工作井沉井计算(新)

mm2
0.0054
173.0 219.7
755
Kpa
Kpa
mm
外侧竖向 配筋： HRB335 级内2侧0@水2平00 配筋： HRB335 级 20@200
As max 0.2,45 ft / f y %bh
7.沉井井壁计算
（按承载能力配
(封底前)
筋）
排水下沉，施工阶
段不考虑地下水影
响
荷载取设计值进行
(3)工程概况： 根据使用要求，沉 井平面为矩形 内净长： 净宽： 结构高度： 沉井井顶位于地面 下：
厚度
(m)
2.5 3.5 4.5 2.00
重度 粘聚力C
（KN/m3 ） 17.5 16.7 18.2 19
(KPa)
19.5 7.6 22 0
fc= 11.9 N/mm2
fy= 300 N/mm2
800 mm 1 1 2s
h0= 0.0084
A bh fc
s fy 0
252 mm2
As max 0.2,45ft / fy %bh 1600 mm2
刃脚根部内侧的竖
向钢筋： M s 1 fcbh02
0.0053
1 1 2s
As
bh fc
fy 0
160 mm2
As max 0.2,45 ft / f y %bh 1600
M P3sL120 支 12
638
0.0952 1 1 2s
2983 mm2
0.0488
KN.m 0.1003
裂缝验算 （略）
9.沉井井壁计算
（封底后）
底板与井壁之间无
预留钢筋，按《规
根据实际 土层数调 整
跨中弯矩：
M
s
1 fcbh02
As
bh fc
fy
0
支座弯矩：
M
s
1 fcbh02
As
bh fc
fy
0
内侧水平配筋：
HRB335级 22@200
外侧水平配筋：
HRB335级 22@100
M P3sL120 中 24
0.0476 1 1 2s
1452 mm2
P2s
G(1h1'
2h2
3h3
(4
s)(h4
1.5))tan2(450
D 2
)Gs(Hw1.5)
222.0 Kpa
b=
1000 mm
h=
800 mm
h0= 750
mm
跨中弯矩：
M P2sL120 中 24
563 KN.m
M
s
1 fcbh02
As
bh fc
fy
0
0.0841 1 1 2s 2616 mm2
角：
D
2(450 arctan
(tan2
(450
2
)
2c sz
tan(450
2
)
33.3
0
①强度计算配筋： 井壁所受荷载为：
P3s
G
(1h1'
2h2
(
3
s
)h3
)
tan2
(450
D 2
)
G
shs
跨中弯矩：
M P3sL120 中 24
319 KN.m
174.8 Kpa 125.7 Kpa
根据实际 土层数调 整
tan(
0)
1.999 >1.0
0
hs=hl=
50.2 0 20 0
0.6 m
Rj=g= 294.5 KN/m
61.2 KN
刃脚底面地基反力
d 的合力偏心距：hl
hs (3a2b)
l 2tan 6hs 12a tan
0.110
刃脚根部向外的竖
向弯矩：
Ml
Pl (hl
hs 3
)
R jdl
56.9
准值）
m KN.m 准永久值系 数为0
0
PAl
(1h1
2h2
(3
s
)h3)
tan2(450
D 2
)
s(H
w)
水平向侧压力（设 计值）
Pepl
G (1h1'
2h2
( 3
s )h3)
tan 2 (450
D 2
)
G
s (H
w)
刃脚上部的等效内 摩擦角：Z=
11.90 m
D
2(450 arctan
(tan2
sq Es
(1.5c
0.11
d te
)(1
1 )
0.27
mm
<0.3mm
(2)取标高负
10.70 到负
5.35
米处的等
标高Z=负
10.70 效内摩擦
角：
D
2(450 arctan
(tan2
(450
2
)
2c sz
tan(450
2
)
24.0
的井壁进行 内力计算：
0
①强度计算配筋： 井壁所受荷载为：
外宽：
刃角踏步宽度：
刃角斜面高度； 底板厚度取： 纵向框架柱： 纵向框架底梁： 纵向框架中梁： 纵向框架顶梁：
0
t= L11=
L21=
a= b= c= hl= h= 宽＝ 宽＝ 宽＝ 宽＝
0.8 m 8.6 m
6.6 m
0.45 m 0.5 m 0.3 m 0.6 m 0.6 m 0m 0m 0m 0m
