沉井计算书10页Word文档格式.docx
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根据施工安排，拟沉井预制底高程面控制为2.0m，刃脚下部采用20cm厚C20素砼垫层+50cm厚粗砂垫层（换土厚度），按一般常规计算，换土层、垫层及其他临时加载的自重取2T/m2。
综上两项，沉井到完成第二次浇筑时，对地基沿周长单位长度的压力为24T/m。
此时下处于地质编号为2-2层，该层土的相关力学性能为：
渗透系数2.16×
10-4，地基承载力标准值fk=170Kpa，沉井外壁与土体间的单位摩阻力qs=25Kpa。
在此次的计算中，承载力取标准承载力值即为170Kpa（即17T/m2）。
由于如上计算则可计算垫层最小有效受力宽度为
24T/m
=1.41m
17T/m2
考虑到施工支架搭设的方便及增加素砼垫层的受力性能，将砼垫层宽度考虑取值1.8m，其中为便于垫在起沉时的破除，需按5m间距设置沿直径方向的施工缝。
具体基地布置如下图示。
三、每层浇筑的混凝土拌和物用量
按施工规程的相关要求，砼宜按30cm左右一层沿垂直方向分层浇筑，考虑到沉井第一次浇筑时，结构宽度为1.0m至-2.8m，上部结构宽度分别为0.8m和0.6m。
故要计算混凝土拌和物的供应及浇注工艺时，主要考虑务必满足第一次浇筑即可。
根据计算。
按30cm每层浇筑时，每层混凝土量为29.2m3，可采用两台750型电子计量拌和设备拌制沉井用混凝土拌和物，根据常规施工及拌和机的相关性能参数，两台750型拌和机每小时可出料35~40m3，加上砼输送泵导管的拆管及移管时间，浇筑完每层需用时间50~60min，在低气温季节中，此速度可满足砼初凝的要求。
第一次浇筑高度为5.5m，按如上计算，浇筑第一节需连续18小时。
四、沉井下沉的下沉系数计算
按有关同类工程的计算经验，沉井下基本均在下沉5m左右后达到摩阻力大值，按下沉5m的深度估算，沉井可以较快下沉。
此处计算基本沉至-8.3m高程时的摩阻力，根据经验公式，本工程按沉井外壁为阶梯状的计算公式计算如下：
T‘f=πDfh+0.6πD’f’（H-h-2.5）
＝3.14×
32×
14×
5.5+0.6×
3.14×
31.6×
25×
（10.3-5.5-2.5）
＝7737+3423
＝11160KN（1116T）
另沉井底部刃脚所承受的竖向支承力计算按沉井进入2-4层土计算，该层土地基承载力标准值为fk=160KPA，但该层土距其下层淤泥质粘土层只有约50cm厚一层，故其计算承载力取上下2层的平均值，为100KPA。
桩底受力面积按0.8m宽度计算，计算为如下：
N=100×
0.8×
31×
3.14=7782KPA（778T）
按如上计算，沉井下沉到-8.3高程后的阻力为1116+778=1894T
另由于沉井在下沉时采用的是排水下沉，故在计算下沉系数时，不计沉井所受浮力，具体如下：
K=2132/1894=1.126>
1.05
故认为沉井可以下沉。
但因下沉系数大于规范值，且沉井刃脚下层土质即为淤泥质粘土层，故在沉井封底施工时有可能面临沉井超沉问题，需在方案中予以考虑。
五、沉井下沉稳定系数计算
按计算公式，K0=Gt/（Rf+R1+R2）
Gt——沉井总重KN，取2132T
Gt——沉井外壁摩阻力总和，取1116T
Gt——沉井刃脚下支承力KN，取16×
3.14=1246T
Gt——沉井内部隔墙及支撑梁的支承力，本沉井无此支承力
K0=2132/1116+1246=2132/2362=0.9<
1.0
故依据计算，认为沉井可以稳定。
六、施工中的沉井抗浮稳定计算
在沉井封底施工完成后，即应该考虑沉井由于外侧水位的上深而增加沉井的浮力，此处仅计算底板施工即底板加载之前，沉井最不利抗浮的情况下的稳定性。
按公式Kw=G+0.5Tf/Pfw≥1.1
其中Tf——总摩阻力
Pfw——沉井所受浮力
Pfw=（2132+0.5×
1116）/1.1=2690T
封底后沉井浮力按圆筒计算，则井外水位高度限度计算为：
h<
2690/16×
16×
3.14=3.35m
即沉井封底后，沉井外的水位应不高于封底砼底标高以上3.35m。
但由于沉井底板的加载及沉井内部的加载，沉井本身由于不断的加载而不断增加其抗浮性能。
具体应在沉井的施工过程中，根据加载的速度及沉井外水位的观测随时计算以正确指导施工。
七、模板侧压力及支撑钢楞的计算
新浇混凝土的侧压力（混凝土以60cm为每次计算单位）F1,根据公式F1=0.22γct0β1β2v0.5
γc——砼重力密度（KN/m3）
t0——200/（T+15）,T为砼温度（200/20+15=5.71）
