 3.516.77.6 3.510粉质粘⼟ 4.518.22211.925细沙 2.001902425120（2）沉井材料混凝⼟：采⽤C25f c=11.9N/mm2f t= 1.27N/mm2钢筋：采⽤热轧钢筋HRB335，f y=300N/mm2(3)⼯程概况：根据使⽤要求，沉井平⾯为矩形内净长：L1=7.00m净宽：L2= 5.00m结构⾼度：H=11.50m沉井井顶位于地⾯下：a'= 1.00m最⾼地下⽔位使⽤阶段位于设计地⾯0m施⼯阶段不考虑地下⽔影响2.下沉验算沉井上部⽆建筑，考虑依靠⾃重下沉。

假设井壁厚：t=0.8m外长：L11=8.6m外宽：L21= 6.6m保护层厚度ht＝50mm刃⾓踏步宽度：a=0.45mb=0.5mc=0.3m刃⾓斜⾯⾼度；h l=0.6m底板厚度取：h=0.6m纵向框架柱：宽＝0m ⾼＝0m 纵向框架底梁：宽＝0m ⾼＝0m 纵向框架中梁：宽＝0m ⾼＝0m 纵向框架顶梁：宽＝0m ⾼＝0m井壁钢筋混凝⼟重度：25KN/m 3计算跨度L ：L 10=7.80m L 20=5.80m(1)井壁重计算（标准值）6301KN（2）摩阻⼒计算：多层⼟的加权平均单位摩阻⼒：15.80Kpa井壁总摩阻⼒为：4803KN（3）下沉系数计算由于沉井采⽤排⽔施⼯下沉，浮⼒：0下沉系数： 1.31>1.05 满⾜下沉要求（4）下沉稳定验算因下沉稳定系数较⼤，需进⾏沉井的下沉稳定验算：2611KN 验算状态下⽔的浮⼒：00.85 满⾜下沉稳定要求3.使⽤阶段沉井抗浮验算（1）使⽤阶段沉井⾃重计算6826KN 封底混凝⼟重：725KN=c γ=+--+=2)))(5((211125L L a H f F k f fk k =-=fk k fw k st F F G k /)(,=---=321112111))2)(2((R a L a L L L R b ==+-bfk kfw k R F F G s st k ,,=k fw F ,=k fw F ,==++++321332211h h h f h f h f h k k k k f =+=c k h L L G G γ211=+-++?+-=c bh l k L L h C H L L H L L G lγ]2))()6.0(15.0([212212111=2G总重：G=7551KN（2）使⽤阶段浮⼒计算6357KN（3）抗浮系数计算1.19>1.0 满⾜抗浮要求4.封底计算因考虑排⽔下沉，采⽤⼲封底施⼯，不需要进⾏⽔下封底。

沉井计算实例某公路独塔斜拉桥桥塔基础，基础平、立、剖面尺寸见图9-40，采用挖土下沉施工。

9.5.1设计资料1.混凝土：底节沉井采用C25；其它各节采用C20；封底采用C25；盖板采用C25。

2.混凝土的设计强与参数：混凝土的设计强度与参数见表9-5。

3.钢材:A 3钢筋: R g =240MPa ；A 3钢板:[δω]=145MPa, [τ]=85MPa混凝土的设计强度(MPa)与参数 表9-5应力种类符号混凝土标号2025 轴心抗压 R a 11.0 14.5 抗拉 R e1.3 1.55 直接抗剪[jR ]0.951.2粘结应力 [C] 0.9 1.1 弹性模量比N10109.5.2决定沉井高度及各部分尺寸1.沉井高度根据冲刷计算和最低水位要求，以及按地基土质条件、地基承载力要求沉井底面位于弱风化基岩层一定深度为宜，故定出沉井顶面标高为173.7m ，沉井底面标高为162.2m ，亦即沉井所需的高度H 为H=183.7-162.2=21.5 m考虑到施工期间的水位情况，底节沉井高度不宜太小，所以底节沉井高取为6.0m ，第一节顶节高度取决于上部结构的重量，与顶盖高度及牛腿受力要求有关，所以顶节沉井高取为5.5m ；其余两节均分剩下的高度，即每节高为5.0m 。

2.沉井平面尺寸考虑到桥塔墩形式，采用两端半圆形中间为矩形的沉井，圆端的外半径为5.2m ，矩形长度为16.0m ，宽度为10.0m 。

井壁厚度顶节取0.6m ，第二节厚度为1.4m ，第三节厚度为1.5m ，底节厚度为1.6m ，其它尺寸详见图9-40。

刃脚踏 面宽度采用0.1m ，刃脚高度为1.99m ，刃脚内侧倾角为:32667.1)1.06.1/(99.1tan =-=θ，θ=52︒59'13.74">45︒。

