给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程 [附条文说明] CECS137:2015 建标库

6.3 矩形沉井

6.3.1 矩形沉井应根据其下沉前的支承情况,对井壁自重作用下竖向受力进行强度计算。沉井制作采用垫木或素混凝土支承时,计算时的不利支承点应符合下列规定:
    1 长宽比不小于1.5的小型矩形沉井,应按四点支承计算,定位支承点距端部的距离可取0.15L(图6.3.1)。


图6.3.1 矩形沉井定位支承点布置
1-沉井壁;2-定位支承点

    2 长宽比小于1.5的小型矩形沉井,定位支点宜在两个方向均按本条第1款规定设置;
    3 对于大型矩形沉井,支承点数量和尺寸可根据沉井尺寸、砂垫层厚度和持力土层的极限承载力确定。

6.3.2 矩形沉井刃脚的竖向弯曲内力计算应按第6.2.2条计算简图和有关规定外,尚应遵守本规程第6.3.3条规定。

6.3.3 矩形沉井刃脚强度计算时,可按下列规定对水平荷载进行折减:
    1 当内隔墙的底面距刃脚底面距离不大于500mm,或大于500mm且有垂直腋角时,作用于垂直悬臂部分的水平荷载应乘以折减系数α:

    当α>1时,取α=1。
    式中:l1——刃脚水平向最大计算跨度(m);
          h1——刃脚斜面垂直高度(m)。
    2 刃脚在水平方向可按闭合框架计算,作用于框架上的水平荷载应乘以折减系数β:

    式中:l2——刃脚水平向最小计算跨度(m)。

6.3.4 单孔矩形沉井作为顶管工作井时,在顶管力作用下壁板可按下列规定设计:
    1 顶管千斤顶后座尺寸宜为3m×3m(图6.3.4-1),其等效荷载在壁板上的分布高度可按下列公式计算:

    式中:b——等效荷载分布高度(mm);
          t——壁板厚度(mm);
          l0——侧壁的中心距(mm)。


图6.3.4-1 顶力后座尺寸

    2 当顶管力与刃脚底的距离,hf≥b/2时,等效荷载分布范围可按图6.3.4-2确定;

    3 当顶管力与刃脚底的距离hf<b/2时,顶管力的等效荷载分布高度可按图6.3.4-3确定。
    4 当顶管力作用在壁板中轴上时,壁板后的土抗力可按下式计算(图6.3.4-4):

    式中:qmax——壁板后土抗力分布的最大值(kN/m2);
          lb——沉井水平截面的外包尺寸(m);
          hf——顶管力至刃脚底距离(m)。


图6.3.4-4 顶管力作用在壁板中轴上的土抗力分布

6.3.5 当顶管工作井为双孔矩形沉井时,单孔顶进的土的最大抗力可按下式计算(图6.3.5):


图6.3.5 偏心顶管力作用时的土抗力分布

6.3.6 矩形沉井在顶管力作用下,后背土体的稳定性验算应满足本规程公式(6.2.8-1)的要求。Epk和Eep,k应按图6.3.6所示的土压力分布计算。


图6.3.6 矩形沉井在顶管力作用下后背土体稳定计算

6.3.7 矩形沉井底板内力宜按下列规定计算:
    1 应按钢筋混凝土底板与井壁所设凹槽或水平插筋的构造情况,确定支座条件为简支、固定或弹性固定;
    2 可假定底板反力呈直线分布;
    3 板的长边l1与短边l2之比l1/l2>2时,应按单向板计算,l1/l2≤2时应按双向板计算;
    4 设有底梁时,底板应按连续板计算。

6.3.8 壁板内力计算可按本规程第6.1.16条执行。