沉井课程设计计算书.doc

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1、武汉工程大学环境与城市建设学院2009级土木工程专业交通土建方向基础工程课程设计计算书设计题目：沉井基础设计学生姓名：向辉学号：指导教师：苏滔11沉井基础计算书一、方案比选此次所做的是桥梁的桥墩，上部荷载较大，基础埋深比较大，采用沉井基础不仅使桥墩的整体性好，而且相对于其他的深基础也更经济，故经过比选后决定采用沉井基础。二、持力层选择1、根据工程地质资料选择持力层；由设计资料可知，沉井高度，又沉井高出地面，所以沉井埋深。根据工程地质资料持力层为灰色粘土层，沉井刃脚根部深入灰色粘土层。2、确定沉井基础的尺寸和埋深；11沉井高度，

2、又沉井高出地面，所以沉井埋深。沉井内径。底节沉井高度，外径，壁厚，刃脚踏面宽度；三、荷载计算1.上部结构荷载活载及墩身自重产生的竖向力，对沉井底面形心轴的力臂为0.5m；水平力为，对沉井底面形心轴的力臂为18.5m。2.沉井自重(伸入井壁的部分在计算井壁的自重时计算)：顶盖重封底混凝土重：井孔填粘土：刃脚与井壁重：枯水位时沉井受的浮力:11则沉井自重四、沉井基础承载力计算根据上部结构荷载及地基条件，进行基底应力验算、横向抗力验算。1，基底应力验算沉井自最高水位至井底的埋置深度为：基础宽度：底面积：井底截面抵抗拒：总竖向荷载：总

3、水平荷载：总弯矩：基础计算宽度：又，故基底边缘处得压应力可按基底位于非岩石地基上考虑，11井底地基土为粘土，根据规范可按下式计算地基容许承载力由土层资料查得：，而查规范得：。根据规范持力层在水位以下，粘土不透水，无论持力层以上土层是否透水，都取饱和重度，则因荷载组合时考虑了其它可变荷载，承载力可提高25%，即基底土容许承载力为：满足要求。1、土体横向抗力验算将上述已获得的有关计算参数代入下式，得：再按下式可得两控制位置，与处井侧水平压力根据地质资料，取土体的平均重度与平均抗剪强度指标为：平均重度平均内摩擦角11平均粘聚力修正系

4、数（上部结构静定），（因）代入数据求得土体极限横向抗力为：时，时，均满足要求，因此计算时可以考虑沉井侧面土的弹性抗力。五、沉井施工过程及强度验算1.沉井自重下沉验算此时，沉井自重只包括刃脚，井壁重：土与井壁间平均单位面积摩阻力沉井井壁所受总摩阻力排水下沉时:（满足要求）2.刃脚受力验算刃脚向外挠曲最不利的情况，按《公桥基规》建议定为刃脚下沉到中途，刃脚切入土中0.5m。刃脚悬臂作用的分配系数为：11取。（1）计算各个力值（按低水位取单位宽度计算）其中：，根据施工情况，并从安全考虑，作用在刃脚外侧的土压力为：如以净水压力的70%

5、计算：取用。刃脚摩阻力为由表查的粘土层故采用刃脚摩阻力为。单位宽沉井自重为刃脚踏面竖向反力为刃脚斜面横向力为式中取为土的内摩擦角，即故11井壁自重的作用点至刃脚根部中心轴距为刃脚踏面下反力合力刃脚斜面上反力合力的作用点距离井壁外侧为（1）各力对刃脚根部截面中心的弯矩计算刃脚斜面水平反力引起的弯矩为水平土压力引起的弯矩为反力引起的弯矩为刃脚侧面摩阻力引起的弯矩为刃脚自重引起的弯矩为总弯矩11（1）刃脚根部处的应力验算式中：由于水平剪力很小，验算时未考虑。压应力小于按受力条件不需设钢筋，可按构造要求配筋,配的钢筋。（2）刃脚向内挠

6、曲1）计算各个力值①　水压力及土压力按最高水位计算单位宽度上的水、土压力为则对刃脚根部形心轴的弯矩为②　刃脚摩阻力产生的弯矩或11取用①　刃脚自重产生的弯矩②　所有各力对刃脚根部的弯矩、轴向力及剪力2）刃脚根部截面应力验算①　弯曲应力验算②　剪应力验算计算结果表明，刃脚外侧也可按构造要求配筋,配的钢筋。③　刃脚框架计算由于，刃脚作为水平框架承受的水平力很小，故不需验算，可按构造要求配筋,配的钢筋。3、沉井井壁竖向拉力验算；井壁受拉面积为混凝土所收的拉应力为井壁内可按构造要求配筋,配的钢筋，实际上根据土质情况井壁不可能产生大的拉

7、应力。114、沉井井壁横向受力验算；1）考虑最高水位时，单位宽度井壁上的水压力2）单位宽度井壁上的土压力刃脚及刃脚根部以上井壁范围的外力3）圆形沉井所受的力无内隔墙的圆形沉井只受轴力，弯矩和剪力均为零。按纯混凝土的应力验算只需按构造要求配筋,配的钢筋。11