多层土的加权平均
单位摩阻力：
f h1 f k 1 h2 f k 2 h3 f k 3
k
h1 h2 h3
6301 KN
50 mm
f h1 f k 1 h2 f k 2 h3 f k 3
k
h1 h2 h3
15.80 Kpa
井壁总摩阻力为：
F fk
(
fk 5 2
fk (H
5 a))( L11
(450
2
)
2c sz
tan(450
2
)
24.0
0
151.3 Kpa 192.1 Kpa
根据实际 土层数调 整
D
2(450 arctan
(tan2
(450
2
)
2c sz
tan(450
2
)
水平向侧压力（标 准值）
PA' l
[1h1
2h2
(3
s)(h3
hl)]tan2(450
D 2
)
Gs(Hwh1)
2，
按深梁进 行设计
跨中：
L10=
7.80 m<H= 11.50
m
内力臂：
A M中 s fyz1
z1=0.65L10 =
5.07 m
A M中 s fyz1
589 mm2
支座： 内力臂：
L10=
7.80 m<H= 11.50
m
z2=0.60L10 =
4.68 m
A M支 s fyz2 因求得的钢筋值很 小，按构造配筋已 能满足要求。 6.刃脚计算 水平框架作用的判 别，
算例参考
单格沉井
给水排水 结构设计
手册p1227
内摩擦角
单位摩阻 极限承载 施工阶段
力
力 地下水位
（度）
(KPa)
(KPa)
m
11.8
0
0
3.5
10
11.9
25
24
25
120
ft= 1.27 N/mm2
L1= 7.00 m L2= 5.00 m H= 11.50 m
a'= 1.00 m
最高地下水位使用 阶段位于设计地面 施工阶段不考虑地 下水影响 2.下沉验算 沉井上部无建筑， 考虑依靠自重下沉 。 假设井壁厚： 外长：
Fb fw , k
s L11 L12 ( H
1.5)
6357
KN
（3）抗浮系数计算
k G fw Ffbw,k
1.19
>1.0 满 足抗浮要 求
4.封底计算
因考虑排水下沉，
采用干封底施工，
不需要进行水下封
底。
5.沉井下沉前井壁
竖向弯曲计算
（1）荷载计算
单位长度井壁自重
（标准值）
gk
c (H.t
水平向侧压力（设
计值）
P' epl
G (1h1'
2h2
(3
s
)(h3
hl
))tan2(450
D 2
)
G s
(H
w
h1)
刃脚根部的向内的
竖向弯矩：
Ml
1 6
(2Pepl
P' epl
)hl2
36.2 KN.m
(3)配筋计算
b= 1000 mm
刃脚根部外侧竖向 钢筋：
M s 1 fcbh02
h= 0.0084
配筋计算，并按控
制0.3mm裂缝进行配
筋验算。
(1)取刃脚顶面以 上：
1.5t=
1.2 m
①强度计算配筋：
井壁所受荷载为：
P1'
P' epl
刃脚范围内传来的
219.7 KN
水平荷载：
的井壁进行 内力计算
＝
f
P (PeplPe'pl)h1 2
123.5 KN
M 井壁所受的总荷载
为： 跨中弯矩：
2a))R3
2611 KN
验算状态下水的浮 力：
Ffw,k 0
k Gk Ffw,k
st,s Ffk Rb
0.85
满足下 沉稳定要 求
3.使用阶段沉井抗
浮验算
（1）使用阶段沉井
自G重1计 算Gk L1L2h c
封底混凝土重： 总重：
G2 G=
（2）使用阶段浮力
计算
6826 KN 725 KN 7551 KN
m
保护层厚 度
ht＝
高＝
0m
高＝
0m
高＝
0m
高＝
0m
井壁钢筋混凝土重 度：
c
25 KN/m3
计算跨度L：
L10=
7.80 m
(1)井壁重计算（标
L20=
5.80 m
准值）
Gk
[L11L21H
L1 L2 H
(0.15(0.6 C hl )
bhl 2
)(L1
L2 ) 2] c
（2）摩阻力计算：
144 mm2
0.1L140
f
hl4 0.05 L140
刃脚在内外荷载作 用下，按悬臂计算 （1）刃脚竖向的向 外弯曲受力 刃脚斜面与水平面 夹角： 假定刃脚斜面与土 的外摩擦角： 取开始下沉时入土 深度： 沉井每沿米重量 （设计值）： 刃脚内侧水平推力 之和：
Pl
RJ hs hs 2a tan
（2）刃脚竖向的向
内弯曲受力 G
1.27
