一体化泵站支护井计算书

一、一体化泵站支护井计算书本工程一体化泵站深度为3.0米，由于距离现状建筑较近，通过设置支护井方式进行支护开挖以减小对现状建筑的影响，支护井为封闭圆形钢筋混凝土结构，基坑深度约3.5米，采用逆作法进行施工对基坑土体进行支护。[计算条件]一、顶管接收井净空尺D=3.5m，采用C30混凝土进行浇筑；二、荷载计算：一体化泵站支护井最大深度约3.5米（按4米进行后续计算），根据地勘资料，施工过程中应做好地下水相关监测工作，若施工时遇有地下水，应采取必要的降水措施，将地下水位降至基坑以下不小于0.5m处，并采取措施，防止其他水源进入基坑，后续按岩土体天然指标计算。根据地勘资料，支护井上部填土层为，填土层容重为20.0kN/m3，内摩擦角φ=25°；填土层以下为粉质粘土层，粉质黏土层天然状态下设计参数如下：容重γ=19.6kN/m³，粘聚力C=19.1kPa，内摩擦角φ=11.3°，则粉质黏土层综合内摩擦角为ϕ=arctan(tanφ+c/γh)=arctan(tan11.3+19.1/19.6*4.0)=24.0°。综上，土层容重按20.0kN/m3，综合内摩擦角按φ=24°进行后续计算。进行土压力计算；地面堆载q=10kN/m2，邻近道路车辆荷载=30kN/m2，该接收井逆作法分段现浇砼护壁时，受力最大处位于井底部，现取工作井最下部一截1米高度作为计算单元进行荷载计算。主动土压力系数Ka=tan2(45-24°/2)=0.422；地面堆载和邻近道路车辆荷载二者取大值，则q=30kN/m2，工作井护壁最大侧向主动土压力P=rhKa+qKa=20x4x0.422+30x0.422=46.42kN/m2，综上，工作井护壁的最大侧压力P偏安全的按50kN/m2进行后续计算。三、根据《建筑施工手册》（第五版）第10.4.5.8条，混凝土护壁厚度t可按下式计算：井壁计算时考虑混凝土达到轴心抗压强度设计值需要一定的龄期，此处计算时考虑龄期的影响，fc按0.3倍规范取值进行后续计算，即fc=0.3x14.3=4.29N/mm2则混凝土护壁厚度t≥1.65x50x3.5/(2x4.29)/1000=0.1m；最终设计取值为t=200mm，满足计算要求，井壁按混凝土护壁计算配筋。四、按混凝土护壁进行计算配筋1.尺寸信息孔洞形状圆形内径D(m)3.500是否存在护壁√锁口长度L1(m)1.000护壁长度L2(m)3.000锁口厚b1(m)0.200护壁厚b2(m)0.200锁口顶端细部尺寸a1(m)0.200锁口顶端细部尺寸a2(m)1.200锁口顶端细部尺寸h1(m)0.000锁口顶端细部尺寸h2(m)0.2002.荷载信息锁口荷载标准值(kPa)50.000护壁荷载标准值(kPa)50.000锁口作用综合分项系数1.250护壁作用综合分项系数1.2503.配筋信息锁口混凝土强度等级C30(后续计算考虑龄期影响，抗压强度按0.3fc取值)锁口钢筋合力点到边缘距离(mm)35锁口钢筋级别HRB400护壁混凝土强度等级C30护壁钢筋合力点到边缘距离(mm)35护壁钢筋级别HRB400锁口外侧弯矩调整系数1.000锁口内侧弯矩调整系数1.000护壁外侧弯矩调整系数1.000护壁内侧弯矩调整系数1.000锁口选筋用钢筋直径12护壁选筋用钢筋直径12内力计算锁口计算锁口最大弯矩=0.0kN·m锁口最大剪力=0.0kN锁口最大轴力=-92.500kN护壁计算护壁最大弯矩=0.0kN·m护壁最大剪力=0.0kN护壁最大轴力=-92.500kN------------------------------------------------------------------------混凝土抗剪计算[锁口]锁口厚度：h=0.200(m)剪力最大值：Vmax=0.000(kN)锁口作用综合分项系数：ks=1.250剪力设计值：V=0.000(kN)混凝土抗拉强度考虑凝期的折减系数取0.3。V<=0.7ftbh0=0.7×1.430x0.3×1000.000×165.000=49549.5(N)=49.5(kN)混凝土抗剪满足要求[护壁]护壁厚度：h=0.200(m)剪力最大值：Vmax=0.000(kN)护壁作用综合分项系数：ks=1.250剪力设计值：V=0.000(kN)混凝土抗拉强度考虑凝期的折减系数取0.3。V<=0.7ftbh0=0.7×1.430x0.3×1000.000×165.000=49549.5(N)=49.5(kN)混凝土抗剪满足要求------------------------------------------------------------------------混凝土抗压计算[锁口]锁口厚度：h=0.200(m)轴力最大值：Nmax=92.500kN(kN)锁口作用综合分项系数：ks=1.250轴力设计值：N=1.250x92.500=115.625(kN)混凝土抗拉强度考虑凝期的折减系数取0.3。