标准规范下载简介
CECS137：2015给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程NA.pdfCECS 137 : 2015
总 则 (63) 材 料 (64) 结构上的作用 (65) 4. 1 作用分类和作用代表值 (65) 4. 2 永久作用标准值 (65) 4.3 可变作用标准值和准永久值系数·.. (65) 基本设计规定 (66) 5. 1 一般规定 (66) 5. 2 承载能力极限状态计算 (67) 5. 3 正常使用极限状态验算 (67) 沉井下沉和结构计算 (68) 6. 1 一般规定 (68) 6. 2 圆形沉井 (70) 6. 3 矩形沉井 (71) 构造要求 (74 ) 7. 1 一般规定 (74) 7. 2 基本构造 (74) 附录B 圆形沉并倾斜状态的内力计算 (76)
1.0.2沉井按材料分，混凝土沉井、钢筋混凝土沉井、钢板沉井、 钢壳沉井、工沉井等。本规程为给水排水工程的钢筋混凝土沉 井编制，其他行业使用的沉井和非钢筋混凝士土沉井CJT286-2008标准下载，可结合具体情 况按照本规程执行。
3.0.1干式沉井指使用阶段沉井内无水，如卧式泵泵房等； 沉并指使用阶段沉井内贮水，如集水并、进水箱等。对于部分 部分湿式的沉井，应按干式沉井考虑。
3.0.1干式沉井指使用阶段沉井内无水，如卧式泵泵房等；湿式
3.0.2水下封底混凝土设计强度等级不宜低于C20，以免厚度 大，抗渗性能过差，同时受水影响的水下混凝土强度不宜低 C20。
3.0.2水下封底混凝土设计强度等级不宜低于C20，以免厚度过
3.0.4本条依据现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计规
3.0.5当地下水或井内贮水对混凝土和钢筋有腐蚀作用时，应采 取相应的防腐措施。 3.0.7外加剂可分为减水剂、早强剂和密实剂等，可根据实际需 要选用。
3.0.9本规程未列出混凝土和钢筋的力
国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010执行。
4.1作用分类和作用代表值
4.2.1~4.2.3条文规定了沉并结构设计中各项永久作用标准1 的取值。现对沉井壁上的侧向土压力计算说明如下： 1侧向土压力按朗金理论计算：
4.3.1~4.3.5条文规定了给水排水沉并结构设计中各项可变作 用标准值的取值。对正常使用极限状态按作用效应准永久组合设 计时的准永久值系数，均根据工程实际情况或按照国家现行相关 标准做出了具体规定。对地下水标准值也做了明确规定，
态计算。 对于承载能力极限状态设计除稳定验算外，均采用以概率理 论为基础的分项系数设计表达式。
5.1.3对使用阶段应进行正常使用极限状态验算。当沉井结构
构件为轴心受拉或小偏心受拉时，因全截面处于受拉状态，裂缝贯 穿全截面，将对防渗、防漏和耐久性构成严重危害，故应按作用效 应标准组合进行抗裂度验算。当沉井结构构件为受弯或大偏心受 拉时，部分截面处于受拉，部分截面处于受压，故可按作用效应准 永久组合进行裂缝觉度验算。对直接承受竖向传功装置设备的构 件，为确保设备正常运行并满足感观要求和耐久性要求，应按准永 久组合进行变形（挠度）验算
5.1.4沉井设计应进行沉井下沉、下沉稳定性和抗浮稳定性验
算。沉并一般靠自重克服壁外侧摩阻力下沉。当自重不足时可采 取配重措施助沉。下沉系数不小于1.05时，能保证沉并顺利下 沉。当为软土地基时，下沉系数不宜太大，如下沉系数过大，可能 会发生超沉、突沉现象。下沉稳定性主要指，在下沉至设计标高 时，由于地基土承载力弱，使沉井“刹车”不止，造成超沉，影响工艺 流程。抗浮稳定主要是，在不排水下沉时，沉井已封底而底板尚未 施工，井内水已抽空时为最不利。抗浮稳定性验算的地下水位取 比阶段可能出现的最高水位。使用阶段的抗浮稳定性应采用可能 出现的最高水位进行验算。沉井的倾覆和滑移验算主要指，当沉 并位于边坡时，沉井兼做挡土结构的验算。表5.1.4中，根据工程
经验和有关标准给出的工作特征设计系数，实质是安全系数 5.1.5本条规定了沉井结构的地基计算所遵循的标准。当沉井 下沉深度不大，上部荷载较重时，应考虑验算地基承载力。当沉井 下沉较深，且并上部文没有建筑时，则不需要验算地基承载力。
经验和有关标准给出的工作特征设计系数，实质是安全系
5.2承载能力极限状态计算
