沉井设计与计算前,必须掌握如下有关资料:上部或下部结构尺寸要求与设计荷载;水文与地质资料拟采纳得施工方法。 第四节 沉井侧力与摩擦力计算 沉井得设计与计算内容:包括沉井作为整体深基础计算与施工过程中沉井结构强度计算。一、沉井作为整体深基础得设计与计算 设计程序:沉井作为整体深基础设计主要就就是根据上部结构特点、荷载大小以及水文、地质情况,结合沉井得构造要求及施工方法,拟定出沉井得平面尺寸,埋置深度,然后进行沉井基础得计算。 沉井计算分为两种情况: 沉井基础埋置深度在局部冲刷线以下仅数米时:可按浅基础设计计算规定,不考虑沉井周围土体对沉井得约束作用,按浅基础设计计算。 当沉井埋置较深时:需要考虑基础井壁外侧土体横向弹性抗力得影响按刚性桩计算内力与土抗力,同时应考虑井壁外侧接触面摩阻力,进行地基基础得承载力、变形与稳定性分析与验算。图5-18 井侧摩阻力分布假定 沉井底部地基土总反力Rj等于该处土得承载力容许值fa与支承面积A得乘积,即 : (5-2) 沉井侧壁与土接触面提供得抗力,可假定井壁外侧与土得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) 沉井基础作为整体深基础时,沉井深基础可以视为刚性桩柱,即相当于“m”法中刚性桩得条件,计算其内力与井壁外侧土抗力。基本假定条件: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、不考虑基础与土之间得粘着力与摩阻力;3、沉井基础得刚度与土得刚度之比可认为就就是无限大。 (5-4) 沉井基础受到墩台水平力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与水平力H得共同作用,转变后得水平力H距离基底得作用高度 [图5-19b]为: 图5-19 荷载作用情况(一)非岩石地基上沉井基础计算图5-20 水平及竖直荷载作用下得应力分布 首先,考虑沉井在水平力H 作用下得情况。由于水平力得作用,沉井将围绕位于地面下z0 深度处A 点转动一 角(图5-20),地面下深度z 处沉井基础产生得水平位移Δx与土得横向抗力pzx分别为: (5-5) (5-6) 沉井基础底面处得压应力计算,考虑基底水平面上竖向地基系数C0不变,故其压应力图形与基础竖向位移图相似,有: 由上式可见,沉井井壁外侧土得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:\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z0与...
