沉井設計培訓課件重慶鋼鐵設計研究總院(已修改)
2025-06-13 18:33 本頁面
【正文】 沉井的設計 重慶鋼鐵設計研究總院 前言 在我們的工程中經(jīng)常遇到沉井，大多用于煉鋼及軋鋼的一次沉淀池中。從前的設計一般是根據(jù)某些參考書及前人的設計實例進行的 ，統(tǒng)一性不夠完善。中國標準化協(xié)會標準 《 給水排水工程鋼筋混凝土沉井結構設計規(guī)程 》 （ CECS 137:20xx）已于 20xx年出版發(fā)行，為了讓設計人員對此有所了解，更好地進行沉井設計及方案選擇，特舉辦本次技術講座。 第一節(jié) 概述 一．定義 把不同截面形狀的井筒或箱體，按邊排土邊 下沉的方式使其沉入地下，即沉井或沉箱。 也有人把沉井稱為開口沉箱，把沉箱稱為閉口沉井。 二．沉井的特點 1．施工場地占地面積小、出土量少、成本低、 可靠性好 。 2．適用土質(zhì)范圍廣，淤泥土、砂土、粘土、礫 砂等均可施工； 3．施工深度大，最大深度可達 100m； 4．施工給周圍地層中造成的位移小，對臨近建 筑物的影響小。 三．用途 適用于地下構筑物及深基礎，如地下泵房、地 下沉淀池、地下車庫、地下料坑等。 四．沉井的組成 井壁 — 擋土、擋水，一般情況下作為永久結構 刃腳 — 切土，保證沉井下沉 隔墻 — 以永久結構的隔墻作為沉井的支撐，用以 減小計算跨度 底梁 — 在軟土土層中下沉，為防止下沉不穩(wěn)定， 起 到增加阻力的作用 沉井的形狀有矩形、圓形及橢圓形 五．沉井的施工簡介 1． 施工工序 清理場地 → 測量放線 → 開挖基坑 → 鋪設砂墊 層 、 墊木 → 制作井筒 → 設置降水井點或挖排水溝 、 集水井 → 抽取墊木 → 挖土 、 下沉 → 封底 → 澆筑底 板砼 2．開挖方式 水挖法、干挖法、中心島法 水挖法 即不排水開挖法，這種方法的特點是沉井內(nèi)、外的水位基本一致。該法適用于滲水量大的砂層等不穩(wěn)定地層，可避免排水造成的涌砂等不良現(xiàn)象。 1）抓斗法，該種方法因抓不到刃腳下方的土體， 是利用沉井自重使刃腳下方的土體崩塌而下沉。該法 使用于軟土地層，當土層強度高時，如密實的砂層，則不適用； 2）水利機械法，用高壓水槍破土，用泥漿泵通過排泥管排泥，優(yōu)點是能沖挖到刃腳斜面處的土體，缺點是沖挖范圍不易控制； 3）鉆吸法 先鉆孔松動土體，然后向孔內(nèi)射水沖挖，挖土范圍易控制。 干挖法 即排水開挖法，適用于不易發(fā)生流砂或存在卵石、孤石的情況。 排水工法簡介： 1）集水井排水法 這種方法易發(fā)生流砂現(xiàn)象，由于排水致使周圍土體壓密，給沉井下沉也帶來困難。 2）外圍排水法，這種方法是在沉井外圍設置深井，在深井中插入水泵往外抽水，使地下水位降低。 該法影響范圍大，容易造成周圍地面下沉； 3）防滲墻法 為防止因降水造成地面下沉，可在沉井外圍設置防滲墻，防滲墻以外的水不會流入井內(nèi)。 3．封底 分為干封底、濕封底兩種方式。 干封底 即通過干挖法施、井底無水的情況下進行的 封底。又分為施工底板前停止降水和施工底板后停止降水 兩種。若施工底板前停止降水則應通過計算確定封底砼厚 度（稍后介紹）。 濕封底 即通過水挖法施工、井內(nèi)有水的情況下進行的 封底。因施工底板前需將井內(nèi)的水抽干，封底砼要承受水 浮托力的作用，其厚度需經(jīng)計算確定。濕封底是通過導管 進行水下砼澆筑，類似于泥漿護壁鉆孔灌注樁或地下連續(xù) 墻。 第二節(jié) 沉井尺寸的擬定 1．據(jù)工藝要求確定沉井內(nèi)凈尺寸； 2．井頂標高，高出開挖后的地面 300mm以上。有時 頂部有現(xiàn)澆板，通常預留一段井壁與頂板同時現(xiàn)澆； 3．刃腳底標高，根據(jù)工藝標高、底板厚度及持力層來確定 ； 4．壁厚，涉及到強度、裂縫寬度、下沉系數(shù)、下沉穩(wěn)定系數(shù)、抗?jié)B、抗浮等諸多因素，需逐項落實，最終確定壁厚。有時為增大下沉系數(shù)，需做成外臺階變截面形式，以降低井壁與土的摩阻力，同時也減少了材料量；還有時為減小下沉系數(shù)，需做成內(nèi)臺階變截面形式，在不降低摩阻力的情況下降低自重，同時減少了材料量。 第三節(jié) 沉井結構上的作用及荷載分項系數(shù) 一．永久作用 1．結構自重標準值 鋼筋混凝土重度取 25kN/m3，素混凝土重度取23kN/m3 2．側(cè)向主動土壓力標準值 二．可變作用 1．地面活荷載，分為地面堆載及車輛荷載，地面堆載一般按 10kN/m2，車輛荷載根據(jù)車輛類型及及其輪壓換算成均布荷載。 2．地下水 側(cè)壁上的水壓力標準值按靜水壓力計算，根據(jù)巖土工程勘察報告取最高水位進行計算。 三．承載力極限狀態(tài)強度計算的基本組合荷載分項系數(shù) 結構自重 ，對結構有利時 ， 僅自重時 沉井內(nèi)水壓 ，對結構有利時 沉井外土壓 ，對結構有利時 地面活荷載 地下水壓力 四．正常使用極限狀態(tài)裂縫寬度的計算準永久組合準永久 值系數(shù)
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