工作井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、1.設(shè)計(jì)條件1.1工程概況本計(jì)算書為中山市沙溪鎮(zhèn)東南片區(qū)排水主干管工程頂管工作井、接收井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先進(jìn)行四周外側(cè)及井底的水泥攪拌樁施工,樁身達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,再開挖基坑施工護(hù)壁成井?；用块_挖1m深度土，現(xiàn)澆一節(jié)1m圓形護(hù)壁。本設(shè)計(jì)以最大深度工作井和最大深度接收井為控制設(shè)計(jì)。已知：設(shè)計(jì)地面標(biāo)高：5.80m，井壁底標(biāo)高：工作井為-1.19m，接收井為-1.69m。擬定工作井尺寸：，擬定接收井尺寸：，1.2井身材料混凝土：采用C30，。鋼筋：鋼筋直徑d10mm時，采用R235鋼筋，；d10mm時，采用熱軋鋼筋HBR335，。1.3地質(zhì)資料地質(zhì)資料如下表1所示，地下

2、水位高度為3.2m，即井外水位高度為3.2m，井底以下4米采用攪拌樁處理，則井底下地下水位高度為：工作井-5.2m、接收井-5.69m。 表1 土的物理力學(xué)指標(biāo) 巖土名稱標(biāo)高（m）天然容重（）粘聚力c(kPa)內(nèi)摩擦角（）承載力征值qp (kPa)素填土5.81.718.5515120粉質(zhì)黏土1.7-0.5418.319.3111.36150砂質(zhì)黏性土-0.54-4.716.715.1320.84180 圖1-1 工作井、接收井示意圖2.井壁水平框架的內(nèi)力計(jì)算及結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算將井壁簡化成平面圓形閉合剛架計(jì)算，計(jì)算截面取井壁底部1米一段進(jìn)行環(huán)向計(jì)算，不考慮四周攪拌樁支護(hù)的作用。2.1工作井井壁內(nèi)力

3、計(jì)算及配筋2.1.1按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算2.1.1.1外力計(jì)算（1）水土壓力計(jì)算（考慮地下水作用）井外側(cè)地面堆載按考慮。根據(jù)給水排水工程鋼筋混凝土沉井結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程CECS137-2002第6.2.3條，并假設(shè)同一標(biāo)高的水平截條上沿井壁互成90的兩點(diǎn)土的內(nèi)摩擦角相差5，計(jì)算區(qū)域井壁A、B點(diǎn)外側(cè)水平向水土壓力：圖2-1 土壓力分布示意圖井壁外側(cè)水平向土壓力采用郎金主動土壓力計(jì)算值，地下水位以下土采用浮容重。計(jì)算公式如下： 式中：地面上堆載，取。 土的容重加權(quán)平均值，地下水位以下土采用浮容重，那么有 土內(nèi)摩擦角加權(quán)平均值， 土的粘聚力加權(quán)平均值， 所計(jì)算點(diǎn)離填土面的深度（m）。 井壁側(cè)向水壓力

4、采用全部靜水壓力，即，為水的容重，取10。則則工作井井壁外側(cè)水平向的水土壓力為：計(jì)算系數(shù)為：2.1.1.2井壁環(huán)向截面內(nèi)力計(jì)算截面上彎矩（井壁外側(cè)受拉為正）： 截面上壓力：圖2-2 截面彎矩分布圖2.1.1.3結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算按壓彎構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度配筋計(jì)算：保護(hù)層厚度為40mm，設(shè)，C30混凝土，HRB335鋼筋，查表得初始偏心距 附加偏心距 偏心距增大系數(shù) ，取1.0，取1.0故確定混凝土受壓區(qū)高度先按大偏心受壓求：，且屬于大偏心受壓構(gòu)件。 按構(gòu)造鋼筋配置，內(nèi)外鋼筋選用20200，實(shí)際配筋面積為;縱向按構(gòu)造鋼筋配置，選用16200。2.1.2按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算2.1.2.1內(nèi)力計(jì)算截面上彎矩

