沉井下沉过程中刃脚的计算

工程量计算规则一、沉井：1．沉井刃脚支设：（1）垫木支设按实际所垫刃脚中心线长度以“延长米”为单位计算；（2）砂、混凝土刃脚支设，按刃脚中心线长度乘以垫脚断面积以“m3”为单位计算。

2．沉井井壁及隔墙的厚度不同（如上薄下厚）时，可按平均厚度执行相应定额。

二、钢筋混凝土池：1．钢筋混凝土各类构件均按图示尺寸，以混凝土实体积计算，不扣除0.3m2以内的孔洞体积。

2．各类池盖中的进入孔、透气孔盖以及与盖相连接的结构，工程量合并在池盖中计算。

3．平底池的池底体积，应包括池壁下的扩大部分；池底带有斜坡时，斜坡部分应按坡底计算；锥形底应算至壁基梁底面，无壁基梁者算至锥底坡的上口。

4．池壁以设计厚度计算体积，当设计池壁上薄下厚时，以平均厚度执行相应定额。

池壁高度应自池底板面算至池盖下面。

5．无梁盖柱的柱高，应自池底上表面算至池盖的下表面，并包括柱座、柱帽的体积。

6．无梁盖应包括与池壁相连的扩大部分的体积；肋形盖应包括主、次梁及盖部分的体积；球形盖应自池壁顶面以上，包括边侧梁的体积在内。

7．沉淀池水槽，系指池壁上的环形溢水槽及纵横U形水槽，但不包括与水槽相连接的矩形梁，矩形梁可执行梁的相应项目。

三、预制混凝土构件：1．预制钢筋混凝土滤板按图示尺寸区分厚度以“10m3”计算，不扣除滤头套管所占体积。

2．除钢筋混凝土滤板外其他预制混凝土构件均按图示尺寸以“10m3”计算，不扣除0.3m2以内孔洞所占体积。

四、折板、壁板制作安装1．折板安装应区分材质，按图示尺寸以m2计算。

2．稳流板安装应区分材质，不分断面均按图示长度以“延长米”计算。

五、滤料铺设：各种滤料铺设均按设计要求的铺设平面乘以铺设厚度以“10m3”为单位计算，锰砂、铁矿石滤料以“10t”为单位计算。

六、防水工程：1．各种防水层按实铺面积，以“100m2”计算，不扣除0.3m2以内孔洞所占面积。

2．平面与立面交接处的防水层，其上卷高度超过500mm时，按立面防水层计算。

沉井刃脚高度摘要：一、沉井刃脚高度的定义与作用二、沉井刃脚高度的计算方法三、影响沉井刃脚高度的因素四、沉井刃脚高度在工程中的应用五、提高沉井刃脚高度的策略正文：一、沉井刃脚高度的定义与作用沉井刃脚高度是指沉井底部刃脚部分距离地面的高度。

它在沉井工程中起着关键作用，影响着沉井的稳定性和承载能力。

合适的沉井刃脚高度可以有效降低井壁与地层的摩擦阻力，提高沉井下沉速度和整体稳定性。

二、沉井刃脚高度的计算方法沉井刃脚高度的计算方法主要依据沉井的设计参数、地层条件以及工程需求。

常见的计算公式为：H = (G/πγ) * (1 - (D/B)^2) / 4γ其中，H表示沉井刃脚高度，G表示沉井重力，γ表示土层重度，D表示沉井直径，B表示沉井底部宽度。

三、影响沉井刃脚高度的因素1.地层条件：不同的地层对沉井刃脚高度的选取有不同的要求。

例如，在密实土层中，刃脚高度可适当减小，以降低下沉阻力；在松散土层中，刃脚高度应适当加大，以提高稳定性。

2.沉井直径和宽度：沉井直径和宽度直接影响刃脚高度的计算，较大的直径和宽度需要相应的增加刃脚高度以保证稳定性。

3.工程需求：根据工程项目的不同需求，如施工周期、成本预算等，合理调整沉井刃脚高度。

四、沉井刃脚高度在工程中的应用1.市政工程：在城市基础设施建设中，如地铁、隧道等项目，采用沉井法施工时，合理的刃脚高度可提高工程的稳定性和安全性。

2.水利工程：在水利工程中，如水电站、泵站等，利用沉井刃脚高度的优化设计，可以降低工程成本，提高运行效率。

3.地下工程：在地下工程中，如地下车库、人防工程等，合理设置沉井刃脚高度，有助于提高地下空间的利用率。

五、提高沉井刃脚高度的策略1.优化设计：根据工程实际情况，通过调整沉井直径、宽度等参数，优化刃脚高度设计，提高沉井稳定性。

2.加强地基处理：对地基进行加固处理，提高地基承载力，从而降低刃脚高度的要求。

3.采用新型材料：研究并应用新型材料，如高性能混凝土、复合材料等，提高沉井刃脚的抗磨损、抗冲击性能。

竖向作为悬臂梁。

h 宽的截条为计算单元，（1）竖向钢筋的计算•刃脚向外挠曲的计算（配置内侧竖向钢筋）根据此时刃脚所受的所有外力（井壁自重、井壁摩擦力、刃脚外侧水土压力、刃脚踏面土反力、刃脚斜面土反力），计算出刃脚根部截面（悬臂梁固端）的轴力N 、剪力Q 、力矩M 。

