沉井计算书10页

1、沉井计算书滨江区污水预处理厂实施性施工组织设计计算书根据滨江区给排水公司要求、 上海市政工程设计研究院提供的设计图纸、 我公司编制的投标施工组织设计及相关施工规范规程、 及以往同类工程的施工经验， 在原则上遵循招标文件要求及施工投标文件的承诺的施工技术方案的前提下编制滨江区污水预处理厂的实施性施工组织设计。 由于本工程的特殊性， 即本工程的难度及进度关键线路均为集约化沉井的施工， 为了较合理地安排集约化沉井的施工， 给施工组织设计的编制提供较详细的理论依据，特编制本计算书。一、沉井自重计算由于沉井配筋比例高， 自重单位体积重量取2.5T/m (3 25KN/m 3) ，按施工程序的安排，拟在-

2、2.8m及2.0m高程设施工分节，故计算结果 如下：-8.3m-2.8m 重 1205T-2.8m2.0m 重 927T2.0m5.5m 重 583T即沉井总重为 2715T， 沿周长单位长度重量为 27.89T/m， 按沉井三次浇筑，两次下沉井计算，在浇筑到 2.0m 高程时，沿下沉自重为2132T,此时沿周长单位长度自重为 22T/m。二、预制过程中地基处理的计算根据如上计算，在沉井浇筑到2.0m高程时沉井生重2132T，故沿周长单位长度自重为 22T/m 。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素硅垫层+50cm厚粗砂垫层（换土厚度），按一般常规

3、 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2.16X10-4,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170 Kpa（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/m17T/m2=1.41m考虑到施工支架搭设的方便及增加素硅垫层的受力性能，将硅垫 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。

4、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，硅宜按 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3540 m3,加上硅输送泵导管的拆管及移管时间，浇筑完每层需用时间5060min,在低气温季节中，此速度可满足硅初凝的要求

5、。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=兀 Dfh+0.6 兀 D'F(H- h-2.5)= 3.14 X32 X14 X5.5+0.6 X3.14 X31.6 X25 x(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

6、土计算，该层土地基承载力标准值为f k=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 X0.8X31 X3.14=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，第 3 页不计沉井所受浮力，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

7、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2132TGt沉井外壁摩阻力总和，取1116TGt沉井刃脚下支承力 KN ,取16 X0.8 X31 X3.14=1246TGt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

8、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 X1116)/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<2690/16X16 X3.14=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

9、)Fi,根据公式 Fi=0.22 丫 ct0B i B2v0.5丫 c硅重力密度(KN/ m3)t0 200/(T+15),T 为砼温度 (200/20+15=5.71)(3 i 有外加剂取1.0,无则取1.2B 2坍落度修正系数v 砼浇筑速度m/hF=0.22X24.5 X6X1.0X1.15 X0.60.5=28.8KN/m2=28800N/106mm 2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 X6=8.4 KN/m2故侧压力合计F3= F2 +F1=8.4+28.8=3

10、7.2KN/m2则次钢楞承受的均布荷载q=bF3=0.45X37.2 =16.74KN/m次楞强度验算，M=1/8ql2=1/8Xl6.74 X4502=423731.25J=M/Wxj=423731.25/4.49X10 3=94.37N/mm2<205 N/mm2对于其挠度验算，仅计算新浇混凝土的侧压力。q' = bi=0.45X28.8=12.96KN/mIxj=10.87 xi04mm 4E=2.06xl05N/mm 2V=(5 q l 4)/(384E Ixj)=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

11、算如下：按连续梁的计算模型，梁端的反力为 0.6qlp=0.60ql=0.60Xl6.74 X0.45=4.52KN按公式计算强度，M=1/4 X4.52 xi.2=1.356Xl06N/mm 2J=M/Wxj=423731.25/4.49xi03=151N/mm2>205 mm2对于主楞的挠度计算， p=0.60q620.96 X0.45=3.5KNE、 Ixj 取值如上，则V=Kw(pl 3)/(100E Ixj)=0.309mm=1.58X(3.5 X12019)/(100 X2.06 X105X2 X10.87 X104) =1.87mm 第 5 页允许V=1200/900=2.

12、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 xfN 侧压力An螺栓面积(mm 2)F抗拉强度设计值，取 f=0.17KN/mm 2An >28.8 X0.54/0.17=91.5 mm 2贝U R= "(91.5/3.14)=5.4mm故螺栓采用直径为中12。九、沉井内涌水量计算公式：Q=KAi其中：K渗透系数，取0.172m/dA水渗流面，即井底面积，706.5m 2K水力坡度

13、，取h/(h+2t),h按确保沉井不浮的井外 位，即3m前提下计算，取0.455Q=0.455 X706.5 X0.172=0.00064 m 3/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。公式：X0=a/A/兀=22m （从深井到沉井中心）A基梢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 =1.8m2-2 层、5.7m-2.8m =2.9m2-3 层、12.8m-5.7m =7.1m2-4 层、14.8m-12.8m =2m渗透系数加权平均值：K= （3.6X1.8+2.16 X2.9+1.66 X7.1 + 1.46 X2） X10-4/13.8=1.989X10-4cm/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 x1.989X10-4cm/s=3X17.2cm/d=51.6cm/d第#页=0.52m/d抽水影响半径R=1.958vz(HXK),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=1.95X (4.6+8