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6 沉井下沉和结构计算

6.1 一般规定

6.1.1 本规程所列摩阻力图式是传统的,如有地区的成功经验可进行调整。

6.1.2 根据工程实践经验,一般沉井多按结构自重克服摩阻力下沉。加载下沉只用于薄壁沉井,但当下沉发生困难时,也可用作临时处理措施。
    在选择沉井下沉系数时,一方面要尽可能保证依靠自重下沉,同时又要防止结构自重过大导致超沉。

6.1.3 当沉井下沉系数大于1.50或下沉过程中遇有软弱土层时,有可能会发生沉井突沉事故。如果沉井下沉稳定验算不能满足,需进行地基加固,或者考虑沉降差,按倾斜理论计算沉井内力。公式(6.1.3)中的Rb值也可按修正后的地基极限承载力采用。

6.1.4 抗浮稳定验算时不计井壁外侧土体摩阻力的作用。考虑到实际上摩阻力存在,抗浮稳定系数下限取1.00是能够保证沉井抗浮稳定要求的。如果沉井较深,宜考虑摩阻力。考虑摩阻力的抗浮系数,宜取1.15,当井外壁与土之间采用注浆措施时,则可取1.05。

6.1.5 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。封底混凝土与底板共同作用,目前尚无实例。临时用于工作井的沉井,封底后可以不另做钢筋混凝土底板。

6.1.8 本条系参考现行行业标准《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ 024的有关规定制定。

6.1.9 沉井施工阶段的竖向拉断计算,在软土地基上不必计算。

6.1.12 对软土地基上设有底梁的沉井,下沉时考虑到底梁的切土作用或利用底梁作用防止突沉措施时,应对底梁进行下沉阶段的强度验算。梁下的地基反力设计值可取地基土极限承载力。

6.1.13 封底素混凝土厚度计算公式,系按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中有关矩形截面素混凝土受弯构件承载力公式调整,推导如下:

    式中:M——变矩设计值;
          γ——截面抵抗矩塑性系数,对于矩形截面,γ取1.2~1.55,沉井封底素混凝土厚度较大,故取值γ=1.2;
          fct——素混凝土抗拉强度设计值,取fct=0.55ft,ft为混凝土轴心抗拉强度设计值。
    将各项取值代入,可得:

    考虑混凝土与泥土互相掺杂的封底附加厚度后,实际封底素混凝土厚度可按下式计算:

6.1.14 封底混凝土板边缘处剪力较大,考虑到素混凝土强度较低,平面尺寸大的板应进行冲剪验算。

6.1.16 将刃脚传来的水、土压力传至刃脚上井壁,计算此段井壁的外层水平配筋时,可以把刃脚的外层水平钢筋面积包括进去。计算内层钢筋时,不可计入凹槽和刃脚斜面部分的钢筋。传力高度范围原规程描述不够清晰,现示意如下:


图1 传力示意

6.1.18 排水法施工,井内水位降至刃脚以下,井外的最大水压已降低至零,可将原计算的水压力乘0.7系数。