然后按悬臂梁方法计算内力，从而确定刃脚内侧的竖向钢筋。

最不利情况是：刃脚斜面上土反力最大，而井壁外的水土压力最小。

按悬臂梁计算计算工况——沉井已下沉全部深度的一半，并且已接高其余各节井壁，或当采用分节浇筑一次下沉的起始下沉时，并假定刃脚内侧切入土中深度约1.0m。

此时刃脚斜面上土向外横推力产生向外弯矩最大。

计算方法：•刃脚向内挠曲的计算（配置外侧竖向钢筋）此时刃脚下土已挖空，刃脚踏面斜面土反力为零，只需根据刃脚所受的外力(井壁自重、井壁摩擦力、刃脚外侧水土压力乘以分配系数 ），计算出刃脚根部截面（悬臂梁固端）的轴力N 、剪力Q 、力矩M 。

然后按悬臂梁方法计算内力，从而确定刃脚外侧的竖向钢筋。

计算工况——沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇筑封底混凝土。

最不利情况是：刃脚斜面上土反力最小，而井壁外的水土压力最大。

计算方法：（2）水平向钢筋的计算最不利工况——沉井已下沉至设计标高，刃脚下土已挖空，但还未封底。

将刃脚外侧水土压力乘以分配系数 ，作为水平框架上的外力，求出框架的弯矩和轴力，从而确定刃脚所需的水平钢筋用量。

* 此框架截面在竖直方向的位置，为刃脚受水平力的作用点高度处。

按水平框架计算计算方法：常见的沉井水平框架的受力情况——单孔矩形框架受力（a=b时）单孔圆端形框架受力（L=r时）双孔矩形框架受力（a=b时）双孔圆端形框架受力圆形框架受力。

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。

沉井计算书一、下沉验算1、沉井自重G k=[3.14×（5.52－4.52）×10.75÷4－（0.55＋0.7）×0.15×3.14×2.325×2÷2－0.35×0.5×3.14×2.45×2÷2＋0.15×2.3×3.14×2.8×2]×25＋0.15×8.1×3.14×2.8×2×18=85.56×25＋21.36×18=2523.56KN2、井壁摩阻力f Ka=（1.2×10＋2.6×8＋2.8×25＋3.8×20）÷（1.2＋2.6＋2.8＋3.8）=17.19Kpa摩阻力F fK=（2.5＋3.2）×3.14×5.5×f Ka×2÷3＋f Ka×2.3×3.14×5.8 =1128.11＋720.05=1848.16KN下沉过程中的水的浮托力F fw.K=（85.56－3.53）×10=820.3KNK St=（G k－F fw.K）÷F Fk=（2523.56－820.3）÷1848.16=0.92下沉验算不符合要求。

二、外力计算按重液地压公式计算：P W＋E=13h=13×11.4=148.2 KpaP W=10×10.75=107.5 Kpa三、结构内力计算及配筋1、计算截面所在土层的内摩擦角θ=13.4。

则θA=θ＋5=18.4。

；θB=θ－5=8.4。

；tg2（45。

－θA/2）=0.520；tg2（45。

－θB/2）=0.745；m=0.745/0.520=1.43；m－1=0.43 考虑井内水压：压力差：P A=（13×9.8－91.5）=35.9KpaN A=35.9×1.27×2.65×（1＋0.785×0.43）=161.63KN：N B=P A r c（1＋0.5×0.43）=146.80KNM A=-0.1488 P A r c2W‘=-0.1488×35.9×1.27×2.652×0.43=-20.48KN·M M B=-0.1366 P A r c2W‘=-0.1366×35.9×1.27×2.652×0.43=-18.81KN·M 不考虑井内水压：P A=127.4×1.27=161.80KpaN A=161.80×2.65×（1＋0.785×0.43）=573.6KN：N B=P A r c（1＋0.5×0.43）=520.96KNM A=-0.1488 P A r c2W‘=-0.1488×161.80×2.652×0.43=-72.70KN·MM B=-0.1366 P A r c2W‘=-0.1366×161.80×2.652×0.43=-66.7KN·M 按内力：M A=-72.70 KN·M；N A=573.6KN计算配筋。

给排水工程沉井刃脚设计《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS137—20o2)是我国第一本有关沉井设计的规范标准，颁布实施以来受到欢迎，对市政工程建设做出了贡献。

