沉井计算书
一、设计要求
1、沉井的设计要求符合国家有关规定和标准,满足工程的使用要求。
2、沉井的设计要考虑到施工的安全性和经济性,尽量减少施工难度和成本。
3、沉井的设计要考虑到施工的便利性和维护的方便性,方便施工和维护。
二、设计参数
1、沉井的深度:10m
2、沉井的直径:2.5m
3、沉井的设计荷载:100kN
4、沉井的设计寿命:50年
5、沉井的设计强度等级:C30
三、计算方法
1、沉井的承载力计算
沉井的承载力计算采用极限平衡法,按照《地基与基础设计规范》(GB50007-2011)的要求进行计算。
(1)沉井的自重
沉井的自重按照下列公式计算:
G = π/4 × D2 × H × γ
其中,G为沉井的自重,D为沉井的直径,H为沉井的深度,γ为土的重度。
取γ=20kN/m3,代入公式得:
G = π/4 × 2.52 × 10 × 20 = 785.4kN
(2)沉井的侧阻力
沉井的侧阻力按照下列公式计算:
Qs = Ks × π/4 × D2 × L × γ
其中,Qs为沉井的侧阻力,Ks为侧阻力系数,D为沉井的直径,L为沉井的长度,γ为土的重度。
取Ks=1.0,L=2.5m,代入公式得:
Qs = 1.0 × π/4 × 2.52 × 2.5 × 20 = 98.2kN
(3)沉井的端阻力
沉井的端阻力按照下列公式计算:
Qb = Kb × Ab × σb
其中,Qb为沉井的端阻力,Kb为端阻力系数,Ab为沉井的底面积,σb为土的承载力。
取Kb=1.0,Ab=π/4 × 2.52 = 4.91m2,σb=150kPa,代入公式得:
Qb = 1.0 × 4.91 × 150 = 736.5kN
(4)沉井的承载力
沉井的承载力按照下列公式计算:
Qc = G Qs Qb
其中,Qc为沉井的承载力,G为沉井的自重,Qs为沉井的侧阻力,Qb为沉井的端阻力。
代入公式得:
Qc = 785.4 98.2 736.5 = 1620.1kN
2、沉井的稳定性计算
沉井的稳定性计算采用平衡法,按照《地基与基础设计规范》(GB50007-2011)的要求进行计算。
(1)沉井的倾覆稳定性
沉井的倾覆稳定性按照下列公式计算:
Mr = Qc × H/2
其中,Mr为沉井的倾覆抗力矩,Qc为沉井的承载力,H为沉井的深度。
代入公式得:
Mr = 1620.1 × 10/2 = 8100.5kN·m
Mf = W × H/2
其中,Mf为沉井的倾覆力矩,W为沉井的侧向风荷载。
取W=0,代入公式得:
Mf = 0
沉井的倾覆稳定性满足要求。
(2)沉井的滑移稳定性
沉井的滑移稳定性按照下列公式计算:
Fs = Qc × tan(φ)
其中,Fs为沉井的滑移抗力,Qc为沉井的承载力,φ为土的内摩擦角。
取φ=30°,代入公式得:
Fs = 1620.1 × tan(30°) = 936.2kN
Ff = W
其中,Ff为沉井的滑移力,W为沉井的侧向风荷载。
取W=0,代入公式得:
Ff = 0
沉井的滑移稳定性满足要求。
四、结论
根据以上计算结果,可得出以下结论:
1、沉井的承载力为1620.1kN,满足设计要求。
2、沉井的倾覆稳定性和滑移稳定性均满足要求。
因此,沉井的设计方案可行。"