new矩形沉井计算表格((Unsaved-302761202856788480))

一、设计资料

1.工程概况

地质资料如下图所示，沉井内径D1=12.5米，沉井结构高度H=15.1米，沉井起沉标高低于地面500mm。抗浮计算时，考虑施工时降水，地下水位于起沉标高下500mm；强度计算时，考虑施工过程中设备已进场，降水可能中止时出现的最高地下水位，即地下水位于原地面下500mm。施工采用排水法，三次浇注两次下沉。考虑地面堆载q m=10kPa。上部第一层土考虑换填砂层。

沉井材料：混凝土强度等级C25；抗渗等级S6；钢筋采用热轧钢筋HRB335，抗拉强度设计值fy=300MPa.

企口宽度c=0.3m

第一类截面壁厚d=0.65m

封底混凝土边缘厚度h7= 1.9m

二、抗浮计算

井壁自重：（标准值）

底板底以上G1k=2×（h1×d+h2×t+h3×c）×（b1+L2）×γ1

=2354.70KN

刃脚G2k=2×[（h7+h5+h6）×b+a×（h5+h6）+h4×a]×（b1+L2)×γ1

=2749.50KN

井壁自重G ok=G1K+G2K

=5104.20KN

底板自重G dk=（L1+2b)×（b1+2b)×γ1

=5231.25KN

封底混凝土自重G fk= 0.25×[L2-2×（a+b）]×[b2-2×（a+b）]×(h7+h6/2)×23

=2382.05KN

井壁上土重G tk=h1×（t-D)×（L2+b1)

=-15.51KN

抗浮验算K f= (G0k+G dk+G fk+G tk)/[γs×L2×b2×(H2-h8-h6/2)/4]

= 1.89≥ 1.00

满足《规程》抗浮要求

三、下沉计算

摩阻力计算(标准值)

单位面积摩阻力f ka= (h1×f k1+h2×f k2+h3×f k3+h4×f k4+h5×f k5+h6×f k6)/(h1+h2+h3+h4+h5+h6)

=16.25KPa

总摩阻力F fk= (L2+b2)×(H2-h1+H1-2.5)×f ka

=4706.77KN

排水下沉系数K st= G0k/F fk

= 1.08＞ 1.05

满足《规程》下沉要求

地基土极限承载力R j=160Kpa

排水下沉稳定系数K st,s= G0k/{F fk+0.25×[L2×b2-(L2-2(a+b））×（b2-2（a+b））]×R j}

=0.880 =0.8～0.9

满足《规程》下沉稳定要求

刃脚根部段中心标高(30.33）

计算高度hc=1.5(a+b)=0.75m 为便于计算取hc=h5

刃脚h 6传来的荷载P A1=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 3)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-c 3)×γs +k 3×q m ×λ

=244.58kN/m 2

P A2=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 4)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-c 4)×γs +k 3×q m ×λ

=255.91kN/m 2

P B1=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 3)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-c 3)×γs +k 3×q m ×λ

=284.92kN/m

P B2=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 4)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-c 4)×γs +k 3×q m ×λ

=297.88kN/m 2P A =0.5×(P A1+P A2)×(c 3-c 4) =150.15kN/m P B =0.5×(P B1+P B2)×(c 3-c 4)

=174.84kN/m 截面受力q A =(k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 01)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-b 01)×γs +k 3×q m ×λ1)×h c +P A

=633.66kN/m q B =(k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 01)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-b 01)×γs +k 3×q m ×λ2)×h c +P B =

738.19

kN/m ω=q B /q A -1

0.1650截面内力：M A =-886.68KN.m M B =-813.98KN.m N A =5403.99KN N B =5178.73

2700

mm 2

选筋d25@150

截面受力：q A =k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 02)×γ2)×λ1+k 4×(b 2-b 02)×γs +k 3×q m ×λ

=237.04kN/m 2

q B =k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 02)×γ2)×λ2+k 4×(b 2-b 02)×γs +k 3×q m ×λ