9.5.3沉降系数计算1. 沉井自重计算 (1).第一节沉井自重砼重度 1γ=25 kN/m3体积 V 1=[(52-4.42)π+(16×10-16×8.8)]×3.5+[(1+1.5)/2×0.7+1.3×2.0]×(16×2+2×3.7×π)+2×0.8×7.4×2+0.52/2×8×2=129.2+192.0+25.68=346.9 m3自重 Q 1=346.9×25=8673 kN (2).第二节沉井自重砼重度 2γ=25 kN/m3体积 V 2={(5.12-3.72)π+[16×10.2-(3.6×2+7.2)×7.4+2/5.02×8]}×5.0=(38.7+57.6) ×5.0=481.5 m3自重 Q 2=481.5×25=12037.5 kN (3). 第三节沉井自重砼重度 3γ=25 kN/m3体积 V 3={(5.22-3.72)π+[(16×10.4)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×5.0={41.9+60.8}×5.0=513.5 m 3自重 Q 3=513.5×25=12837.5 kN (4).底节沉井自重砼重度 4γ=25 kN/m3体积 V 4={(5.32-3.72)π+[(16×10.6)-(3.6×2+7.2)×7.4+0.52/2×8]}×6.0={45.2+64.04}×6.0=655.4 m 3自重 Q 4=655.4×25=16385.0 kN沉井自重：∑Q=8673+12037.5+12837.5+16385=49933 kN (5).盖板：砼容重 5γ=25 kN/m3体积 V 5=[(5-0.6)2π+16×(10-1.2)]×3.5=705.7 m 3自重 Q 5=705.7×25=17642.5 kN (6). 封底：砼容重 6γ=24 kN/m3体积 V 6=[3.72π+(3.6×2+7.2)×7.4-0.52/2×8]×4.5=148.6×4.5=668.6 m 3自重 Q 6=668.6×24=16046.4 kN∑Q =654321Q Q Q Q Q Q +++++=8673+12037.5+12837.5+16385.0+17642.5+16046.4=83621.9 kN2.浮力计算（按一半计算）Q '=（346.9+481.5+513.5+655.4）/2×10=9986.5 kN3. 沉降系数计算f =(18+30)/2=24，设计取22.5h =21.5mu =2πr+16×2 =64.7 m∑=u h f T =22.5×21.5×64.7=31299.0 kNT Q Q K '-==276.10.312995.998649933=-9.5.4地基应力计算1.垂直力(1).沉井重（包括封底、盖板）Q=83621.9 kN (2). 井内填充γ=20 kN/m 3Q =[3.72π+(3.6×2+7.2)×7.4]×12.5×20=1869.6m 3×20=37392 kN(3).墩身Q=16905 kN (4).上部结构：恒+汽+附 N 1=164745.08 kN 恒+地 N 2=155608.01 kN (5)沉井底总垂直力N 1=164745.08+16905+37392.0+83621.9=302663.98 kN N2=155608.01+16905+37392+83621.9=293526.91 kN 2.沉井底弯矩总弯矩 M 1=130557.99 m kN ⋅ M 2=227271.75 m kN ⋅ 3.地基应力 (1).地震力情况A=5.32× π+16×10.6=257.8m 2323233.4166/6.10166.10098.06/098.0m bh d W =⨯+⨯=+=kPa W M A N 5466.11383.41675.2272718.25791.29352622±=±=±=σ kPa kPa 4600][6.1684max =<=σσ kPa kPa 4600][6.592min =<=σσ(2). 正常组合kPa W M A N 3140.11743.41699.1305578.25798.30266311±=±=±=σ ][1488max σσ<=kPa []σσ<=kPa 860min(3). 施工阶段kN N 2935271.15560816905373929.836213=+++= m kN M ⋅=38.3409703kPaW M A N 05.81958.11383.41638.3409708.25729352733±=±=±=σ kPa 63.1957max =σ kPa 53.319min =σ9.5.5封底砼计算1.基底应力作为作用封底砼上的竖向反力1p =1957.5 kPa 2. 孔内填充物的重量（包括封底砼重） 孔内填充物 ≈γ 2 0 kN/m 32p =14×20+4.5×24=280+108=388 kPa 3. 封底砼底面所受净竖向反力21p p p -==1569.5 kPa4. 按周边简支双向板计算：计算跨径8.9×7.6m （见9-41）85.0/=g x l l ，当μ=0时x M =0.0506×1569.5×7.62=4587.1 kN ·myM =0.0348×1569.5×7.62=3154.8 kN ·m 6/1=μ时M x (μ)=M x +μM y =4587.1+1/6×3154.8=5112.9 kN ·m M y (μ)=M y +μM x =3154.8+1/6×4587.1=3919.3 kN ·m 5. 封底砼顶面的拉应力kPakPa W M wl x lx 800][8.4777.109.5112)(=<===σσμωkPa kPa wl ly 800][3.3667.103.3919=<==σσω6.