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圆形沉井计算表格(两次下沉)

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。

企口宽度c=0.3m

第一类截面壁厚d=0.65m

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《规范》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

29.05m

0.75m 2

m 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

244.58

kN/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 ×λ1

=255.91kN/m

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 ×λ2

=284.92kN/m 2

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 ×λ2

=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

0.1650-886.68KN·m/m -813.98KN·m/m 5403.99KN 5178.73

2700mm 2/m 选筋

d25@150

29.30m

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

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 ×λ2

276.28

kN/m 2

ω=q B /q A -1

0.1655-332.82KN·m/m -305.53KN·m/m 2022.31KN/m 1937.76

KN/m

1700

mm 2/m

选筋d20@150

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

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刃脚根部段中心标高计算高度h c =1.5(a+b)=为便于计算取h c =h 5=截面内力：M A = -0.1488qAr2ω =

M B = -0.1366qAr2ω =N A =qAr(1+0.7854ω) =N B =qAr(1+0.5ω) =

截面内力：M A = -0.1488qAr2ω =

M B =-0.1366qAr2ω =N A =qAr(1+0.7854ω) =N B =qAr(1+0.5ω) =

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= 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=

35.15m

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 2

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

ω=q B /q A -1=0.1834-197.03KN·m/m -180.88KN·m/m 1094.00KN/m 1043.95

KN/m

1700mm 2/m

选筋

d20@150

五、纵向弯曲计算（四支点）

90.50KN/m 108.60KN/m 7.550m 685.35KN·m/1328.29KN·m/643.97KN 205.18KN·m/11.86m 7.12m 321.05mm 2/m

5d22622.24mm 2/m 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

27.15KN/m

1700mm 2/m

选筋

d22@200

最大剪力V=0.25πgsrc=最大扭矩T=0.01055gsrc2=

按深梁进行配筋计算L 0=D 0×π/4=

支座截面内力臂Z=0.6×L 0=单位周长井壁自重g=G 0k /(2×L 0+2*b 0)=

设计值g s =k 1×g=

N B =qAr(1+0.5ω) =

沉井井壁中心半径r c =D 0/2=

内力计算：跨中弯矩M 0=0.03524πgsrc2=

支座弯矩M 1=0.0683πgsrc2=

选筋

截面内力：M A =-0.1488qAr2ω =

M B =-0.1366qAr2ω =N A =qAr(1+0.7854ω)= 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=3、计算截面三：计算点标高为井壁中心处

刃脚底部配筋A s1=M 0/(300×Z)=

井壁上端配筋A s2=M 1/(300×Z)=

计算拉力S max =1/4×g s =

按强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=

选筋

七、刃脚计算

1、刃脚向外挠曲计算

90.50KN/m 108.60KN/m 36.20KN/M 23.51KN/M 9.40KN·M/m 146.93KN

（2）沉井开始下沉（首节计算）

井总深H=13.3m 井内径D 1=15m

125

kN/m π= 3.141592654

刃脚斜面与水平线的夹角α=

（1）沉至井深一半（沉井全高计算）单位周长井壁自重g=G 0k /(2×L 0+2×b 0)=

土壤与混凝土的摩擦

角β=

设计值g s =k 1×g=

刃脚斜面部分反力V 2=g s ×b/(b+2a)=

刃脚斜面水平推力H=V 2

tg(α-β)=

水平内力N=H×(D 2-a-b)/2=

对刃脚端部截面中心的外悬臂弯矩M=H×(2/3h 6)=

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×γ

1204.11KN

3175.46KN

刃脚斜面与水平线的夹角α

53°

土壤与混凝土的摩擦角β=20°

66.94KN/m 80.33KN/m 80.33

KN/M 0.60

m 0.60m

刃脚内侧水平推力之和H==24.77KN/M

地基反力合力偏心距d l ==

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

刃脚的斜面高度h l =h 6=

刃脚底端的竖向地基反力R j =g s =

单位周长井壁自重g= G 0/(2×L 0+2×b 0) =

刃脚的入土深度h s =h 1=R j ×h s ×tg(α-β)/(h s

+2a×tg α)h l /(2tg α)-h s ×(3a+2b)/(6h s +12a×tg α)

井壁自重G 0k =G 1k +G 2k =

设计值g s =k 1×g=

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

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

-7230.60KN/M -761.22KN·M/m 168.61KN·M/m -7353.76

KN/M

2953mm 2/m 选筋

d22@1001700mm 2/m

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

0.531.885.60m 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 ×λ1

=842.31

kN/m

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 ×λ1

1654.16

kN/m 2

265718.15KN 521827.23KN -177034.24

≥P tk =5000KN

内侧为构造配筋，面积=

沉井入土深度H=b 1-b 4=

主动土压力合力标准值E epk =1/4×πrH ×F epk =

被动土压力合力标准值E pk =1/4×πrH ×F pk =

稳定验算表达式 ξ（0.8E pk -E epk ）=

B1内力N A2=-q A ×r =强度配筋M A =M A1=

M B =M B1=N A =N A1+N A2=

主动土压力系数λ1=tg 2

(45-φ/2)=被动土压力系数λ2=tg 2(45-φ/2)=

顶管中心至刃脚底距离h f =b-b 4=

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

48.69kN/m 2

径向最大弯矩值M r = =-549.25KN·M 切向最大弯矩值M t = =

-549.25

KN·M

3351mm 2/m

d22@1002200mm 2/m 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

设计值q=1.27×P k =

-0.1979×q×(D 0/2)2