276.28

kN/m 2

ω=q B /q A -1

0.1655截面内力：M A =-332.82KN.m/m M B =-305.53KN.m/m N A =2022.31KN/m N B =1937.76

KN/m

1700mm 2/m

选筋

d20@150

按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=

2、计算截面二：取刃脚影响区以上单位高度井壁进行计算，计算点标高为底板底标高（29.30）。

q A r(1+0.5ω) =

q A r(1+0.7854ω)= q A r(1+0.5ω) =

-0.1488q A r 2ω =

1、计算截面一：取刃脚根部以上1.5倍井壁厚度一段进行环向计算 -0.1366q A r 2ω =q A r(1+0.7854ω) = -0.1488q A r 2ω =

-0.1366q A r 2ω =

截面受力：q A =k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 03)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-b 03)×γs +k 3×q m×λ

=126.66kN/m

q B =k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 03)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-b 03)×γs +k 3×q m ×λ

149.89

kN/m 2

ω=q B /q A -1

0.1834截面内力：M A =-197.03KN.m/m M B =-180.88KN.m/m N A =1094.00KN/m N B =1043.95

KN/m

1700mm 2/m

选筋

d20@150

五、纵向弯曲计算（四支点）

单位周长井壁自重g=G 0k /(D 0×π)

=107.60KN/m 设计值g s =k 1×g

129.12KN/m 沉井井壁中心半径r c =D 0/2

7.550m 内力计算：跨中弯矩M 0=814.82KN.m 支座弯矩M 1=1579.23KN.m 最大剪力V=765.63KN 最大扭矩T=243.94

KN.m 按深梁进行配筋计算L 0=D 0×π/4

=11.86m 支座截面内力臂Z=0.6×L 0=7.12m 刃脚底部配筋A s1=M 0/(300×Z)=

381.70mm 2/m 5d22井壁上端配筋A s2=M 1/(300×Z)

=739.79mm 2

4d25+2d20

由于剪力和扭矩均较小，垂直钢筋按其他工况配置。

六、竖向拉断计算

计算拉力S max =1/4×g s

32.28KN/m

按强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=

1700mm 2/m 选筋

d22@200

3、计算截面三：计算点标高为井壁中心处（35.15）

选筋

按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=

0.01055g s r c

=选筋

-0.1488q A r 2ω =

-0.1366q A r 2ω = q A r(1+0.7854ω)= q A r(1+0.5ω) =

0.25πg s r c =0.03524πg s r c 2 =

0.0683πg s r c 2 =

七、刃脚计算

1、刃脚向外挠曲计算

（1）沉至井深一半（沉井全高计算）单位周长井壁自重g=G 0k /(D 0×π)

=107.60KN/m 设计值g s =k 1×g

=129.12KN/m 刃脚斜面部分反力V 2=g s ×b/(b+2a)=43.04KN/M 刃脚斜面水平推力H=V 2tg(α-β)=27.95KN/M 对刃脚端部截面中心的向外

悬臂弯矩M=

H×(2/3h 6)

=11.18KN.M/M 水平内力N=H×(D 2-a-b)/2

174.69KN

（2）沉井开始下沉（首节计算）

井总深H=13.3m 井内径D 1=15m

钢筋混凝土容重γ1=

kN/m 3

π= 3.141592654

°20

刃脚斜面与水平线的夹角α=

土壤与混凝土的摩

擦角β=

井壁自重：（标准值）

底板底以上G 1k = ((D 2-d)×h 1×d+D 0×h 2×t+(D 1-c)×h 3×c+0.5×(D 1-c)×c×c+D 0×h 4×t)×π×γ