封底砼按受剪计算（见图9-42）σmax =1957.5 kPa σmin =319.5kPaP 1=kPa 5.11382/)5.3195.1957(=+P 2=388.0 kPa作用在井孔范围内的封底砼的竖向反力： P =P 1-P 2=1138.5-388=750.5 kPa 井孔范围内封底砼底面积A=7.4×7.2=53.28 2m井孔内1.99m 范围内封底砼底面积A '=[(7.4+7.2)×]×1.99=28.108 2m 剪应力：kPa kPa A A P j 1200][1.688108.5828.535.750=<=⨯='⋅=δτ9.5.6沉井盖板计算1.顶盖按单向连续板计算（见图9-43）Q 盖板=17642.5 kN图9-41 周边简支双向板 图9-42 封底砼按受剪计算kPaq 920.8)0.80.80.8(5.176421=⨯++=Q 上部恒载=164745.08 kN kPaq 1.16810.70.72/108.1647452=⨯⨯=(2). 板内弯矩 ①. 在q 1作用下a. 边跨中(0.1/=y x L L )当μ=0时，M x =0.0340，M y =0.0249，0839.00-=x MM xmax =0.0340×92×8.02=200.2 m kN ⋅ M ymax =0.0249×92×8.02=146.6 m kN ⋅0max x M =-0.0839×92×8.02= -494.0 m kN ⋅当6/1=μ时m KN M u x ⋅=⨯+=0.2256.1466/12.200)(mkN M y ⋅=⨯+=1806/12.2006.146)(μb. 中间跨(.1/=y x l l )当μ=0时M x =0.0285，M y=0.0158，0698.00-=x M M xmax =0.0285×92×82=168.0 m kN ⋅ M ymax =0.0158×92×82=93.0 m kN ⋅0698.00max -=x M ×92×82=-411.0 m kN ⋅当6/1=μ时=)(u xM168+1/6×93=184.0 m kN ⋅=)(u y M 93+1/6×168=121.0 m kN ⋅支点力矩：M a =m kN ⋅-=--0.4532/)0.4110.494( 板内拉应力：22)(max /110002.1105.36/1225m kN W M <=⨯==μσ 支点截面：kPa110000.2225.36/10.4532<=⨯=σ（2）在q 2作用下：图9-43顶盖按连续板计算图式a.边跨中.1/=x y l l4.00.8/0.4/==y y l a 8.08/3.6/==x x l a当μ=0时M x =0.0644，M y =0.0748M xmax =0.0644×1681.1×6.3×4.0=2728.2m kN ⋅ M ymax =0.0748×1681.1×6.3×4.0=3168.8m kN ⋅ 当6/1=μ时m kN M x ⋅=⨯+=325631696/12728)(maxμ mkN M y ⋅=⨯+=362427286/13169)(max μ板内弯矩组合：M x =225+2728=2953 m kN ⋅ M y =180+3169=3349 m kN ⋅板内应力：kPakPa wl x 11000][14465.36/129532=<=⨯=σσ ][16405.36/133492wl y kPa σσ<=⨯= 支点弯矩：M 支x =mkN /2.41347.05.02953=⨯M 支y =m kN ⋅=⨯6.46887.05.03349][20255.36/12.41342wl x kPa σσ<=⨯=支 ][22965.36/16.46882wl ykPa σσ<=⨯=支(3). 配筋计算（略）3.沉井盖板按深梁计算 (1).深梁纵向受拉钢筋： a. 支点：Z=0.2⨯(1.5h+L)=0.2⨯(1.5⨯3.5+8.0)=2.65 m24)(4.57265340025.1102.4134cm Z R r M A g s x x g =⨯⨯⨯==选10Φ28A g =61.53cm 224)(05.65265340025.1106.4688cm Z R r M A g s y y g =⨯⨯⨯==选11Φ28 Ag=67.7cm 2b. 跨中240.41265340025.1102953cm A gx =⨯⨯⨯=选11Φ22 A g =41.8cm 2 245.46265340025.1103349cm A gy =⨯⨯⨯=选10Φ25 A g =49.09cm 2(2).剪力计算：95.0=b r 25.1=c r 2/1455.14cm kg MPa R a ==bh R r r Q a c bj 02.0≤=kN kg 0.7714771400350100014525.195.002.0==⨯⨯⨯⨯21/0.20270.70.72/1)]11.23896.988(3.179203.101.155598[2.1m kN q =⨯⨯+⨯+⨯+⨯=22/3.1108)888(5.176422.1m kN q =⨯++⨯=kN l q c q Q j 2.44952.4414054283.11020.420272221=+=⨯+⨯=+=9.5.7底节沉井纵向破裂计算1. 截面特性计算(见图9-44)截面积：=F 0.1×1.99+1.5×1.99×0.5+1.6×4.01=0.199+1.493+6.416=8.108m 2 截面重心轴位置y x 、：mx 756.0108.81328.58959.00995.0108.85.06.1416.6)5.13/11.0(493.15.099.11.0=++=⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯=my 57.2108.8864.12977.6996.0108.85.001.4416.6)01.499.13/1(493.1)01.45.099.1(99.11.0=++=⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯⨯=图9-44 底节沉井截面特性计算 图9-45底节沉井排水下沉时的计算截面(单位：cm ）截面惯性矩I4232383.1842.1133.078.18.28)3/99.157.26(2/99.15.136/99.15.1)57.23(66.112/66.1m I y y =--+=--⨯⨯-⨯--⨯⨯+⨯=-2. 