β1——有外加剂取1.0，无则取1.2
β2——坍落度修正系数
v——砼浇筑速度m/h
F=0.22×
24.5×
6×
1.0×
1.15×
0.60.5
=28.8KN/m2
=28800N/106mm2
根据模板布置，次楞计算间距为0.45m，主楞计算间距为1.2m。
则次楞的相关计算如下：
倾倒混凝土的侧压力F2，取6KN/m2，分项系数取1.4，则
F2=1.4×
6=8.4KN/m2
故侧压力合计F3=F2+F1=8.4+28.8=37.2KN/m2
则次钢楞承受的均布荷载
q=bF3=0.45×
37.2=16.74KN/m
次楞强度验算，M=1/8ql2=1/8×
16.74×
4502=423731.25
J=M/Wxj=423731.25/4.49×
103=94.37N/mm2
<
205N/mm2
对于其挠度验算，仅计算新浇混凝土的侧压力。
q’=bF1=0.45×
28.8=12.96KN/m
Ixj=10.87×
104mm4
E=2.06×
105N/mm2
V=（5q’l4）/（384EIxj）=0.309mm
允许[V]=450/900=0.9m>
0.309mm
即次楞挠次值满足要求。
关于主楞强度的计算如下：
按连续梁的计算模型，梁端的反力为0.6ql
p=0.60ql=0.60×
0.45=4.52KN
按公式计算强度，M=1/4×
4.52×
1.2=1.356×
106N/mm2
103=151N/mm2>
205mm2
对于主楞的挠度计算，p=0.60q’l=0.60×
12.96×
0.45
=3.5KN
E、Ixj取值如上，则
V=Kw（pl3）/（100EIxj）=0.309mm
=1.58×
（3.5×
12019）/（100×
2.06×
105×
2×
10.87×
104）
=1.87mm
允许[V]=1200/900=2.4>
1.87
即主楞挠度值亦满足要求。
八、对拉螺栓的计算
考虑到支架及模板的相关参数，按初步确定对拉螺栓水平间距0.45m，垂直间距1.2m，具体布置详见模板设计图，即每四只螺杆之间加固的面积为0.54m2,计算公式如下：
N≤An×
f
N——侧压力
An——螺栓面积（mm2）
F——抗拉强度设计值，取f=0.17KN/mm2
An≥28.8×
0.54/0.17=91.5mm2
则R=√（91.5/3.14）
=5.4mm
故螺栓采用直径为Ф12。
九、沉井内涌水量计算
公式：
Q=K·
A·
i
其中：
K——渗透系数,取0.172m/d
A——水渗流面，即井底面积,706.5m2
K——水力坡度，取h/（h+2t）,h按确保沉井不浮的井外
位，即3m前提下计算，取0.455
Q=0.455×
706.5×
0.172
=55.3m3/d
=0.00064m3/s
十、滤鼓的滤管长度计算
L=Q/q=0.00064/0.001919=0.33m
十一、深井渗水量计算
由于属无压完整井，故按轻型井点一般公式计算。
x0=√A/π=22m（从深井到沉井中心）
A——基槽面积
初步布置本工程使用4只深井，深度16m，直径65cm，造孔直径120cm，地下水位深度1.0m。
各土质层厚度如下（ZK7钻孔样）：
2-1层、2.4m-0.6m=1.8m
2-2层、5.7m-2.8m=2.9m
2-3层、12.8m-5.7m=7.1m
2-4层、14.8m-12.8m=2m
渗透系数加权平均值：
K=（3.6×
1.8+2.16×
2.9+1.66×
7.1+1.46×
2）×
10-4/13.8
=1.989×
10-4cm/s
=17.2cm/d
实际由于受周边河道等自然水影响，K值取试验值的3倍计算。
即K=3×
1.989×
=3×
17.2cm/d
=51.6cm/d
=0.52m/d
抽水影响半径R=1.95S√（H×
K）,其中S为原地下水位高至降水后的水位高差，K为渗透系数，H为含水层厚度。
R=1.95×
（4.6+8.3）×
√（14.6×
0.52）
=69.31m（取70m）
Q=1.366K（2H-S）S/（lgR-lgX0）
=1.366×
0.52×
（2×
14.6-12.9）×
12.9/（lg70-lg22）
=297m3/d=0.0034m3/秒（渗水量）
深井单位长度进水量q=2πrl√K/15
q=2×
0.325×
1×
√1.959×
10-4/15
=0.001919m3/秒
故深井滤管长度L=Q/q=1.77m
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