沉井侧力和摩擦力计算

《沉井侧力和摩擦力计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、..沉井设计与计算前，必须掌握如下有关资料：Ø上部或下部构造尺寸要求和设计荷载；Ø水文和地质资料Ø拟采用的施工方法。第四节沉井侧力和摩擦力计算沉井的设计与计算内容：包括沉井作为整体深根底计算和施工过程中沉井构造强度计算。..word.zl...一、沉井作为整体深根底的设计与计算设计程序：沉井作为整体深根底设计主要是根据上部构造特点、荷载大小以及水文、地质情况，结合沉井的构造要求及施工方法，拟定出沉井的平面尺寸，埋置深度，然后进展沉井根底的计算。沉井计算分为两种情况：沉井根底埋置深度在局部冲刷线以下仅数米时：可按浅根底设计计算规定，不考虑沉井周围土体对沉井

2、的约束作用，按浅根底设计计算。当沉井埋置较深时：需要考虑根底井壁外侧土体横向弹性抗力的影响按刚性桩计算内力和土抗力，同时应考虑井壁外侧接触面摩阻力，进展地基根底的承载力、变形和稳定性分析与验算。..word.zl...图5-18井侧摩阻力分布假定沉井底部地基土总反力Rj等于该处土的承载力容许值fa与支承面积A的乘积，即：(5-2)沉井侧壁与土接触面提供的抗力，可假定井壁外侧与土的摩阻力沿深度呈梯形分布，距地面5m范围内按三角形分布，5m以下为常数，如图5-18所示，故总摩阻力为：(5-3)..word.zl...沉井根底作为整体深根底时，沉井深根底可以视

3、为刚性桩柱，即相当于“m〞法中刚性桩的条件，计算其内力和井壁外侧土抗力。根本假定条件：1.地基土作为弹性变形介质，水平向地基系数随深度成正比例增加；2.不考虑根底与土之间的粘着力和摩阻力；3.沉井根底的刚度与土的刚度之比可认为是无限大。..word.zl...(5-4)沉井根底受到墩台水平力H及偏心竖向力N作用时[图5-19a〕]，为了计算方便，可以将上述外力简化为中心荷载N和水平力H的共同作用，转变后的水平力H距离基底的作用高度l[图5-19b]为：图5-19荷载作用情况〔一〕非岩石地基上沉井根底计算..word.zl...图5-20水平及竖直

4、荷载作用下的应力分布首先，考虑沉井在水平力H作用下的情况。由于水平力的作用，沉井将围绕位于地面下z0深度处A点转动一w角〔图5-20〕，地面下深度z处沉井根底产生的水平位移Δx和土的横向抗力pzx分别为：..word.zl...(5-5)(5-6)沉井根底底面处的压应力计算，考虑基底水平面上竖向地基系数C0不变，故其压应力图形与根底竖向位移图相似，有：由上式可见，沉井井壁外侧土的横向抗力沿深度为二次抛物线变化。将深度z处水平向地基系数代入上式pzx表达式，可以得到：..word.zl...或对以上二式联立求解，可得：，可以得到：在上述公式中，有两个未知数

5、z0和ω求解，可建立如下两个平衡方程式。ΣX=0，可以得到：..word.zl...将上述z0和tanw表达式代入式〔5-5〕和式〔5-6〕，得到：(5-7)(5-8)当有竖向荷载N及水平力H同时作用时，那么基底平面边缘处的压力为离地面或局部冲刷线以下深度z处根底截面上的弯矩为：(5-10)(5-9)(5-9)(5-9)..word.zl...图5-23刃脚向外挠曲受力分析最不利位置：当沉井下沉过程中刃脚内侧切入土中深约1.0m，同时接筑完上节沉井，且沉井上部露出地面或水面约一节沉井高度时，刃脚斜面上土的抗力最大，且井壁外土、水压力最小，处于刃脚向外挠

6、曲的。1．刃脚竖向受力分析〔1〕刃脚向外挠曲的内力计算..word.zl...3〕刃脚下抵抗力的计算。刃脚下竖向反力R〔取单位宽度〕可按下式计算1)刃脚外侧土压力及水压力的合力或2〕作用在刃脚外侧单元宽度上的摩阻力T1可按以下两式计算，并取其较小者4〕刃脚〔单位宽度〕自重g为..word.zl...〔5-37〕〔5-38〕〔5-39〕式中：MR、MH、Me+w、MT、Mg分别为反力R、土压力及水压力pe+w、横向力H、刃脚底部的外侧摩阻力T1以及刃脚自重g对刃脚根部中心轴的弯矩，其中作用在刃脚局部的各水平力均应按规定考虑分配系数a。上述各式数值的正负号视

7、具体情况而定。对刃脚根部中心轴的弯矩总和值M0、竖向力N0及剪力Q，其算式为求出以上各力的数值、方向及作用点后，再算出各力..word.zl...〔四〕井壁受力计算沉井在下沉过程中，上部土层工程性能相对下部土层明显偏优时，当刃脚下土体已被挖空，沉井上部性能良好土层将提供足够侧壁摩擦力〔例如大于沉井自重〕，阻止沉井下沉，那么形成下部沉井呈悬挂状态，井壁构造就有在自重作用下被拉断的可能。沉井在下沉过程中，上部土层工程性能相对下部土层明显偏优时，当刃脚下土体已被挖空，沉井上部性能良好土层将提供足够侧壁摩擦力〔例如大于沉井自重〕，阻止沉井下沉，那么形成下部沉井呈

8、悬挂状态，井壁构造就有在自重作用下被拉断的可能。沉井在下沉过程中，上部土层工程性