底节沉井井壁沿周长每米宽荷载m kN Fr q /7.20225108.8=⨯==3. 底节沉井抽除支承垫木或按排水下沉时的计算（见图9-45）5.1509.260.1060.26>==B L所以，两支点间按 0.63L=0.63⨯26.6=16.758m (1). 每对支点反力R ①刃脚部分：21692.12/99.15.199.11.0m A =⨯+⨯=截面重心至外壁的距离： mx 535.0692.1)3/5.11.0(99.12/5.12/1.099.11.0=+⨯⨯+⨯⨯=1n =[2π×(1.6+3.7-0.535)+16⨯2]⨯1.692⨯25=61.94⨯1.692⨯25=2620.1 kN②井壁A 2=1.6⨯4.01=6.416m 2 n 2=[2π×(3.7+0.8)+16×2]×6.416×25=60.27×6.416×25=9667.3kN ③隔墙： A 3=（0.8×7.4+0.42×4/2×2=12.48m 2 n 3=12.48×(6.0-0.5)×25=1716.0kNkN R 7.70012/)17163.966701.262(=++= (2). 每对支点截面上的力矩M 01.4)3.5/379.0(tan 1=='-αα=90︒-4.1︒=85.9︒ 或 α=1.499 rad 园弧重心至支承点联线的垂直距离)cos /(sin 1ααα-=a ym 699.2594.0544.4)9.85cos 499.1/9.85(sin 544.4=⨯=︒-⨯=0.7453699.27.202544.4499.12210=⨯⨯⨯⨯==rqy M αm kN ⋅支点截面砼的拉应力：kPa kPa I y M y y 15500.50983.18257.20.745320<=⨯⨯==-σ(3). 跨中力矩M)4.02/2.7(255.54.78.0)6.38.06.3()]6.38.06.3()(3)(2[544.42/758.1622233+⨯⨯⨯⨯-++⋅-+++-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=q d D d D q R M ππ481487.202]8)7.33.5(3)7.33.5(2[7.202544.4579.127.700122233⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯⨯-⨯=ππ0.445083256129732733788074=---=m kN ⋅ 跨中截面砼的拉应力：kPakPa I y M w y y 145000][0.287283.182)57.25(445082)5(=<=⨯-⨯=-=-σσ(4).支点截面剪应力： kPakPa F rq R 85000][3925.2615.1108.827.202544.4499.127.70015.1225.1=<=⨯=⨯⨯⨯⨯-⨯=-⨯=τατ4. 按不排水下沉时检算(1).支承于短边的两端点（见图9-46） 支点反力 R=7001.7 kN 跨中弯矩：m kN M ⋅=---=+⨯⨯⨯⨯-⨯-+-⨯-⨯⨯⨯-⨯=453683256129733152693123)4.02/2.7(255.54.78.0827.202]8)4.76.10(3)4.76.10(2[7.202544.42/60.267.70012233跨中截面砼拉应力[]w g kPa g I y M σσ<=⨯-⨯=--=292783.182)57.25(453682)5(图9-46 底节沉井不排水下沉时支承于短边的两端点 图9-47 底节沉井不排水下沉时支承于长边的中点(2). 支承于长边的中点（见图9-47） 支点截面砼力矩：m kN M o ⋅=++=⨯⨯⨯⨯+⨯+⎢⎢⎣⎡⎥⎦+-⨯⨯⨯=4775532563.1297315260.4255.54.78.087.2028)4.76.10(37.202544.4222支点截面砼的拉应力：w σ=gI g g -⨯247755=83.18257.247755⨯⨯=3259][w kPa σ<9.5.8沉井各部分内力计算1. 沉井外力计算（见图9-48） (1). 沉井沉至中途计算（排水） 土深h E =13m水深h W =11.4m水面上土厚m h E 6.10=刃脚入土深h 1=1.0m 沉井总高度21.5m a. 土压力、水压力计算： )2/45(tan 200ϕγα-= E E h p =19⨯1.6⨯)2/5.3445(tan 2-=8.4 kN/m)2/45(tan 20ϕγ-+= w E E h p p =kPa 6.77)2/3.3245(tan 4.11204.82=-⨯⨯+kPah p w w 57104.115.05.0=⨯⨯==水γ)2/45(tan )(20ϕγ--+=' h h p p w E E=kPa 5.65)2/3.3245(tan )99.14.11(204.82=-⨯-⨯+kPa h h p w w1.4710)99.14.11(5.0)(5.0=⨯-⨯=-='水γ图9-48 沉井外力计算(2). 沉井每米宽自重沉井自重 Q=16385+12837.5+12037.5 =4126 kN216)8.07.3(24126⨯++==πu Q G =684.5 kN/m(3). 单位周长内井壁平均土压力E 0=w EE E E h h ⨯+︒+︒︒22ρρρ=4.1126.774.826.14.8⨯++⨯=6.72+490.2 =496.9 kN/m(4). 井壁摩擦力计算T 0=005.0fA E 取最小值0.5E 0=0.5⨯496.9=248.5 kN/m f =(18+30)/2=24KN/m 2fA 0=24⨯[2π⨯(3.7+0.8)+16⨯2]=24⨯60.27=1446.5KN/m 故 T 。

