WC沉井计算表

顶管预留孔洞底到底板距离输入输出判断注解钢管700mm，混凝土管600mm井壁L0井壁B0井壁厚t井壁H底板厚（注：未注明尺寸单位m，重量单位kN/m3）4.540.558.20.5井壁L井壁B刃脚底宽埋深5.65.10.210.49（一）结构自重计算（1）井壁自重（包括刃脚）计算刃脚以上井壁自重标准值Gk1-a=2032.8kN刃脚中心周长lr=20.3m刃脚自重标准值Gk1-b=107.8438kN合计Gk1=2140.644kN（2）底板自重计算底板自重标准值Gk2=225kN（3）井顶以上盖板及覆土计算盖板自重标准值GK3-a=164.1375kN覆土自重标准值GK3-b=1022.448kN合计Gk3=1186.586kN（二）抗浮验算（一）施工阶段抗浮验算0①结构抗浮自重计算施工阶段沉井自重标准值Gkf=2140.644kN②地下水浮托力计算根据地勘，施工过程中稳定水位取在地面下2.5m封底后地下水浮托力标准值Ffw,k=2281.944kN③沉井抗浮系数计算0.94（二）使用阶段抗浮验算①结构抗浮自重计算使用阶段沉井自重标准值Gkf=3552.229kN②地下水浮托力计算根据地勘报告，抗浮设计水位取在地面下0m井壁(包括刃脚)外围体积产生的浮力Ffw,k1=2484.72kN封底部分自重标准值Gk0=406.548kN地下水浮托力标准值Ffw,k=2484.72kN③沉井抗浮系数计算1.42963（三）下沉验算(1)沉井下沉结构自重Gk=Gk1=2140.644kN(2)地下水浮托力计算是否采用排水施工1地下水浮托力Ffw,k'=0kN(3)摩阻力计算土层名称土层1土层2土层3土层4厚度h(m)2.255.9500fk(kPa)222500Σ(fki×hsi)=198.25kPa·m根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》式6.1.1，沉井穿越土层单位摩阻力标准值的加权平均值：fka=Σ(fki×hsi)/Σhsi=24.17683kPa（注：适用于不排水施工）（注：若显示输入有误，则表示稳定水位高于沉井顶，应重新输入）（注：若显示输入有误，则表示稳定水位高于沉井顶，应重新输入）（注：1表示排水，0表示不排水）（注：结果取至盖板工作表）不排水施工封底混凝土与底板是否有钢筋拉结（注：该项选择验算）＜1，警告：不满足抗浮要求沉井若采用排水下沉的施工方法，则不需要进行施工阶段抗浮验算；否则应验算≥1，OK！满足抗浮要求（注：仅适用设计水位高于沉井刃脚底情况）若井壁外侧为直臂式，Ffk1=2949.09kN若井壁外侧为阶梯式，Ffk2=2343.75kN0.7(4)下沉系数计算直壁式井壁总摩阻力标准值kst1=0.725866阶梯式井壁总摩阻力标准值kst2=0.913341（四）下沉稳定验算总摩阻力标准值Ffk'=1515.5kN地基土极限承载力fpk=200kPa刃脚底面积Ab=12.74m2沉井刃脚地基土极限承载力Rb=2548kN0.9下沉稳定系数kst,s=0.526798（五）刃脚计算(1)刃脚竖向的向外弯曲受力刃脚斜面与水平面夹角θ=48.01279°tgθ=1.1111110.531996刃脚斜面与土的外摩擦角β0=20°开始下沉时刃脚的入土深度hs=0m恒载活载井壁每沿米自重设计值Rj=143.1925分项系数1.271.4刃脚内侧水平推力之和P1=0kN/m刃脚底面地基反力的合力偏心距d1=0.225m刃脚根部向外的竖向弯矩设计值M1=32.21831kN·m(2)刃脚竖向的向内弯曲受力根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》第4.2.2节将地下水取至地面，结果偏于安全土层平均饱和重度γsw=20kN/m3刃脚底部处等效内摩擦角φD=34°刃脚底部土的主动土压力系数ka=0.282715刃脚底部水、土的水平侧压力标准值PAL=134.5568kN/m2设计值Pepl=174.8451kN/m2刃脚根部处等效内摩擦角φD=34.7°刃脚根部土的主动土压力系数ka=0.27447刃脚根部水、土的水平侧压力标准值PAL'=127.3196kN/m2设计值Pepl'=165.5384kN/m2刃脚根部向内的竖向弯矩设计值M1=21.46786kN·m/m(3)刃脚配筋计算（六）井壁主动土压力计算(1)底板底标高处水土压力计算(施工阶段)刃脚底部处等效内摩擦角φD=35.1°主动土压力系数ka=0.269837水、土的水平侧压力标准值Pk=123.0472kN/m2设计值P=160.0477kN/m2地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=θ∉[50,60]，警告：不满足规范“宜……”的要求（注：结果取至（三）中Ffk1或Ffk2）（其中下沉稳定系数取＜0.8~0.9，OK！