沉井是深基础和地下构筑物的重要结构型式，其设计与计算涉及结构力学、土力学、水力学等多个学科。 沉井设计主要包括以下内容。 一是确定沉井的平面形状、尺寸与高度。沉井平面可为圆形、矩形或圆端形；圆形井壁受力最好，能够充分发挥钢筋混凝土的受力特性；矩形井壁板的内角应设置腋角，以加强壁板角部的连接刚度和改善受力条件。沉井尺寸应根据使用要求、井壁受力、下沉工艺等综合确定。 二是确定沉井的分节与制作高度。沉井一般分节制作、分次或一次下沉。分节高度应保证其稳定性，并使沉井能在自重状态下顺利下沉。分节制作总高度一般不超过短边，一次制作高度若过大，施工比较困难，下沉时易引起倾斜。 三是结构计算。包括刃脚计算、井壁计算、底板计算、隔墙计算、封底混凝土计算等，并验算各施工阶段和使用阶段的强度、裂缝和变形。 四是下沉计算。包括下沉系数验算、摩阻力计算、下沉稳定性验算等。 五是稳定性验算。包括抗浮验算、抗滑移验算、抗倾覆验算等。 刃脚是沉井下部直接插入土层的部分，其设计质量直接关系到沉井能否顺利下沉和结构安全。 一是刃脚构造。刃脚踏面宽度应满足下沉要求，刃脚高度应根据土质、下沉深度确定。刃脚处应安设刃脚铁件，刃脚应具有足够的强度、刚度，防止下沉时损坏。 二是刃脚受力分析。刃脚在下沉过程中要受到外侧土压力、水压力、刃脚反力的共同作用，设计时应按最不利荷载组合进行刃脚的内力分析和配筋计算。刃脚计算一般按悬臂梁或连续梁计算，要考虑刃脚踏面及斜面的土反力。 三是刃脚竖向钢筋。刃脚竖向钢筋应满足锚固要求，并与井壁竖向钢筋可靠连接。 一是井壁厚度。井壁厚度应满足下沉所需的重量和生产工艺的要求。对多节沉井，应尽量避免因沉井过高、过厚而增加自重，同时也要防止井壁过薄导致强度、抗渗不足。井壁应根据下端及中间各截面在计算荷载作用下所受的土压力、水压力和自重，以及施工过程中一切荷载（下沉）对沉井产生的内力进行配筋计算。 二是井壁竖向钢筋连接。每节井壁竖向钢筋必须留出足够的焊接长度，并确保各节井壁竖向钢筋的焊接质量，以保证上下节井壁的连接。 三是井壁开孔补强。由于顶管井必须在井壁开孔，当管道直径较大时，开孔可能涉及上下两节或三节井壁，导致井壁构件局部受到削弱甚至整节截断，一般在井下段做一部分现浇钢筋混凝土内衬进行补强，防止顶管施工时井壁发生过大变形、连接失效。 四是抗渗设计。井壁混凝土应满足抗渗要求，并配制适当的抗渗混凝土；分节接缝处应采取止水措施（如设置止水钢板），保证井壁的水密性。 一是底板受力计算。底板应按封底后的使用阶段和施工阶段的荷载进行内力分析和配筋计算。有地下水时底板承受水的浮力，应按底板与底下土壤接触情况计算板的内力。 二是底板与井壁连接。底板与井壁的接触面应做凿毛处理，底板钢筋应与井壁上的预留钢筋焊接，保证底板与井壁的整体性。 三是底板厚度与配筋。底板厚度应根据受力计算确定，配筋应满足强度和抗裂要求。 沉井内设置隔墙时，隔墙应满足受力要求，并考虑隔墙与井壁的连接。隔墙的设计应考虑施工阶段的支撑作用和使用阶段的受力。 沉井下沉时，必须克服井壁与土间的摩阻力和地层对刃脚的反力，其比值称为下沉系数K，一般应不小于1.05至1.15。下沉系数K可按下式验算：K等于沉井自重及附加荷载减去被井壁排除的水重，再除以井壁外摩阻力与刃脚反力之和。当采取排水下沉时被井壁排除的水重取0。 下沉系数是判断沉井能否下沉的关键指标：当K大于1时，沉井能够下沉；当K小于1时，沉井不能下沉，需要采取助沉措施（如加重、减小摩阻力等）。设计时应根据勘察报告计算极限承载力，计算沉井下沉的摩阻力及分段的下沉系数，作为判断每个阶段可否下沉、是否出现突沉以及确定下沉方法及采取措施的依据。 井壁与土间的摩阻力是沉井下沉计算的核心参数。摩阻力应根据土层性质、沉井深度、井壁粗糙程度等确定。