沉井下沉稳定性验算计算书依据《建筑施工计算手册》(江正荣编著)以及市政相关规范等。

一. 参数信息沉井在软弱土层中下沉时，需要对沉井下沉进行稳定性验算。

沉井相关计算参数如下：沉井外径为 20.00m,壁厚为 1.00m,井深为 16.50m,混凝土密度为 24.00kN/m^3,沉井井身混凝土量为 470.00m^3,地基承载力设计值为 130.00kN/m^2,隔墙和底梁总支撑面积为 0.00m^2.采用排水下沉方式，不考虑地下水浮力的作用。

刃脚尺寸数据(如图所示)：h=1.45m,h1=1.25m,C=0.20m,C1=0.70m,C2=0.20m,a=0.10m.二. 沉井计算沉井的下沉稳定性以下沉稳定系数 K 表示，可按下式验算:其中K －沉井下沉稳定系数，应小于1；G －沉井的自重力；B －地下水浮力，排水下沉，B=0，不排水下沉时总浮力的70%；－沉井外壁有效摩擦力总和.Rf－刃脚踏面及斜面下土的支撑力.R1－沉井的平均直径.DC －刃脚踏面宽度；n －刃脚斜面与井内土体接触面的水平投影宽度；R－沉井内部隔墙和底梁下土的支撑力；2－隔墙和底梁的总支撑面积；A1－土的极限承载力。

fu所以有，沉井的自重力为：G = 470.00×24.00=11280.00kN采用排水下沉，不需要考虑地下水的浮力：B = 0沉井外壁摩擦力总和为：Rf = 3.14×20.00×16.50×22.60 = 23430.00kN因沉井刃脚斜面土被掏空，不考虑斜面土的支承力，刃脚踏面支承力为：R1 = 3.14×19.90×1.45×130.00 = 11784.59kN沉井隔墙和底梁支承力为：R2 = 0.00×130.00 = 0.00kN则下沉稳定系数为：K = (11280.00-0.00) / (23430.00+11784.59+0.00) = 0.32 下沉稳定系数 K < 1.0，沉井在自重下能够稳定。

沉井或气压沉箱的计算与验算方法一、一般规定（一）沉井施工前应对垫层厚度、下沉系数、接高稳定性、封底混凝土等内容进行计算与验算，计算和验算时所取的作用力均采用标准值。

（二）气压沉箱施工计算应符合下列规定：1、在下沉阻力计算中，除箱壁侧摩阻力、刃脚反力外，尚应包括气压浮托力；2、工作室顶板的计算荷载应根据不同工况确定，应取配重、自重、地基反力、水浮力和气压浮托力的最不利工况，且不应计入封底混凝土的作用。