应中国工程建设标准化协会要求，本规程将修编后再版。

新版规程将在刃脚构造、刃脚设计和圆形沉井水平钢筋计算等方面吸纳技术发展的新成果，本文是规程修编研究的文章之一。

1沉井刃脚的功能沉井借助刃脚切土下沉，如果沉井不设刃脚，沉井就不可能下沉。

所以刃脚是沉井不可缺少的重要部件。

沉井下沉施工时，用挖土机械或人工在沉井内侧和在刃脚下面取土下沉。

刃脚就是种刀口，在刃脚及上部的沉井自重作用下切土，刃脚的构造因土质不同而有一定变化。

2刃脚的构造和尺寸计算2．1踏面宽度计算刃脚的踏面宽度随沉井下沉处土质的软硬程度不同应有所不同。

在硬土中下沉，踏面宽度应当小些，否则下沉切土阻力过大；下沉不太困难时，踏面宽度则应宽些，以增大下沉阻力，避免下沉速度过快。

踏面宽度计算公式建议如下：时，踏面宽度则应宽些，以增大下沉阻力，避免下沉速度过快。

踏面宽度计算公式建议如下：从公式(2)可以得出，当a角较小时，沉井下沉时刃脚与土接触面宽度增加速度很快，下沉阻力必须增加很多。

2．2角大小涉及下沉作业安全性如果a角太缓(a角小)，并且(t—c)大于挖掘人员的立足尺寸，在沉井发生意外突沉时，就可能把挖掘人员带人土中，造成人身伤亡事故。

沉井下沉时，刃脚斜面上有一个向下作用，同时也有一个向水平的推动作用。

倾角较陡时(a角大)水平作用大，可把作业人向井内推出刃脚范围。

钢筋混凝土沉井设计规程推荐刃脚斜面倾角取60。

，一般不应小于5O。

3．刃脚上面平直段长度的确定刃脚上的平直段不可缺少，它是沉井底板与沉井井壁连接时的支点和抗剪构造的要求，平直段的长度通常不小于300ram。

沉井底板底至基坑面的尺寸b，就是沉井封底混凝土的计算厚度，采用水下封底时，b值就大，如果采用于封底b值就小，这种情况a值可由于封底构造来决定。

县府路、虹桥路改造工程沉井专项施工方案计算书编制人：复核人：审核人：批准人：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/R1-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）R1—砂垫层的承载力设计值一般为100~200KN/m2，在此取100 KN/m2b—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=25.5×25/20=31.875 KN/mh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1m 的单元体验算，各层地基承载力按照设计值控制。

计算公式为：G/(ι+hs)≤fa得hs≥G/fa-ι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）ι—刃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+2h tanθ式中：b—混凝土垫层底面宽度（m）h—砂垫层厚度（m）θ—砂垫层压力扩散角，在此取22.5°对800mm厚外池壁B≥1.5＋2×1.5×0.414=2.742m对600mm厚内池壁B≥1.2＋2×0.1×0.414=1.283m（刃脚高低差部分）对500mm厚内池壁B≥1.2＋2×0.7×0.414=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×tan θ即可。

什么是刃脚沉井刃脚反力计算公式是什么最什么是刃脚|沉井刃脚反力计算公式是什么?最好有相关的论文提供,贡献出所有积分悬赏2011年10月18日需要提供“调压井”下沉过程中的刃脚反力计算公式和相关的文献,谢谢引言岩石力学认为:所谓地压是泛指在岩体中存在的力,它既包含原岩对围岩的作用力,围岩间的相互作用力,又包含围岩对支架的作用力。

当围岩的次生应力不超过其弹性极限时,地压可全部由围岩来承担,井巷可不加支护在一定时期内维持稳定;当次生应力超过围岩强度极限时,为保持井巷稳定,必须架设支架,这时,地压是由围岩和支架共同承受。

为此,把围岩因变形移动和冒落岩块作用在支架上的压力称为狭义地压;而将岩体内部原岩作用于围岩和支架上的压力称为广义地压。

就地下工程而言,主要研究狭义地压。

若在竖井(垂直巷道)中,由于井帮发生破坏,使井筒(支架)受压,这种岩土压力和水压(有水时)所形成的压力,即为竖井地压。

1、竖井地压1.1竖井散体(松动)地压的计算当竖井在表土层或竖井井帮岩石破碎时,井筒井壁周围将产生散体(松动)地压,对于该地压的计算公式有多个,目前“竖井设计中散体(松动)地压的计算广泛使用平面挡土墙公式和圆锥挡土墙计算法”〔1〕。

平面挡土墙计算法的实质是把表土或破碎的围岩视作无凝聚力的松散体,将井壁视为平面挡土墙,作用在井筒井壁上的地压为主动土压力。

圆锥挡土墙计算法中,竖井井壁是个圆柱面,当土体(或破碎岩体)向内滑移时,井壁周围岩土体形成空心圆锥体,按空间轴对称问题求得计算公式。

它们的计算假设和依据都是基于:1.在讨论竖井围岩的应力分布时,把井筒看作是一个半无限体的垂直孔。

2.竖井井筒(支架)是固定直立,不会移动的受力体。

3.按狭义地压的定义,把围岩因变形移动或冒落作用于支架上的压力,来计算竖井散体(松动)地压。

1.2平面挡土墙计算法的由来1.2.1普氏计算法〔6〕普洛托吉雅可洛夫(M.M.Протодьяконов)用坚固性系数f来代表岩石的性质,也即用似内摩擦系数tgΦ来代表。

沉井下沉和结构计算6.1 一般规定6.1.1 沉井井壁外侧与土层间的摩阻力及其沿井壁高度的分布图形，应根据工程地质条件、井壁外形和施工方法等，通过试验或对比积累的经验资料确定。

当无试验条件或无可靠资料时，可按下列规定确定:1 井壁外侧与土层间的单位摩阻力标准值fk，可根据土层类别按表6.1.1的规定选用。

2 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。

该值可按下式计算:3 摩阻力沿沉井井壁外侧的分布图形，当沉井井壁外侧为直壁时，可按图6.1.1-a采用；当井壁外侧为阶梯形时，可按图6.1.1-b采用。

6.1.3 当下沉系数较大，或在下沉过程中遇有软弱土层时，应根据实际情况进行沉井的下沉稳定验算，并符合下式的要求:2. 抗倾覆验算：6.1.7 靠近江、河、海岸边的沉井，应进行土体边坡在沉井荷重作用下整体滑动稳定性的验算。