V<=fcbh=0.3×14.30×1000.000×200.000=858000(N)=858(kN)混凝土抗压满足要求[护壁]护壁厚度：h=0.200(m)轴力最大值：Nmax=92.500kN(kN)护壁作用综合分项系数：ks=1.250轴力设计值：N=1.250x92.500=115.625(kN)混凝土抗拉强度考虑凝期的折减系数取0.3。V<=fcbh=0.3×14.30×1000.000×200.000=858000(N)=858(kN)混凝土抗压满足要求------------------------------------------------------------------------配筋计算[锁口配筋]取单位宽度(b=1000mm)计算锁口截面厚度h=200(mm)支座弯矩最大值：Mmax1=0.000(kN·m)跨中弯矩最大值：Mmax2=0.000(kN·m)锁口作用综合分项系数：ks=1.250外侧弯矩调整系数：k1=1.000外侧弯矩设计值：M=ksk1Mmax1=0.000(kN·m)内侧弯矩调整系数：k2=1.000内侧弯矩设计值：M=ksk2Mmax2=0.000(kN·m)外侧钢筋计算面积：As1=400(mm2)内侧钢筋计算面积：As2=400(mm2)[护壁配筋]取单位宽度(b=1000mm)计算锁口截面厚度h=200(mm)支座弯矩最大值：Mmax1=0.000(kN·m)跨中弯矩最大值：Mmax2=0.000(kN·m)护壁综合分项系数：ks=1.250外侧弯矩调整系数：k1=1.000外侧弯矩设计值：M=ksk1Mmax1=0.000(kN·m)内侧弯矩调整系数：k2=1.000内侧弯矩设计值：M=ksk2Mmax2=0.000(kN·m)外侧钢筋计算面积：As1=400(mm2)内侧钢筋计算面积：As2=400(mm2)五、考虑内摩擦角差值时配筋计算参照《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS：2015第6.2.3条：当支护井护壁周围区域土质均匀、不存在特别软弱的土质时，可按不同高度截取闭合圆环计算，并假定在互成90°的两点处土的内摩擦角差值为4°~8°（本次按8°进行计算），内力可按下列公式计算：NA=pArc（1+0.7854ω＇）NB=pArc（1+0.5ω＇）MA=-0.1488pArc²ω＇MB=-0.1366pArc²ω＇ω＇=pB/pA-1式中：NA为A截面上的轴力（kN/m）；rc为沉井井壁的中心半径（m）；rc=3.5/2+0.20/2=1.85m。NB为B截面上的轴力（kN/m）；MA为A截面上的弯矩[（kN·m）/m]，以井壁外侧受拉取负值；MB为B截面上的弯矩[（kN·m）/m]；pA、pB为井壁外侧A、B点的水平土压力（kN/m²）。取θB=16°、θA=24°；则B点主动土压力系数kB=tan2(45°-θB/2)=tan2(45°-16°/2)=0.568，A点主动土压力系数kA=tan2(45°-θA/2)=tan2(45°-24°/2)=0.422；pA=（30+4*20）*0.422=46.5kN/m²；pB=（30+4*20）*0.568=62.5kN/m²；ω＇=62.5/46.5-1=0.344；NA=pArc（1+0.7854ω＇）=46.5*1.85*（1+0.7854*0.344）=109.3kN/m；NB=pArc（1+0.5ω＇）=46.5*1.85*（1+0.5*0.344）=100.8kN/m；MA=-0.1488pArc²ω＇=-0.1488*46.5*1.85*1.85*0.344=-8.2kN·m/m；MB=-0.1366pArc²ω＇=-0.1366*46.5*1.85*1.85*0.344=-7.5kN·m/m；------------------------------------------------------------------------由上可知，Nmax=NA=109.3kN/m；Mmax=MA=-8.2kN·m/m。取单位宽度(b=1000mm)计算（1）混凝土抗压计算：护壁厚度：h=0.200(m)轴力最大值：Nmax=109.3(kN)＞第四节计算轴力N=92.5(kN)护壁作用综合分项系数：ks=1.250轴力设计值：B=