下沉稳定验算通过根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》图6.1.1(a)根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》图6.1.1(b)地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》式6.1.2计算下沉系数：tg(θ-β0)=根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》6.2.2-1，计算结果如下：根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》6.2.2-2，计算结果如下：由上计算可知，刃脚处内力较小，均按构造加强即可。（注：结果取至等效内摩擦角工作表）地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=（其中摩阻折减系数取（注：摩阻折减系数取0.5~0.7）＜1.05，警告：下沉系数不满足要求＜1.05，警告：下沉系数不满足要求（注：结果取至等效内摩擦角工作表）（注：结果取至等效内摩擦角工作表）（注：仅当下沉系数大于1.2时需验算）(2)第二节沉井底部处水土压力计算(施工阶段)第二节沉井底部处等效内摩擦角φD=45.7°主动土压力系数ka=0.16571第二节沉井底部埋深h=5.99m水、土的水平侧压力标准值Pk=69.82602kN/m2设计值P=90.99899kN/m2（七）施工阶段井壁内力配筋计算荷载取设计值进行承载力极限状态的配筋计算，取标准值进行正常使用极限状态的配筋计算（按控制0.2mm裂缝）。由于井壁配筋主要由裂缝控制，故在此仅对正常使用极限状态的配筋计算，略去承载力极限状态的配筋计算。使用理正平面钢桁架计算长度5.05计算宽度4.55m（八）使用阶段工作井计算：计算时将工作井顶板覆土转化为地面超载。使用理正简单水池水池长度5.6水池宽度5.1水池高度孔洞顶出洞口直径：钢管+0.12m，混凝土管+0.2m接受洞口直径：钢管+0.4m，混凝土管+0.3m（九）矩形沉井顶管工作井容许顶力计算井顶部、底部较小等效内摩擦角φD=20°土层平均重度γs=18kN/m3主动土压力系数ka=(tg(45-Φ/2))^2=0.490291被动土压力系数kp=(tg(45+Φ/2))^2=2.039607顶部主动土压力标准值Fep,k1=20.20978kN/m2顶部被动土压力标准值Fpk1=84.07259kN/m2底部主动土压力标准值Fep,k2=61.2373kN/m2底部被动土压力标准值Fpk2=254.7469kN/m2主动土压力合力标准值Eep,k=1703.058kN被动土压力合力标准值Epk=7084.715kN土压力合力至刃脚底距离hp=3.496667m顶管力至刃脚底距离hf=2.72m折减系数ξ=0.714461顶管力标准值Ptk=2832.633kN（十）顶管工作井盖板计算书盖板长盖板宽盖板厚4.51.060.15板荷载恒载gk=39.55kN/m2活载qk=14kN/m2梁荷载恒载gk=24.0865kN/m活载qk=7.42kN/m（十一）封底混凝土厚度计算净水压力形成的荷载p=103.5952kN/m2短边跨度=4.45m弯矩系数a1=0.009每米宽度最大弯矩设计值M=18.463kN·m/m混凝土抗拉强度设计值ft=1.1N/mm2封底混凝土厚度ht=609.8509mm（十二）底板计算根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS137:2002）6.3.6条。