6.1.8 水中浮运的沉井在浮运过程中(沉入河床前)，必须验算横向稳定性。

沉井浮体在浮运阶段的稳定倾斜角φ不得大于6°，并应满足(p-l)>0的要求。

φ角按下式计算:6.1.9 在施工阶段，井壁的竖向抗拉应按下列规定计算:1 土质较好，沉井下沉系数接近1.05时，等截面井壁的最大拉断力为:2 土质均匀的软土地基，沉井下沉系数较大(≥1.5)时，可不进行竖向拉断计算，但竖向配筋不应小于最小配筋率及使用阶段的设计要求。

3 当井壁上有预留洞时，应对孔洞削弱断面进行验算。

6.1.10 当沉井的下沉深度范围内有地下水时，对下列情况可酌情按不排水施工或部分不排水施工设计:1 在下沉度范围内的土层中存在粉土或粉细砂层，排水下沉有可能造成流砂时；2 沉井附近存在已有建筑或构筑物，降水施工可能增加其沉降或倾斜而难以采取其它有效措施时。

6.1.11 作用在底板上的反力可假定按直线分布，计算反力时不宜考虑井壁与土的摩阻力作用。

底板与井壁间，当无预留插筋连接时，应按铰接考虑；当用钢筋整体连接时，可按弹性固定考虑。

沉井工程刃角下垫层及灌砂工程量计算的探讨摘要：根据有关沉井工程的技术规范载明的计算方法，结合施工的特点和经验，通过实例分析沉井工程刃角下垫层及灌砂工程量常规计算方法，以供同行参考。

关键词：沉井、刃角、垫层、灌砂Abstract: according to the engineering specification stated open caisson, the computation method of combining the construction characteristics and experience, by the example analysis of open caisson engineering blade Angle of pad and sand filling quantity of conventional calculation method and provide the reference for colleague.Keywords: open caisson, blade Angle, cushion, sand filling一、前言沉井施工法是修筑地下工程和深埋基础工程的重要施工方法，对于从事市政专业的造价人员来说，沉井工程有两项工程量的计算常让人觉得无从下手，一是刃角下垫层的工程量计算，二是沉井下沉过程中灌砂的工程量计算。

这两项作为沉井工程施工过程中的措施项目，在施工设计图中一般没有详细的设计，往往被造价人员忽略，形成漏项。

下面就结合本地区的地质条件进行分析，探讨这两项工程量的计算方法，供有兴趣的同行参考。

二、刃角下垫层的工程量计算1、垫层的作用及受力分析沉井制作时，为解决地基承载力的不足，现普遍采用垫层法。

垫层主要承受面层传来的荷载，并将此荷载均匀地传给结构层或基层。

就本地的地质条件而言，往往采用在刃角下设素砼垫层和砂垫层，逐层扩大。

沉井的重力经素砼垫层作用到砂垫层，再经砂垫层扩散后作用到天然地基上（见图一）。

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。

竖向作为悬臂梁。

h 宽的截条为计算单元，（1）竖向钢筋的计算•刃脚向外挠曲的计算（配置内侧竖向钢筋）根据此时刃脚所受的所有外力（井壁自重、井壁摩擦力、刃脚外侧水土压力、刃脚踏面土反力、刃脚斜面土反力），计算出刃脚根部截面（悬臂梁固端）的轴力N 、剪力Q 、力矩M 。

然后按悬臂梁方法计算内力，从而确定刃脚内侧的竖向钢筋。

最不利情况是：刃脚斜面上土反力最大，而井壁外的水土压力最小。

按悬臂梁计算计算工况——沉井已下沉全部深度的一半，并且已接高其余各节井壁，或当采用分节浇筑一次下沉的起始下沉时，并假定刃脚内侧切入土中深度约1.0m。

此时刃脚斜面上土向外横推力产生向外弯矩最大。

计算方法：•刃脚向内挠曲的计算（配置外侧竖向钢筋）此时刃脚下土已挖空，刃脚踏面斜面土反力为零，只需根据刃脚所受的外力(井壁自重、井壁摩擦力、刃脚外侧水土压力乘以分配系数 ），计算出刃脚根部截面（悬臂梁固端）的轴力N 、剪力Q 、力矩M 。

然后按悬臂梁方法计算内力，从而确定刃脚外侧的竖向钢筋。

计算工况——沉井已下沉至设计标高，刃脚下的土已挖空而尚未浇筑封底混凝土。

最不利情况是：刃脚斜面上土反力最小，而井壁外的水土压力最大。

计算方法：（2）水平向钢筋的计算最不利工况——沉井已下沉至设计标高，刃脚下土已挖空，但还未封底。

将刃脚外侧水土压力乘以分配系数 ，作为水平框架上的外力，求出框架的弯矩和轴力，从而确定刃脚所需的水平钢筋用量。

* 此框架截面在竖直方向的位置，为刃脚受水平力的作用点高度处。

按水平框架计算计算方法：常见的沉井水平框架的受力情况——单孔矩形框架受力（a=b时）单孔圆端形框架受力（L=r时）双孔矩形框架受力（a=b时）双孔圆端形框架受力圆形框架受力。

工作井、接收井、沉井、顶管、模板计算书一、工作井尺寸设计根据《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008第10.4节要求，对比公式①L≥L1+L3+k（10.4.1）②L≥L2+L3+L4+k（10.4.2）结果，取最大值来确定工作井尺寸。

L—工作井的最小内净长度（m）L1—顶管机下井时最小长度，取2.3mL2—下井管节长度为钢筋砼管，取2.5mL3—千斤顶长度，取2.0mL4—留在井内的管道最小长度，取0.5mk—后座和顶铁的厚度及安装富余量取0.8m计算①L=L1+L3+k=2.3+2.0+0.8=5.1m计算②L=L2+L3+L4+k=2.5+2.0+0.5+0.8=5.8m结论：综上所述L取最大值5.8m，即设计工作井最小净宽度为5.8m，本工程设计工作井内径为6.0m，符合规范要求。