地面堆积荷载标准 值取，qk= 将该荷载折算为等
10 KN/m2
效的土层荷载
h1'
h1
qk 1
3.1
m
刃脚底部的等效内 摩擦角：Z=
12.50 m
D
2(450 arctan
(tan2
(450
2
)
2c sz
tan(450
2
)
24.00
水平向侧压力（标
M
s
1 fcbh02
0.2600
1 1 2s
0.3072
As
bh fc
fy
0
9138
实际配筋
As=
mm2 12320 mm2
1.999 >1.0
水平框架 水平荷载
的
不作修正
内侧水平配筋： HRB335级28@100
外侧水平配筋： HRB335级 28@50
②裂缝验算: 井壁所受的荷载为 (标准值)： 刃脚范围传来的水 平荷载（标准 值）：
0.023
受拉筋直径取 d= 28
mm
钢筋净保护层厚度: C=
50
mm
混凝土抗拉强度标
准值: ftk=
钢筋表面特征系数:
1
0
受拉钢筋应变不均
1.78 MPa
0.7 2 1.00
1.1 匀系数:
0.65 ftk te sq2
0.880
且应在 0.4与1.0之
间
计算裂缝宽度:
Wmax
1.8
适当减少
KN.m 0.1853
P2
[1h1
2h2
.
.
(i
s)(hi
1.5)]tan2(450
D 2
)
s(H
w1.5)
跨中弯矩：
M P2L120 中 24
443 KN.m
支座弯矩：
M P2L120 支 12
886 KN.m
至井顶面
(3)取标高负
5.35 进行内力
计算：
米处的等
标高Z=
负
5.35 效内摩擦
P1s
P1'
P
343.3
P1sL120
中 24
KN 870.2
KN.m
b= 1000 mm
h= 800 mm
h0= 750 mm
M
s
1 fcbh02
0.1300
1 1 2s
0.1398
As
源自文库
bh fc
fy
0
4158 mm2
支座弯矩：
M P1S L120 支 12
1740.3 KN.m
P1' PA'L 173.0
P (PALPA' L)hl 2
97.3 KN
P P P 井壁所受的总荷载
'
为：
11
270.3 KN
跨中弯矩： 支座弯矩：
M P1L120 中 24
M P1L120 支 12
685 KN.m 1370 KN.m
裂缝计算： 验算裂缝时，选用 <<给水排水工程钢
筋混凝土沉井结构
设计规程>> 支座弯矩设计值M ＝
1370 KN.m
受拉筋面积定为: As =
9138 mm2
b=
1000 mm
h=
800 mm
h0= 750
mm
受拉筋应力:
Mq sq 0.87 Ash0
229.82
Mpa
受拉配筋率: 钢筋弹性模量: Es =
AS te 0.5bh
200000 MPa
0.0879
As
bh fc
fy
0
支座弯矩：
M
s
1 fcbh02
M P2sL120 支 12
0.1681 1
As
bh fc
fy
0
内侧水平配筋：
5513
HRB335级 28@200
外侧水平配筋：
HRB335级 28@100
②裂缝验算:
（略）
井壁所受的荷载为
(标准值)：
mm2
1126 1 2s
排水法施工，无上 部建筑，依靠自重 下沉，矩形沉井 (7mX5m) 1.设计条件 （1）地质资料 根据地质钻探资料 分析，在沉井工程 范围内的土层，大 致可分为n层，其物 理力学指标如下 表：
土层
素填土 淤泥质土 粉质粘土 细沙 （2）沉井材料 混凝土：采用C25 钢筋：采用热轧钢 筋HRB335，
0.15(0.6 c hl )
) bhl
2
231.88
g Ggk
294.5 KN/m
设计值：
（2）内力计算
支座弯矩：
M g(L100.15)2
支
2
201.6 KN.m
跨中弯矩：
M M g(L100.7)2
中
8
支
895.8 KN.m
（3）深梁配筋计算
(3)深梁配筋计算
KN/m
L10 H
L21 ) 2
4803 KN
（3）下沉系数计算
由于沉井采用排水
施工下沉， 浮力：
Ffw,k 0
下沉系数：
kst (Gk Ffw,k )/ Ffk
1.31
>1.05 满足 下沉要求
（4）下沉稳定验算
因下沉稳定系数较
R (L L (L 2a)(L 大，需进行沉井的
下沉b 稳定11 验21 算：11 21