5.2.1这是以概率理论为基础的极限状态设计法中承载能力设 计表达式的通式。
5.2.2对第一个可变荷载应取其标准值，对其他可变荷载均取其 组合值。同时根据现行国家标准《给水排水工程构筑物结构设计 规范》GB50069的原则，给出了具体可变荷载的分项系数和各种 工况的组合。
5.2.2对第一个可变荷载应取其标准值，对其他可变荷载均取其
5.3.1对正常使用极限状态，沉并结构构件分别按效应的标准组 合或准永久组合进行验算，以确保满足结构构件的运行要求、感观 要求，尤其是耐久性要求。
5.3.1对正常使用极限状态，沉并结构构件分别按效应的标准组
5.3.2、5.3.3
5.3.2、5.3.3对正常使用极限状态验算，按标准组合和准水人组
5.3.4、5.3.5条文列出了构件截面最大裂缝宽度限值与变形险
值。抗裂度验算与最大裂缝宽度验算的计算公式，均按现行国家 标准《给水排水工程构筑物结构设计规范》GB50069的规定执行。 沉井的刃脚不需要进行裂缝宽度验算。沉并井体施工期间的 受力，裂缝宽度可控制在不大于0.25mm。
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。
在选择沉并下沉系数时，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。
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，按倾斜理论计算沉并内力 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并壁外侧土体摩阻力的作用。
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。如果沉并较深，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。
并抗浮重量的一部分，通常的连接方式是使用插筋。封底混凝 与底板共同作用，目前尚无实例。临时用于工作并的沉并，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》TJ024的有关规定制定。
6.1.12对软土地基上设有底梁的沉并，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》GB50010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：
6.1.12对软士地基上设有底梁的沉并，下沉时考虑到
M≤ Yfe.bh 6M h≥ 6 Yf..b
9.09M bf.
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：
h7 9.09M +hu 2 bf.
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
18排水法施工，井内水位降至刃脚以下，井外的最大水压已 低至零，可将原计算的水压力乘0.7系数。
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。 6. 2 圆形沉井
6.2.1本条仅列出了圆形沉并下沉前采用四点支承情况的内力 计算表达式。采用垫木支承的大型沉井，在下沉前支承点较多，应 根据实际情况进行计算。当使用素混凝土垫层替代垫木支承时， 应按弹性地基梁计算。
6.2.2本条为沉井刃脚的内力计算规定
（1）刃脚向外竖向弯曲受力，在沉并抽除承垫木，且刃脚入土 时最不利，此时沉井自重全部由刃脚支承，并且刃脚斜面有向外推 力作用。 （2）刃脚向内竖向弯曲受力，在沉井下沉到设计标高且刃脚内 则已清时最不利。此时刃脚外侧水平土压力最大。 （3）据使用者反映，刃脚配筋偏多。这次修编时，考虑刃脚按 压弯构件计算比较符合实际。根据上海经验，沉井下沉时刃脚都 埋入土中，考虑轴压力是可靠的。在硬土地基上，刃脚下可能会被 挖空。建议在下沉系天于1.50考虑轴压力比较合适。 （4）当刃脚的设计构造用凹槽与底板连接时，应验算凹槽对截 面削弱的影响。 （5）刃脚的环向受力状态，按刃脚向外曲的模型计算。圆形
压力时，并壁环向不产生拉应力。实际上，下沉过程不可能很平 稳，井壁上的土压力也不会很均匀，必然导致井壁出现一定的弯曲 应力。假定在90°方向土摩擦角相差5°～10°，这是从古至今通用 的简化计算方法。根据多次验算比较可改为8°，当在填土层施工 及下卧层存在特软土层时，按照倾斜理论计算比较合理。对于大 直径沉井更应按倾斜理论计算。