二、接收井尺寸设计根据《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-2008第11.2节要求，接收井的最小内净长度应满足顶管机在井内拆除和吊出的需求，接收井内最小宽度应按公式B=D1+2*1000计算。

B—接收井内净最小宽度（mm）D1—顶管机外径（mm）计算B=D1+2*1000=980+2*1000=2.98m结论：综上所述接收井内径最小宽度为2.98m，本工程设计工作井内径为4.5m，符合规范要求。

三、砂垫层厚度计算根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力，砂垫层的厚度按下式计算：（本工程1层素填土埋深较浅，考虑不作为沉井起沉平台，3层不在高度范围）h=(G k/F d-L)/2tanΦ其中：F d—地基承载力，参照表1.5.5根据土层分别取值，2-1粉质黏土层取150kPa，2-2黏土层取200kPa；G k—第一节沉井沿井壁长度单位长度的重量标准值（kN/m），按照φ6.0m工作井计算，G k =236.7 kN/m；φ—砂垫层扩散角，≯45°，一般取φ=22.5°；h—粗砂垫层厚度；求得①2-1粉质黏土层作起沉平台h =0.638m；②2-2黏土层作起沉平台h=0.161m。

沉井制作时刃脚垫层的计算第3期(总第51期)1999年8月出版上海市政工程MunicipalEngincei~No3(Total51)August1999沉井制作时刃脚垫层的计算华国强内窖提要:本文根据沉井刃脚垫层受力作用原理,分别使用有关技术规范中载明的计算方法通过实侧进行计算从而计算出垫层所需高度及宽度,并列成表格,以供采用参考.关键词:望主三.曼星直壬墨兰竺亘查至些应力扩散作用弯度1前言大型沉井制作时,为解决地基承载力的不足,现在普遍采用垫层法.即在刃脚下设素砼垫层,素砼垫层下再设砂垫层,逐层扩大,类似扩大基础(如图1).设置垫层作为一项施工措施,往往被一些施工单位所忽视,有的单位仅作粗略的计算,也有的单位根据经验设置,因此在施工中曾发生如下情况:(1)因垫层过于单薄,地基和垫层不能承受沉井的自重而受到破坏,沉井在砼浇筑时就发生突沉,偏沉,造成钢筋砼报废并危急及相邻的建筑物和构筑物.(2)垫层偏大过厚,给拆除带来困难,并造成浪费.图1笔者前不久曾参与某大型雨水泵站施工.泵房沉井外径27.6IT1,下沉深度14.5m.因沉井距六层居民楼仅5.9m,为确保住宅楼的绝对安全,施工的每一阶段都采取了可靠的保护措施, 其中对沉井制作阶段的刃脚垫层也作了详细的检算,并对现行的计算方法进行分析比较.由zT",'此选择了较台理的施工参数,制作时沉井十分平稳,只产生了0.02白l的压缩沉降.下沉前,垫层拆除也较容易,取得了理想的效果.本文对上述的分析和计算作简要介绍,供有兴趣的同行参考.2刃脚垫层的受力分析和垫层参数从图1知道,沉井的重力经素砼垫层作用到砂垫层,再经砂垫层扩散后作用到天然地基上.分析砼垫层,砂垫层和地基的受力情况,垫层应满足以下三个条件:(1)素砼垫层直接承受沉井重力的作用,不能因受冲切和局部受压而被破坏;(2)经砼垫层扩大作用后的压力应小于砂垫层的容许承载力;(3)再经砂垫层扩散后的压力要小于天然地基的容许承载力.因此,设置垫层需要选定以下几个参数:(1)砼垫层的宽度b,厚度h及砼的等级.(2)砂垫层的宽度B,厚度H及砂垫层的密实度.3常用的二种计算方法的分析比较3.1按"市政工程施工及验收技术规程"计算现行"市政工程施工及验收技术规程"中提供的计算方法如下:砂垫层宽度与厚度根据下列公式计算B=b+2Hf1)49N/B‰H](2)砼垫层厚度可按下式计算;h:—NR/--b0(3)式中:N——井壁自重及施工荷载(kN/ m);[o]——土层容许承载力(kPa)协——砂垫层的干容重,中砂15.6～16.0kN/1223;R——砂垫层的允许承载力,一般取100kPa;B,H…bhbo字符见图1标注.笔者认为.上述计算方法有几处还需商讨: 1)砼垫层的计算中应有宽度b的计算方法2)(1)式中计算砂垫层的宽度B时,应力扩散角为45,即tg451.按上海市地基基础设计规范,砂垫层的应力扩散角可取26.34.二者相差较大.会影响计算精度.3)(3)式可演变成R=N/(bn+2h),其意为砼垫层的作用面宽度仅为+2h.显然砼垫层如不被切断,则作用面的宽度应是砼垫层的全宽b.4)砂垫层允许承载力R取100kPa,明显偏低.举例.