=1971.35KN

刃脚G 2k = ((D 2-a-b)×h 5×(a+b)+(D 2-a)×h 6×a+0.5×(D 2-2×a-b)×h 6×b)×π×γ1

1204.11

KN 井壁自重G 0k = G 1k +G 2k

=3175.46KN 刃脚斜面与水平线的夹角

α=

土壤与混凝土的摩擦角β=

20°

单位周长井壁自重g= G 0/(D 0×π) =

66.94KN/m 设计值g s = k 1×g =80.33KN/m 刃脚底端的竖向地基反力

R j = g s

=80.33KN/M 刃脚的斜面高度h l =h 6=

0.60

m 刃脚的入土深度h s =h l

=0.60

刃脚内侧水平推力之和H=R j ×h s ×tg(α-β)/(h s +2a×tg α)

=24.77KN/M

地基反力合力偏心距d l =h l /(2tg α)-h s ×(3a+2b)/(6h s +12a×tg α)

0.13

对刃脚端部截面中心的向

外悬臂弯矩M =

H×(h l -h s /3)+R j ×d l

20.12KN.M/M

水平内力N= H×(D 2-a-b)/2 =

154.82

2、刃脚向内挠曲计算

刃脚根部侧压力P A = k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 3)×γ2)×λ+k 4×(b 2-b 3)×γs +k 3×q m ×λ

=263.19kN/m 2刃脚底部侧压力P B = k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 4)×γ2)×λ+k 4×(b 2-b 4)×γs +k 3×q m×λ =275.27kN/m 2刃脚竖向向内弯曲受力M= 1/6（2×P B +P A ）×h 6×h 6

48.82

KN.M/M

2700mm 2/m

选筋

d25@150

据上述计算结果，按强度配筋，由理正软件计算得刃脚内外侧垂直配筋及

刃脚环向配筋均为构造配筋，面积=

按承载能力配筋：刃脚内外侧垂直配筋及刃脚环向配筋为构造配筋

八、顶力作用下井壁计算不算

N B1=0.00

KN/M

井周土压力q A =k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b)×γ2)×λ+k 4×(b 2-b)×γs +k 3×q m ×λ

957.70

kN/m 2

内力N A2= -q A ×r

=-7230.60KN/M 强度配筋M A = M A1

=-761.22KN.M/M M B = M B1=168.61KN.M/M N A = N A1+N A2

-7353.76

KN/M

2953

mm 2/m 选筋

d22@1001700

mm 2

选筋

d22@150

九、顶力作用下土体稳定计算

刃脚底部等值内摩擦角φ=

17.79

主动土压力系数λ1= tg 2(45-φ/2) =0.53被动土压力系数λ2= tg 2(45-φ/2) = 1.88顶管中心至刃脚底距离h f = b-b 4 =

5.60m 沉井入土深度H= b 1-b 4 =53.20

折减系数ξ= （h f -│h f -H/3│)/h f

=-1.17

主动土压力标准值F epk = (（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 4)×γ2)×λ1+(b 2-b 4)×γs +q m ×λ

=842.31kN/m 2

被动土压力标准值F pk = (（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 4)×γ2)×λ2+(b 2-b 4)×γs +q m ×λ

1654.16

kN/m

主动土压力合力标准值E epk = 1/4×πrH×F epk =265718.15KN 被动土压力合力标准值E pk = 1/4×πrH×F pk =

521827.23KN 稳定验算表达式ξ（0.8E pk -E epk ）=

-177034.24

≥P tk =5000KN

内侧为构造配筋，面积=

按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得外侧配筋面积=

十、底板计算（简支考虑）

自重产生的底

板反力标准值q k =

（G 0k +G tk )/（0.25×π×D 2×D 2）

=38.34

kN/m 2

设计值q= 1.27×P k

=48.69

kN/m 2

径向最大弯矩值M r = -0.1979×q×(D 0/2)2 =-549.25KN.M/M 切向最大弯矩值M t = -0.1979×q×(D 0/2)2

-549.25

KN.M/M

3351mm 2

d22@1002200mm 2

d22@150

下层选筋

下层构造配筋面积=

由理正软件计算得上层配筋面积=

上层选筋