3、水域沉井与沉箱在溜放、拖运以及沉放施工时，应对沉井与沉箱的倾斜稳定性进行验算；水域沉井与沉箱的前后两面水平作用不均衡时，尚应验算抗滑移及抗倾覆稳定性。

4、钢筋混凝土沉井与气压沉箱在分节制作时，每节井（箱）壁上端水平钢筋应加强。

5、沉井与气压沉箱首节制作时的基底压力不应大于下卧层地基承载力特征值，以后各节接高制作时应符合地基极限承载力的要求。

6、沉井与气压沉箱地基承载力及软弱下卧层验算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定执行。

二、混凝土垫层及砂垫层（一）开挖工作坑遇有暗塘、暗沟、旧河道等不良地质时应进行加固处理，工作坑的开挖应符合现行行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120的规定。

（二）砂垫层的厚度应根据沉井与气压沉箱的重量和地基土的承载力按下列公式计算确定，且不宜小于600mm。

p=G0/(2*hs*tanα+BL)+γs*hsp≤fa式中：p——基底压力标准值(kN/m2)；hs——砂垫层厚度(m)；G0——沉井与气压沉箱第一节沿井壁单位长度重量(kN/m)；γs——砂的天然重度(kN/m3)，可取15kN/m3；BL——素混凝土垫层的宽度(m)，BL=B+2bl，计算时取bl=hc；b1——素混凝土外挑宽度(m)，可取b1≥hc(hc为素混凝土垫层厚度)；α——砂垫层的压力扩散角(°)，可取30°；fa——修正后的地基承载力特征值(kPa)；b——刃脚踏面宽度(m)；B——刃脚宽度(m)。

沉井计算书范文项目：沉井计算井别：水平井井深：3000米井眼直径：8.5英寸钻井液密度：1.1 g/cm³钻井液粘度：30cP沉井剂密度：2.6 g/cm³沉井剂用量：30 kg/m³井眼直径与钻井液切割速度的关系：井眼直径（英寸）切割速度（m/h）677108148.51691910241.计算沉井液性质：钻井液密度= 1.1 g/cm³钻井液粘度=30cP2.计算切割速度：由于井眼直径为8.5英寸，其切割速度为16m/h。

3.计算溢流速度：溢流速度=钻井液泵入速度-钻井液循环速度由于钻井液泵入速度和钻井液循环速度始终保持一致，所以溢流速度为0。

4.计算沉井剂用量：沉井剂用量= 30 kg/m³5.计算沉井剂浓度：沉井剂浓度=(沉井剂用量/计算液体总体积)*100%计算液体总体积=井眼容积+井眼长度*π*(井眼半径²-井眼内径²)井眼半径=8.5/2=4.25英寸井眼内径=（井眼直径-2*沉井剂层厚度）/2沉井剂层厚度=30/(沉井剂密度-钻井液密度)沉井剂层厚度=30/(2.6-1.1)=23.08英寸井眼内径=（8.5-2*23.08）/2=-18.66英寸由于井眼内径为负数，表示沉井剂层厚度超出了井眼直径的范围。

因此沉井剂浓度无法计算。

结论：根据以上计算，沉井剂浓度无法计算。

可能的原因是沉井剂用量过高或者井眼直径不足以容纳沉井剂层。

建议：1.重新评估井眼直径和沉井剂用量，确保其符合实际需求。

2.考虑调整井眼直径，使其能够容纳所需的沉井剂层。

3.对井眼直径和沉井剂用量进行实际测试，并根据测试结果进行调整。

附注：。

1...2k d G q h u =2k d G q h u=⨯ 22k x G x q h u ⨯=⨯ 22k k x G x G x p h h⨯⨯=- 《铁路桥涵》规定（排水下沉） 沉井自重Q HA γ= A 沉井截面积；γ沉井容重 H 沉井高度 （注意铁路公路的H 和h ） 沉井计算总结（排水下沉）1. 下沉系数计算验算沉井自重是否能克服下沉时土的摩阻力，用下沉系数K 表示k R k G τ=≥1.05 R i i i u h f τ=∑当沿沉井深度土层为多种类别时，单位摩阻力可取各层土单位摩阻力标准值的加权平均值 摩阻力分布假定摩擦力从地表至5米范围内，摩阻力按直线规律由0增至最大值超过5米深度后取常数值沉井处于平衡时，下沉系数=1沉井自重=沉井沉入土中部分的摩擦力2. 沉井井壁计算沉井井壁进行竖直和水平向的内力计算① 竖直方向在沉井的下沉工程中，当沉井被周围土体嵌固而刃脚下的土已经被掏空时，应验算井壁接缝处的竖向抗拉强度接缝处：混凝土不承受拉应力，而由接缝处的钢筋承受，此时钢筋的抗拉安全系数可取1.25同时必须验算钢筋的锚固长度。