某沉井N=250kN/m,bo=0.5m,由式(3)计算可得:h:TN/R-b0:_1.o砼垫层的厚度竞要1.0m,显然是不合理的.32Tcheng的分析计算方法根据Tcheng的分析,在砂垫层(c=025≤中≤50)上长矩形基础的承载力qo按下式计算:qo=qo"exp[067(1+B/L)~](4)式中:q——下卧层天然地基的容许承载力(kPa),即前式中[口];B——刃脚踏石或砼垫层的宽度(m).即前式中b;lid——底面下砂垫层厚度(m),即前式中H;L——lm的单位长度.常用一例:有q:100kPa;B=08m;Hd=l0m求:砂垫层的承载力qo解:将q,13,Hd,L代八(4)式q【】(】exp[067(1+【J_8/i.o1.0]=100exp[0.67×1.8×l25]100×4452kPl璺I2由一可知,容许承载力为100kPa的天然地基在设置了1.0m厚的砂垫层后,在08m宽的作用面上承载力可提高到452kPa.对照垫层的受力分析以及砂垫层的承载能力,笔者觉得上举的该例有些欠妥,问题是砂垫层自身的容许承载力能否达到452kPa.据建筑施工手册提供的试验资料,砂垫层的允许承载力和密实程度的关系如表1.笔者认为,可选择适当qo,利用Tcheng的计算方法,反算砼宽度B或砂垫层的厚度Hd,也可利用来验算垫层的各项参数.表1砂垫层的允许载力和密实程度砂垫层孔隙比小型贯人仪砂垫层容许密实程度锤击敬承戴力R(kPa)近似中密0878接近中密0.77中密0.70l0l80中密064l1200密实058l2220密实054l3240峦宴0502604计算实例某雨水泵房圆形沉井,外径27.6m,高12.4m,壁厚0.8m.沉井分三次浇筑,一次下沉井壁自重加施工荷载N=kN/m,刃脚踏面宽bo=0.5m,地基容许承载力[dJ-100kPa.4.1计算砼垫层的最小宽度bnfin荷载N确保后,bmin就与砂垫层的容许承载力R有关.根据现场的施工条件,砂垫层密实程度很容易达到"接近中密",从表一知R可达到150kPa,为保险起见,R取作140kPa.则有:n=N/R=25o/l4o1.8嘶14.2计算砂垫层的厚度H砂垫层的厚度应满足经下关系式:N/(b+2HtgⅡ)+7砂H≤[d】式中:Ⅱ——砂垫层的应力扩散角,取26.34; 7砂——砂垫层的干容量,取15.8kN/z~将已知数据代人(5)式:25O/(b+2Htg26.34)+15.踟≤100整理后得:15.8砰一(100—15.8b)H+250—100b≤0(6)用bⅡdn=1.8代人(6)中的b,并解之可得:1.43≤H≤3.1(hn再分别用1.90m,2.00m,2.10m,2.20m代人(6) 式中b,分别解得:b=1.90m,1.16m≤H≤3.27m;b=2.00m,0.93m~&lt;H≤3.40m;b=2.10m,0.72m~&lt;H≤3.51m;b=2.20m,0.53m~&lt;H≤3.60m;由上可知,砼垫层的宽度越宽,则砂垫层的厚度可相应减薄.4.3计算砂垫层的宽度B可用下式分别计算不同b值时的砂垫层宽度:表2砂垫层宽度的计算结果b(m)H(m)B(m】1.舯143—3.10≥3.231.90I.16'3.27≥3.062.000.93—3.40≥2.932.100.72～3.51≥2.822.2D053—3.60≥2.73B=b2H'tg26.34计算结果列表2:4.4计算砼垫层的厚度h由混凝土结构设计规范(GBJ10—89),素砼垫层受冲切承载力可按下式计算(图3):图3Fe≤0.6fct?bm?h(8)式中:Fe——局部荷载设计值,Fe=Ps?A(kN): bnr_一lm的单位长度;fcr一素砼抗拉强度设计值(N/Tm): Ps——基底单位面积上的土反力,Ps:N(kPa)UA——冲切荷载计算面积,图中阴影ABCD 的面积();(8)式也可写成:_h)?bm&lt;~0.6fcl转换后:h≥bm?h(9)(10)砼的等级选用C20,其轴心抗拉强度设计值ft=1.1N/nm~,则fcl=0,66N/~.将N=250kN/m,bo=0.5m和fcl代人(10)式,整理后得:'≥面250b-125h(11)≥LlJJ用不同的h代人,分别计算可得表3表3b(m)1.80『1.90l2.00f2.10j2.20h(m)o.169l0l175f0.180f0185f01905l暮班4.5计算成果的整理和垫层参数的选用.计算结果整理如表4:表4砂垫层b.h.BH计算结果值砂垫层宽度砂垫层厚度砼垫层宽度砼垫层厚度b(in)h)B(m)H(M)1.800.1≥3.231.43—3.101.900.175≥3.061.16—3.z72.