（注：结果取至等效内摩擦角工作表）地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=盖板顶覆土厚度为1.79（注：结果取至等效内摩擦角工作表）（注：包含自重）（注：包含自重）（注：查给排水设计手册P266）ft=（C20:1.1；C25：1.27；C30：1.43）Ok，验算通过沉井井筒传至底板的荷载g1k=69.63708kN/m2顶板及覆土重量传至底板的荷载g2k=38.6007kN/m2均布恒荷载gk=108.2378kN/m2均布活荷载qk=14kN/m2（十三）地基承载力验算沉井自重在基底产生的均布压应力115.5572kN/m2封底砂或混凝土13.22537kN/m2井内水40.40338kN/m2活载14kN/m2以上均布荷载合计183.186kN/m2该表仅适用于沉井刃脚内侧与井壁内侧齐平的情况覆土厚度封底部分厚度刃脚高hl刃脚斜宽刃脚壁厚钢筋砼容重γcb素砼容重γc2.290.80.50.450.652523外壁阶梯高抗浮水位埋深盖板厚度覆土重度饱和重度等效重度γs1.800.5182020176.76kN2307.96kN1.5391208≥1，OK！满足抗浮要求土层5土层6土层7土层800000000根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》式6.1.1，沉井穿越土层单位摩阻力标准值的加权平均值：若采用灌砂助沉fka=10kPa地下水浮托力标准值Ffw,k=（注：适用于排水施工）（注：若显示输入有误，则表示稳定水位高于沉井顶，应重新输入）（注：若显示输入有误，则表示稳定水位高于沉井顶，应重新输入）（注：灌砂助沉，fka取7.0~10.0）封底部分产生的浮力Ffw,k2=（注：1表示排水，0表示不排水）不排水施工封底混凝土与底板是否有钢筋拉结（注：1表示有，0表示无）（注：仅适用设计水位高于沉井刃脚底情况）（注：多余土层均输0）Ffk1=1219.8kN）Ffk2=1515.51146kNkst1=1.75491372kst2=1.41248932）2.827149197kN/m22.744702076kN/m22.698370354kN/m2地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=（注：准永久值系数规范为0.5，理正软件计算时偏安全取1.0）θ∉[50,60]，警告：不满足规范“宜……”的要求（注：结果取至（三）中Ffk1或Ffk2）（注：下沉稳定系数0.8~0.9）根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》图6.1.1(a)根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》图6.1.1(b)地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=（注：准永久值系数规范为0.5，理正软件计算时偏安全取1.0）（注：结果取至等效内摩擦角工作表）地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=（注：准永久值系数规范为0.5，理正软件计算时偏安全取1.0）（注：摩阻折减系数取0.5~0.7）≥1.05，OK！下沉系数满足要求≥1.05，OK！下沉系数满足要求（注：结果取至等效内摩擦角工作表）（注：结果取至等效内摩擦角工作表）1.657098971kN/m2荷载取设计值进行承载力极限状态的配筋计算，取标准值进行正常使用极限状态的配筋计算（按控制0.2mm裂缝）。由于井壁配筋主要由裂缝控制，故在此仅对正常使用极限状态的配筋计算，略去承载力极限状态的配筋计算。7.4底板底标高-7.4m梁宽梁高0.250.5m（注：结果取至等效内摩擦角工作表）地面堆载引起的侧向压力标准值pk0=（注：准永久值系数规范为0.5，理正软件计算时偏安全取1.0）（注：结果取至等效内摩擦角工作表）（注：查给排水设计手册P266）ft=（C20:1.1；C25：1.27；C30：1.43）（注：准永久值系数规范为0.5，理正软件计算时偏安全取1.0）（注：准永久值系数规范为0.5，理正软件计算时偏安全取1.0）（注：准永久值系数规范为0.5