布图。该抗力假定在平面上按余弦曲线分布，竖向呈三角形分布， 比《给排水结构设计手册》中推荐的在水平向和竖向均按矩形图式 分布更为合理，
6.2.8圆形沉并作为顶管工作井时，在顶推力作用下的并壁计算
6.3.1矩形沉并施工阶段的井壁竖向受力计算，须按沉井在施工 过程中的传力体系合理确定计算图式，随后配置水平和竖直方向 的两种钢筋。由于沉井形状各异，施工的具体技术措施亦不尽相 司，因此应根据具体情况进行分析计算。 对采用承垫术支承的矩形沉井，施工中实际的支承位置是复 杂的，因此，对小型矩形沉井可按最不利的支承情况进行计算。对 大型矩形沉并，若在一个方向上只考虑两点作为不利支承则与实 际情况出入较大，布点时还应考虑砂垫层厚度和持力土层的地基
土中时受到向外的弯曲作用，挖空刃脚下的土后，刃脚文受到外部 的水土压力作用而向内弯曲。根据结构分析，可以认为刃脚把 部分力以悬臂梁作用传到刃脚根部，另一部分由本身作为一个水 平闭合框架而负担。因此，可以把刃脚看成在平面上是一个水平 闭合框架，在竖向是一个固定在并壁上的悬臂梁。水平荷载的分 配系数要根据悬臂和水平框架两者的变位关系确定。
考虑壁板后土抗力的作用。本条是近年来的经验总结，设计人员
式中：qmax 土体对并壁的最大抗力（kN/m²）： 顶管对并壁的总顶力设计值（kN）
qmax HI 2 P. Qmax 31,h:
6.3.5对于顶管位不在结构平面中心的双格并，顶力作用引起的
两个方向土抗力的公式可推导如下（图2、图3）：
根据图示压力分布，假定L=3l： 沿井高线性变化如下列公式：
qy =qmax 1 3h
图2双井一格顶进时土抗力水平分布
图3土抗力三角形分布透视
7.1.1矩形沉井的长宽比不宜大于2的限定，主要是考虑沉并空 司刚度和满足沉井下沉稳定控制的需要。在有经验时可放宽，但 应有相应的构造和施工措施。沉并高宽比不宜大于2.5，如果不 满足要求，可考虑采用分段制作、多次下沉的方法，降低地面以上 沉井的高度。 7.1.2满足本条要求的沉井，下沉把握大；不满足要求时，可以将
沉井的高度。 7.1.2满足本条要求的沉井，下沉把握大；不满足要求时，可以将 E位
须采取措施予以控制。矩形沉井的井壁长度大于50m或圆形沉 并的直径大于40m时，均应采取措施。措施中应包括设后浇带， 度平网饮
7.1.5沉井克服土摩阻力下沉，沉井外壁受土摩擦，土层外
7.1.5沉井克服土摩阻力下沉，沉井外壁受土摩擦，土层外层钢 筋的混凝土保护层宜适当加大。
7.2.1分格尺寸不宜太小，否则施工具械不好操作。 7.2.2筑岛材料的选用应与挖土方式相适应。当采用水力机械 下沉时，填筑的砂中不宜夹有砾石。 7.2.3沉井起沉标高应在水位以上，以满足浇筑混凝土的要求 如水位高于沉井起沉标高，应采取筑岛、围堰或降水措施。 7.2.4图7.2.4（f)特别适用薄壁沉井，这种构造对井壁截面不
削弱。图中踏面宽度c可按下式计算：
式中：W一井自重; F一一摩阻力; f一地基强度； U一一踏面中心周长。 7.2.6刃脚的长度应满足封底混凝土厚度的要求。封底前有可 能发生涌士时，应采取必要措施。 7.2.8除用井点降水外，水下封底混凝土中埋设的排水管也能起 降水泄压作用，管道布设、直径等应满足泄压的要求。 7.2.13直径大于Φ20的粗钢筋弯折困难，施工不方便。 7.2.15顶管工作并受顶力作用的壁板凹槽，要设插筋同底板连 接，防止顶力造成底板同井壁脱离。 7.2.16梁底和隔墙底的下面留有空间是为了取土下沉。 7.2.19井壁框架柱向井外凸，对下沉不利。 7.2.20本条文所列井壁预留洞尺寸是最小尺寸，设计时需根据 实际情况确定。
倾斜状态沉井的基底反力计算： 1）沉并自重作用产生的均不反力
Gcosα q1 = A
r—并的外径；r2 一内径
1）用极坐标双重积分求M。： 并底截面上某微元处的土反力强度：
元面积上的反力对r。轴产生的
GB/Z 42007-2022标准下载经过双重积分计算可得
sin?Ado] dd 2
3方程式建立和推导（图5）：
图5圆形沉井倾斜受力模式
由公式（20）代人公式（18）：
济南某山体修复治理施工方案由公式（21）代人上式：
ho 3aho+2hob b 3 6a ± 3b 2a +b
L2求出后，由公式（15）求出L3，由公式（20）求出Pc，由此可 得：