摩阻力通常按单位面积摩阻力乘以井壁侧面积计算，单位面积摩阻力应根据土的种类（黏性土、砂性土等）取用相应值。设计中应合理确定各土层的单位面积摩阻力，避免因取值不当导致下沉系数计算失真。 沉井下沉稳定性验算包括：验算沉井在每个下沉阶段的稳定性，防止突沉；验算刃脚踏面处地基的承载力，防止下沉过程中因沉降过快或刃脚反力过大造成沉井损坏或突沉。设计中应验算沉井下沉至各标高的下沉系数变化情况，对可能出现的突沉和超沉提出预防措施。 沉井施工方法应取决于场地水文地质条件、施工场地的大小、沉井用途、施工对周围构造物的影响程度、施工设备的状况及成本等因素。当沉井所穿过的土层透水性差、不会出现大量渗水现象、不会因排水导致流砂及井底土体隆起失稳时，可采用排水法下沉；当沉井所穿过的土层不稳定、地下涌水量大、可能产生流砂、井底土体隆起失稳时，需考虑采用不排水下沉法。设计中应明确下沉方法并对相应工况进行验算。 沉井在使用阶段承受地下水的浮力作用，应进行抗浮验算，验算沉井自重和结构自重等抗浮阻力能否抵抗地下水的浮托力，抗浮稳定安全系数应满足规范要求。当抗浮不满足要求时，应采取增加压重、设置抗浮桩、加厚底板等措施。 沉井在水压力、土压力、水平荷载作用下，应进行抗滑移、抗倾覆验算。当沉井外侧存在较大的水压力差或不均匀土压力时，应验算沉井整体或局部的抗滑移、抗倾覆稳定性，保证沉井在使用阶段不发生滑移和倾覆。 沉井封底后，沉井及其内部结构、上部荷载等通过底板传递给地基，应验算井底地基的承载力，保证地基承载力满足要求，防止地基承载力不足导致沉井下沉、倾斜。 沉井设计计算的荷载包括：结构自重、土压力、水压力、地面荷载、施工荷载（下沉时的附加荷载、顶管顶力等）、温度作用等。设计中应根据沉井所处环境和各施工阶段，合理确定荷载取值，按最不利荷载组合进行验算。特别是在沉井下沉阶段，应考虑施工机械、堆载等附加荷载的影响。 沉井的设计计算应分别考虑施工阶段和使用阶段。施工阶段包括沉井制作、下沉、接高、封底等，使用阶段包括沉井使用、内部结构施工等。各阶段的荷载工况和受力状态不同，应分别进行验算。若沉井下沉时需用不排水下沉，还应考虑擦沉时所需的重度、刚度要求。 沉井设计中应明确抗浮措施和助沉措施。抗浮措施包括增加压重、设置抗浮桩、加厚底板等；助沉措施包括抽水下沉、配重下沉、触变泥浆助沉等。设计中应对这些措施进行必要的计算和说明。 沉井设计不仅要满足受力要求，还要考虑施工的可操作性。井环最小厚度应满足施工可操作性和各种极限状态的要求；逆作井等特殊沉井还应考虑每节井环开挖的坑底稳定性验算（包括整体稳定、抗隆起、抗承压水等验算）。 沉井设计前应进行详细的地质勘察。在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离宜大于2米，需有一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标。地质勘察资料是沉井设计和计算的依据，勘察资料不准确将导致设计计算失真。 沉井作为地下结构，长期处于地下水环境中，设计中应重视混凝土的抗裂和耐久性。混凝土应满足抗渗要求，合理控制水灰比和配合比；对氯离子、硫酸盐等侵蚀性介质应采取措施；井壁和底板应控制裂缝宽度，满足耐久性要求。一、概述
二、沉井设计的主要内容
三、沉井结构设计的注意事项
（一）刃脚设计
（二）井壁设计
（三）底板设计
（四）隔墙设计
四、沉井下沉计算的注意事项
（一）下沉系数验算
（二）摩阻力计算
（三）下沉稳定性验算
（四）下沉方法的选择
五、沉井稳定性验算的注意事项
（一）抗浮验算
（二）抗滑移、抗倾覆验算
（三）地基承载力验算
六、沉井设计计算的其他注意事项
（一）荷载的合理取值
（二）施工阶段与使用阶段
（三）抗浮措施与助沉措施
（四）施工可操作性
（五）对地质勘察的要求
（六）抗裂与耐久性