等截面井壁验算井壁摩阻力可假定沿沉井全高按倒三角形分布，刃脚底面处为0，在地面处为最大，此时最危险的截面在沉井入土深度的1/2处。

最大竖向拉力为沉井全部自重的1/4沉井自重 u ：沉井的周长作用河床表面处的井壁上的单位摩阻力 作用距刃脚底面x 高度处井壁上的单位摩阻力x q井壁任意x 处的拉力 最大拉力max 244k k kG G G p =-=台阶形井壁验算123412k k k k d G G G G q h u +++=⨯⨯ 作用河床表面处的井壁上的单位摩阻力 ()12342k k k k d GG G G q h u +++=⨯作用距刃脚底面x 高度处井壁上的单位摩阻力x qx d xq q h =⨯井壁任意x 处的拉力12x x x P G u q x =-⨯⨯对台阶形井壁，每段井壁都应进行拉力计算，然后取大值。

沉井下沉计算
1、沉井自重计算
混凝土重及其他附属结构重；
2、摩阻力计算
f摩=μA
A为井外壁面积，μ为摩擦阻力（外壁注浆μ为7KN/M2）；
3、刃脚反力计算
R反=[f]×S
[f]为地基容许承载力，S为刃脚底面积；
4、沉井所受浮力
F浮=V×μ水
V为沉井排开水体积，μ水为水的容重；
5、下沉验算
当沉井处于下沉阶段，井内土体挖至刃脚以下，此时R反=0。

则下沉系数K下（G-F浮）/f摩﹥1.15（给排水手册规定），满足下沉要求。

当沉井处于下沉到位时，由于停止挖土，刃脚底面土体成稳定状态，此时R反=[f]×S，
则稳定系数K稳 =G/（f摩＋R反＋F浮）﹤1，满足终沉阶段稳定要求。

6、沉井抗浮计算
封底完成后，K浮=（G总＋f摩）/ F浮﹥1.1（给排水手册规定）,满足抗浮要求。

矩形沉井计算（工作井）★工程概况★沉井参数(节段编号由地面向上)下沉系数k st =(∑G ik -∑F fw.k )/∑F fk ＝1.42≥1.05k st = 1.20★沉井下沉稳定计算基底极限承载力(kpa)：σbi =150.00基底反力(kN)：R b ＝2945.24稳定系数k st,s ＝(∑G ik -∑F fw.k)/(∑F fk +R b )＝0.67≤0.90稳定系数满足要求。

.★沉井抗浮计算抗浮系数k st =(∑G ik +G d )/∑F bfw.k底板面积(m 2):A=26.00地板厚度(m):t=0.65底板重力(kN):G d =422.50沉井重力∑G ik ＝4400.00基底浮力∑Fbfw.k ＝1050.00矩形沉井计算工程名称：东门水厂管道改造工程。

根据使用要求,沉井平面设计为矩形,平面尺寸为6m×4m，高度为16m。

沉井采用三次制作，第一节制作高度为6m，第二节制作高度为5m。

k st= 4.59≥ 1.00抗浮系数满足要求。

★沉井施工阶段井壁竖向抗拉计算本工程地基为均匀软土地基，沉井下沉系数较大,可不进行竖向拉断计算。

配筋按构造配筋即可配12mm@100mm沉井结构强度计算★沉井定位支撑条件下的井壁计算Array◆内力计算沉井净长l＝ 6.50(m)沉井净宽b= 4.00(m)井壁厚度t＝0.50(m)节段高度h= 6.00(m)支撑布置如右图，计算得到效应为：跨中最大弯矩Mo=26.25(kN.m)支座弯矩Ms＝-198.83 (kN.m)◆配筋计算按深梁进行配筋（参照《混凝土结构设计规范》GB20010-2002）深梁计算跨度l o＝0.7*l o= 4.90(m)深梁高h= 6.00(m)l o/h=0.82≤ 2.50按深梁计算截面b＝t＝0.50(m)砼等级----C25h o＝0.9h= 5.40(m)砼抗压强度设计值f c＝11.90(MPa)跨中最大组合弯矩M o=31.50(kN.m)受压区x＝1.08(x<0.2h o 时，取0.2ho）内力臂z＝(0.8+0.04*l o/h)(h o-0.5x)= 2.94(m)(l o<="">取HRB400直径20.00mm 2.00根支座组合弯矩Ms＝-238.60 (kN.m)受压区x＝1.08(x<0.2ho时，取0.2ho）内力臂z＝(0.8+0.04*lo/h)(ho-0.5x)= 2.94(m)(lo<=""> 取HRB400直径16.00mm 2.00根由于剪力和扭矩均较小，垂直钢筋按其他工况配置。