∞0.180≥2.930.93—3.402100.185≥2820.72—3.5122o019o≥2730一360表内五组参数都符合垫层和地基的强度要求,选用时主要考虑以下三方面的影响:(1)经济比较;表中反映,相反大的砼垫层可大量减少砂垫层的数量;(2)施工中的不利因素,要保证砼的等级和砂垫层的密实程度,以及垫层的有效尺寸; (3)便于施工,主要是下沉前垫层的拆除和基槽的开挖.本实例实际采用的垫层参数如下:砼垫层:C20;厚h=0.190m~宽b=2.10m.砂垫层:R=140kPa;厚H=0.75m;宽B=2,90m.4.6.1利用Tcheng的分析计算公式验算地基承载力由(4)式可得:n式中:B=2.1m;Hd=0.75m:qo=N/b=250/2.1=119.05kPa;L=lm,则:119.05119.05中面:56.7kPa&lt;[d]:100kPa4.6.2砼垫层抗拉冲切的验算{局部受压的验算略式可得:N≤上c13由(9)式可得:≤!()将已知数据代人(13),得:52:堡t::一.Q:!.Q:b—bo一2h一2.10…0502×019=259.02)N=2如KN/m(3)砂垫层承载力的计算N/'b=250/2.10=】l9.05&lt;R=14OkP且5制表及选用5.1笔者认为垫层计算过程比较繁琐,但并不复杂.荷载N与垫层各参数的关系有如图4.为方便选用,可按不同的荷载N,刃脚踏面宽b0 和地基承载力[a]制成表式,上海地区沉井制作时持力层的地基承载力【d]一般为100kPa, 也有少部分为90kPa.笔者分别制表5,表6 H—j/3}5.2表5中对应不同的荷载N均有3组数据可选择,在保证强度,便于施工的条件下可选择比较经济的一组数据.表6为[d】=90kPa时的推荐数据.考虑到施工中的不利因素,必须保证垫层的有效尺寸,应适当放大,并在必要的验算后下式使用.5.3如施工条件允许,在沉井自重过大时,可考虑采用沉井多次浇筑,多次下沉的方法来减少荷载,缩小垫层.6结束语1)上述计算分析表明,沉井制作时垫层各参数中砼垫层宽度的验算是必不可少的,其取决于沉井荷载和垫层的允许承载力.砼垫层的厚度则全取于自身的承载能力.2)砂垫层的宽度应能保证持力层上的荷载不大于土体的允许承载力.取相对宽的砼垫层能减少砂垫层的厚度,在经济上和施工操作上都较为有利.3)现场施工条件下,砂垫层的允许承载力不宜设定过高,施工中应按规范要求分层洒水夯实,检测手段可用环刀法和钢筋插^法.表5[a]=100kPa垫层参数选用表N(kNh(m)b(m)B≥(m)Hfm))aO|l0b-=045h=O500l10101.53O1]一4帅0l10101.500l10110101.O玎一4660】20111.63Ol3—4.690l201】1.600】3O43—440】.60013012014014O血一4.I1015014045—4170150I5O.1403o一422016Ol50l5253083—3.鲫017Ol60I5245065—388N(b(m)b()B≥(m】Hcm)1bD=O.4.bn=0.45bn=O卯0.16048～395090～353240070—36.10190l&amp;0.5l一322l0O∞097～32626.0lg295075—33BO2】0.如054—3.蛐336l06～228oO22O.扎32】0.23O扎309059～3.24O2402337】】2l～26B300024024089～2B42.70O25024063～299表中:砼垫层C20.什=1.1N/m.砼垫层R=140kPa.Y酚=15.8lcN/m 表6[口l;90kPa垫层参数选用表N(/bh(m1B≥H(m)m)(m)(m】h0=040bo=0501500.1lOl0039—39116.15012042—3780132.26066—343015O.152.57077～3130.18067—2020Ol908l～259022O220.68—241024024】680B8—2m300】.10凹026O26】80表中:砼垫层C20,ft=11N/m,砂垫层R=1,tO~Pa.y砂="/5.8I(N4)经常施工沉井的单位,建议组织技术人员对不同的荷载,地基承载力和刃脚踏面宽度按自已选用的砼强度,砂子容量,砂垫层密实度进行计算,制成表式以供选用.参考文献:(1)上海市市政工程管理局:《市政工程施工厦验收技术~)1993;"地下_工程";(2)上海市市政工程管理局:《软土市政地下工程施I技术手~)199o;沉井";(3)刘建航,徭学渊等:《基玩工程手册》1996;"沉井工程设计与施工";(4)国家建筑工程总局:(建筑施工手册&gt;1986}"地基与基础_工程";(5)上海市民用建筑设计院:(地基基础设计规范&gt;;上海标准DB丁8—11—89;(6)混凝土结构设计规范:GBJIO一89 53。