5、（井壁外側(cè)受拉為正）： 截面上壓力：2.1.2.2結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算按壓彎構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度配筋計(jì)算，控制裂縫寬度0.3mm。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第8.1.2條： 混凝土采用C30，鋼筋采用HRB335， ，取0.01偏心受壓構(gòu)件，求 ，取1.0偏心受壓構(gòu)件 故內(nèi)外鋼筋選用20200。工作井井壁配筋圖見2-2所示。2.2接收井井壁內(nèi)力計(jì)算及配筋同上“工作井井壁內(nèi)力計(jì)算及配筋”計(jì)算方法相同，內(nèi)力及配筋結(jié)構(gòu)如下表2所示,井壁配筋圖見2-3所示?？v向按構(gòu)造鋼筋配置，選用12200。極限狀態(tài)設(shè)計(jì)控制彎矩設(shè)計(jì)控制壓力鋼筋選用承載能力極限狀態(tài)-17.00276.9216200正常使用極限狀態(tài)-13.38218.041

6、6200圖2-2 工作井井壁配筋示意圖 圖2-3 接收井井壁配筋示意圖3.封底混凝土混凝土計(jì)算3.1工作井封底3.1.1荷載計(jì)算封底混凝土容重取,厚4m,按不排水情況計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)值：3.1.2封底厚度計(jì)算計(jì)算半徑：板中彎矩：故厚度取本設(shè)計(jì)中封底采用水泥土攪拌樁，封底厚度為400cm，故滿足要求。3.2接收井封底封底混凝土容重取,厚4m,按不排水情況計(jì)算。標(biāo)準(zhǔn)值：設(shè)計(jì)值：3.1.2封底厚度計(jì)算計(jì)算半徑：板中彎矩：故厚度取本設(shè)計(jì)中封底采用水泥土攪拌樁，封底厚度為400cm，故滿足要求。4.鋼筋混凝土底板計(jì)算4.1工作井底板計(jì)算4.1.1荷載計(jì)算底板厚度采用600mm。水托浮力產(chǎn)生的底板反力（

7、標(biāo)準(zhǔn)值）設(shè)計(jì)值：設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的板中彎矩：標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的板中彎矩：4.1.2配筋計(jì)算（1）上層鋼筋按純彎計(jì)算，按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行配筋。查表得，取 按構(gòu)造鋼筋配置，選用25150，實(shí)際配筋面積As=2945mm2。（1）下層鋼筋因簡支板支座彎矩為0，故按構(gòu)造鋼筋配置，選用20200。4.1.3裂縫寬度計(jì)算按純彎計(jì)算，裂縫寬度控制在0.25mm。由混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范第8.1.2條： 混凝土采用C30，鋼筋采用HRB335， ，取0.01 受壓構(gòu)件 故上層鋼筋選用25150，裂縫寬度。下層鋼筋按構(gòu)造鋼筋配置，鋼筋選用20200。工作井鋼筋混凝土底板配筋見圖4-1所示。4.1接收井底板計(jì)算同“工作井底板

8、計(jì)算”方法，計(jì)算結(jié)果如下：（1）上層配筋： 按承載能力極限狀態(tài)計(jì)算得到的結(jié)果：20200；按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算得到的結(jié)果：20200。（2）下層配筋：按構(gòu)造鋼筋配置，選用18200。接收井鋼筋混凝土底板配筋見圖4-2所示。圖4.1 工作井底板配筋圖 圖4.2 接收井底板配筋圖5.抗浮驗(yàn)算5.1工作井抗浮驗(yàn)算5.1.1工作井自重封底后，工作井抗浮驗(yàn)算時，工作井重除井壁重量外，尚應(yīng)包括井壁頂砌磚重、井底水泥土攪拌樁重和底板重。水泥攪拌樁容重按計(jì),鋼筋混凝土底板容重按計(jì)，砌磚容重按。井壁重：砌磚重：底板重：水泥土攪拌樁重：總重：5.1.2浮力浮力為：5.1.3抗浮安全系數(shù)（不考慮井壁反摩阻力），抗浮能力滿足要求。5.2接收井抗浮驗(yàn)算同上“工作井抗浮驗(yàn)算”計(jì)算方法，抗浮安全系數(shù)?？垢∧芰M足要求。6.地基承載力驗(yàn)算6.1工作井地基承載力驗(yàn)算工作井?dāng)嚢铇斗?/p>