沉井砂垫层及枕木计算案例下面咱就来一个沉井砂垫层及枕木计算的案例。

一、工程背景。

想象一下，我们要建一个沉井，这个沉井就像一个超级大的盒子，要稳稳地坐在地底下。

这个沉井的底面直径是8米（咱就随便举个例子哈），井壁厚度是0.8米。

二、砂垫层计算。

1. 首先呢，我们得知道砂垫层是干啥的。

砂垫层就像是给沉井铺的一个软乎乎的床垫，让沉井能够均匀受力，不至于陷到土里去或者歪掉。

2. 砂垫层的宽度确定。

按照经验或者规范（这里假设规范要求砂垫层超出沉井底面边缘0.5米），那砂垫层的直径就是沉井底面直径加上两边超出的部分，也就是8 + 0.5×2 = 9米。

3. 砂垫层的厚度计算。

这个厚度可不能随便定。

我们要考虑沉井的重量、地基的承载能力这些因素。

假设经过计算，我们的地基土比较软，需要砂垫层厚0.6米才能满足要求。

那砂垫层的体积怎么算呢？咱们就把它当成一个圆柱体来算（因为它大致是这个形状）。

体积公式是V = πr²h，这里半径r = 9÷2 = 4.5米，高度h = 0.6米。

那V = 3.14×4.5²×0.6≈38.15立方米。

这就是我们需要的砂垫层的体积啦。

如果我们要去买砂，就可以根据这个体积去算要买多少砂。

三、枕木计算。

1. 枕木的作用就像是给沉井再加上一层更硬的支撑，在砂垫层上面放着，然后沉井就坐在枕木上。

2. 枕木的间距假设。

我们假设枕木是沿着沉井底面的圆周方向均匀布置的。

为了让沉井受力均匀，我们把枕木的间距设为0.3米（这个间距也是根据经验和工程要求来的）。

3. 枕木数量计算。

先算沉井底面的周长，公式是C = πd，这里d是沉井底面直径加上两边枕木超出沉井边缘的部分（假设每边超出0.1米），也就是8+0.1×2 = 8.2米。

那C =3.14×8.2≈25.75米。

枕木数量 = 周长÷间距 = 25.75÷0.3≈86根（这里我们取整数，因为枕木数量肯定是整数啦）。

圆形沉井基础设计示例一、设计资料某公路桥为预应力钢筋混凝土剪支梁桥，其2号墩为圆形实体墩，墩底设计高程为13.29m，基础拟采用钢筋混凝土沉井基础。

墩址处河床高程为15.30m，河流最低水位16.10m，施工时的水位17.00m。

河床一般冲刷线高程为13.80m，局部冲刷线高程10.60m。

墩址处各土层资料见表1.表3.1 各土层主要参数表沉井材料为钢筋混凝土，除底节与顶盖混凝土等级为C20外，其余均为C15.沉井沉至设计高程后，以水下混凝土封底，井孔填以砂石，顶盖为厚1.5m的钢筋混凝土板。

按《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63—2007）、《公路圬工桥涵设计规范》（JTG D61—2004）及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）等设计计算。

二、初步设计（1）沉井高度根据墩底高程要求，沉井顶部高程为13.29m。

①按水文条件：局部冲刷深度15.3010.60 4.70'=-=，而根据规定大、中h m桥基础埋深应≥2.0m，故沉井所需高度为：=+=H m4.72 6.70()然而，若按此深度，沉井底部将位于砂土层内，而该层从其力学性能指标来看，并非理想地基持力层。

②按地质条件：因风化页岩及其底下的页岩力学性能好，故井底最好嵌入岩层中，这里将井底嵌入风化页岩0.5m，则13.29 3.290.510.5()H m =-+=③按地基承载力，沉井底面位于风化页岩层为宜。

根据以上分析，拟采用沉井高度H=10.5m ，沉井顶面标高13.29m ，沉井底面高程为2.79m 。

按施工与构造要求，将沉井分为二节施工，第一节沉井高度为5.5m ，第二节沉井高度为5.0m 。

（2）沉井平面尺寸考虑到桥墩形式，采用圆形沉井。

底节直径5.0m ，壁厚1.15m ，第二节沉井直径4.9m ，壁厚为1.10m 。

具体尺寸如图所示。

刃脚踏面宽度0.15m ，刃脚高1.40m ，则内侧倾角为：1.40arctan54.5451.00θ==>三.荷载计算（1）上部结构传递的荷载上部桥梁结构传递给墩底的荷载有多种组合，本算例中以低水位时两孔荷载作为验算对象。