沉井刃脚高度一、沉井刃脚高度的定义与作用沉井刃脚高度是指沉井底部刃脚部分距离地面的高度。

它在沉井工程中起着关键作用，影响着沉井的稳定性和承载能力。

合适的沉井刃脚高度可以确保沉井在地下水位变化、土层变形等情况下保持稳定。

二、沉井刃脚高度的计算方法沉井刃脚高度的计算方法主要包括以下几个方面：1.根据地质条件、地下水位、土层性质等，确定沉井刃脚的形状和尺寸。

2.依据沉井底部承受的荷载，计算出刃脚部位的应力分布。

3.根据应力分布和土层的抗压强度，确定刃脚高度。

4.考虑地下水位变化对沉井稳定性的影响，适当调整刃脚高度。

三、影响沉井刃脚高度的因素1.地质条件：不同的地质条件对沉井刃脚高度的确定有直接影响。

例如，在软弱土层中，刃脚高度可以适当减小；而在坚硬土层中，刃脚高度需要较大。

2.地下水位：地下水位的高低和变化对沉井刃脚高度的计算有重要意义。

在地下水位较高的情况下，需要加大刃脚高度以确保沉井稳定性。

3.荷载分布：沉井底部承受的荷载分布对刃脚高度的确定有较大影响。

不均匀荷载分布可能导致沉井刃脚高度的调整。

四、沉井刃脚高度在工程中的应用在实际工程中，合理的沉井刃脚高度可以提高沉井的稳定性和承载能力，保证工程的顺利进行。

例如，在深基坑施工中，适当加大刃脚高度可以有效防止基坑坍塌；在桥梁基础工程中，合理调整刃脚高度可以提高桥梁的抗倾覆能力。

五、提高沉井刃脚高度的施工技巧1.加强地质勘察：深入了解地质条件，为刃脚高度的确定提供可靠依据。

2.优化刃脚设计：根据地质条件和荷载分布，优化刃脚形状和尺寸，提高承载能力。

3.控制施工过程：在施工过程中，严格控制沉井的下沉速度和刃脚部位的土方开挖速度，确保沉井稳定性。

4.监测与调整：在施工过程中，加强对沉井稳定性的监测，如发现异常情况，及时调整刃脚高度。

通过以上五个方面的介绍，我们可以看到沉井刃脚高度在工程中的重要性。

附录Q 沉井下沉过程中刃脚的计算Q.0.1沉井刃脚抗弯承载能力验算可分别采用悬臂梁和框架结构模型进行。

Q.0.2刃脚作为向外弯曲的悬臂梁进行承载能力验算时，其作用力可按下列规定计算（图Q.0.2-1、图Q.0.2-2）：1假定刃脚内侧切入土中1m ，并考虑沉井在地面以上或水面以上还露出一定高度或井壁全部浇筑完成后具有外露高度。

O1图Q.0.2-1刃脚受力示意2沿刃脚周边水平方向取单位宽度，并按本规范附录P 的规定计算作用在刃脚上的侧土压力E 1’、E 2’和E’和水压力W 1’、W 2’、W’。

3作用在刃脚外侧的侧土压力和水压力的总和大于静水压力的70%时取70%的静水压力。

4沿井壁单位周长上沉井侧面的总摩阻力按下列公式计算，并取其中较小值。

T Eμ=⋅（Q.0.2-1）T q A=⋅（Q.0.2-2）式中:T —沿井壁单位周长上沉井侧面的总摩阻力（kN/m ）；μ—摩擦系数，tan μϕ=；ϕ—土的内摩擦角，一般取tan 0.5ϕ=；q —土与井壁间的单位摩阻力（kPa ），按本规范表7.3.2选用；A —沉井侧面与土接触的单位宽度上的总面积（m 2），h h A =⨯=1（h 为沉井高度，以m 计）；E —作用在井壁上每m 宽度的总土压力（kN/m ）。

5刃脚底单位周长上土的竖向反力R v 按下列公式计算：V R G T =-（Q.0.2-3）式中：G —沿沉井外壁单位周长上的沉井重力（kN/m ），其值等于该高度沉井的总重除以沉井的周长；在不排水挖土下沉时，应在沉井总重中扣去淹没水中部分的浮力。

6R v 的作用点按下列规定计算（见图Q.0.2-3）：1）假定作用在刃脚斜面上的土反力的方向与斜面的法线成β角，并按三角形分布，β为土反力与刃脚斜面间的外摩擦角（一般取β=30°）。

2）作用在刃脚斜面上的土反力的垂直分力V 2按式（Q.0.2-4）计算，作用点距刃脚外壁的距离为3b a +。

给排水工程沉井刃脚设计《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS137—20o2)是我国第一本有关沉井设计的规范标准，颁布实施以来受到欢迎，对市政工程建设做出了贡献。

应中国工程建设标准化协会要求，本规程将修编后再版。

新版规程将在刃脚构造、刃脚设计和圆形沉井水平钢筋计算等方面吸纳技术发展的新成果，本文是规程修编研究的文章之一。

1沉井刃脚的功能沉井借助刃脚切土下沉，如果沉井不设刃脚，沉井就不可能下沉。

所以刃脚是沉井不可缺少的重要部件。

沉井下沉施工时，用挖土机械或人工在沉井内侧和在刃脚下面取土下沉。

刃脚就是种刀口，在刃脚及上部的沉井自重作用下切土，刃脚的构造因土质不同而有一定变化。

2刃脚的构造和尺寸计算2．1踏面宽度计算刃脚的踏面宽度随沉井下沉处土质的软硬程度不同应有所不同。

在硬土中下沉，踏面宽度应当小些，否则下沉切土阻力过大；下沉不太困难时，踏面宽度则应宽些，以增大下沉阻力，避免下沉速度过快。

踏面宽度计算公式建议如下：时，踏面宽度则应宽些，以增大下沉阻力，避免下沉速度过快。

踏面宽度计算公式建议如下：从公式(2)可以得出，当a角较小时，沉井下沉时刃脚与土接触面宽度增加速度很快，下沉阻力必须增加很多。

2．2角大小涉及下沉作业安全性如果a角太缓(a角小)，并且(t—c)大于挖掘人员的立足尺寸，在沉井发生意外突沉时，就可能把挖掘人员带人土中，造成人身伤亡事故。

沉井下沉时，刃脚斜面上有一个向下作用，同时也有一个向水平的推动作用。

倾角较陡时(a 角大)水平作用大，可把作业人向井内推出刃脚范围。

钢筋混凝土沉井设计规程推荐刃脚斜面倾角取60。

，一般不应小于5O。

3．刃脚上面平直段长度的确定刃脚上的平直段不可缺少，它是沉井底板与沉井井壁连接时的支点和抗剪构造的要求，平直段的长度通常不小于300ram。

沉井底板底至基坑面的尺寸b，就是沉井封底混凝土的计算厚度，采用水下封底时，b值就大，如果采用于封底b值就小，这种情况a值可由于封底构造来决定。