一、设计资料1.工程概况地质资料如下图所示，沉井内径D1=12.5米，沉井结构高度H=15.1米，沉井起沉标高低于地面500mm。

抗浮计算时，考虑施工时降水，地下水位于起沉标高下500mm；强度计算时，考虑施工过程中设备已进场，降水可能中止时出现的最高地下水位，即地下水位于原地面下500mm。

施工采用排水法，三次浇注两次下沉。

考虑地面堆载q m=10kPa。

上部第一层土考虑换填砂层。

沉井材料：混凝土强度等级C25；抗渗等级S6；钢筋采用热轧钢筋HRB335，抗拉强度设计值fy=300MPa.企口宽度c=0.3m第一类截面壁厚d=0.65m封底混凝土边缘厚度h7= 1.9m二、抗浮计算井壁自重：（标准值）底板底以上G1k=2×（h1×d+h2×t+h3×c）×（b1+L2）×γ1=2354.70KN刃脚G2k=2×[（h7+h5+h6）×b+a×（h5+h6）+h4×a]×（b1+L2)×γ1=2749.50KN井壁自重G ok=G1K+G2K=5104.20KN底板自重G dk=（L1+2b)×（b1+2b)×γ1=5231.25KN封底混凝土自重G fk= 0.25×[L2-2×（a+b）]×[b2-2×（a+b）]×(h7+h6/2)×23=2382.05KN井壁上土重G tk=h1×（t-D)×（L2+b1)=-15.51KN抗浮验算K f= (G0k+G dk+G fk+G tk)/[γs×L2×b2×(H2-h8-h6/2)/4]= 1.89≥ 1.00满足《规程》抗浮要求三、下沉计算摩阻力计算(标准值)单位面积摩阻力f ka= (h1×f k1+h2×f k2+h3×f k3+h4×f k4+h5×f k5+h6×f k6)/(h1+h2+h3+h4+h5+h6)=16.25KPa总摩阻力F fk= (L2+b2)×(H2-h1+H1-2.5)×f ka=4706.77KN排水下沉系数K st= G0k/F fk= 1.08＞ 1.05满足《规程》下沉要求地基土极限承载力R j=160Kpa排水下沉稳定系数K st,s= G0k/{F fk+0.25×[L2×b2-(L2-2(a+b））×（b2-2（a+b））]×R j}=0.880 =0.8～0.9满足《规程》下沉稳定要求刃脚根部段中心标高(30.33）计算高度hc=1.5(a+b)=0.75m 为便于计算取hc=h5=2m刃脚h 6传来的荷载P A1=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 3)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-c 3)×γs +k 3×q m ×λ1=244.58kN/m 2P A2=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 4)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-c 4)×γs +k 3×q m ×λ1=255.91kN/m 2P B1=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 3)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-c 3)×γs +k 3×q m ×λ2=284.92kN/m2P B2=k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-c 4)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-c 4)×γs +k 3×q m ×λ2=297.88kN/m 2P A =0.5×(P A1+P A2)×(c 3-c 4) =150.15kN/m P B =0.5×(P B1+P B2)×(c 3-c 4)=174.84kN/m 截面受力q A =(k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 01)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-b 01)×γs +k 3×q m ×λ1)×h c +P A=633.66kN/m q B =(k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 01)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-b 01)×γs +k 3×q m ×λ2)×h c +P B =738.19kN/m ω=q B /q A -1=0.1650截面内力：M A =-886.68KN.m M B =-813.98KN.m N A =5403.99KN N B =5178.73KN2700mm 2/m选筋d25@150截面受力：q A =k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 02)×γ2)×λ1+k 4×(b 2-b 02)×γs +k 3×q m ×λ1=237.04kN/m 2q B =k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 02)×γ2)×λ2+k 4×(b 2-b 02)×γs +k 3×q m ×λ2=276.28kN/m 2ω=q B /q A -1=0.1655截面内力：M A =-332.82KN.m/m M B =-305.53KN.m/m N A =2022.31KN/m N B =1937.76KN/m1700mm 2/m选筋d20@150按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=2、计算截面二：取刃脚影响区以上单位高度井壁进行计算，计算点标高为底板底标高（29.30）。

q A r(1+0.5ω) =q A r(1+0.7854ω)= q A r(1+0.5ω) =-0.1488q A r 2ω =1、计算截面一：取刃脚根部以上1.5倍井壁厚度一段进行环向计算 -0.1366q A r 2ω =q A r(1+0.7854ω) = -0.1488q A r 2ω =-0.1366q A r 2ω =截面受力：q A =k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 03)×γ2)×λ1+k 4×(c 2-b 03)×γs +k 3×q m×λ1=126.66kN/m2q B =k 2×(（c 1-c 2)×γ1+(c 2-b 03)×γ2)×λ2+k 4×(c 2-b 03)×γs +k 3×q m ×λ2=149.89kN/m 2ω=q B /q A -1=0.1834截面内力：M A =-197.03KN.m/m M B =-180.88KN.m/m N A =1094.00KN/m N B =1043.95KN/m1700mm 2/m选筋d20@150五、纵向弯曲计算（四支点）单位周长井壁自重g=G 0k /(D 0×π)=107.60KN/m 设计值g s =k 1×g=129.12KN/m 沉井井壁中心半径r c =D 0/2=7.550m 内力计算：跨中弯矩M 0=814.82KN.m 支座弯矩M 1=1579.23KN.m 最大剪力V=765.63KN 最大扭矩T=243.94KN.m 按深梁进行配筋计算L 0=D 0×π/4=11.86m 支座截面内力臂Z=0.6×L 0=7.12m 刃脚底部配筋A s1=M 0/(300×Z)=381.70mm 2/m 5d22井壁上端配筋A s2=M 1/(300×Z)=739.79mm 2/m4d25+2d20由于剪力和扭矩均较小，垂直钢筋按其他工况配置。

六、竖向拉断计算计算拉力S max =1/4×g s=32.28KN/m按强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=1700mm 2/m 选筋d22@2003、计算截面三：计算点标高为井壁中心处（35.15）选筋按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得内外侧均为构造配筋，面积=0.01055g s r c2=选筋-0.1488q A r 2ω =-0.1366q A r 2ω = q A r(1+0.7854ω)= q A r(1+0.5ω) =0.25πg s r c =0.03524πg s r c 2 =0.0683πg s r c 2 =七、刃脚计算1、刃脚向外挠曲计算（1）沉至井深一半（沉井全高计算）单位周长井壁自重g=G 0k /(D 0×π)=107.60KN/m 设计值g s =k 1×g=129.12KN/m 刃脚斜面部分反力V 2=g s ×b/(b+2a)=43.04KN/M 刃脚斜面水平推力H=V 2tg(α-β)=27.95KN/M 对刃脚端部截面中心的向外悬臂弯矩M=H×(2/3h 6)=11.18KN.M/M 水平内力N=H×(D 2-a-b)/2=174.69KN（2）沉井开始下沉（首节计算）井总深H=13.3m 井内径D 1=15m钢筋混凝土容重γ1=25kN/m 3π= 3.141592654°°20刃脚斜面与水平线的夹角α=53土壤与混凝土的摩擦角β=井壁自重：（标准值）底板底以上G 1k = ((D 2-d)×h 1×d+D 0×h 2×t+(D 1-c)×h 3×c+0.5×(D 1-c)×c×c+D 0×h 4×t)×π×γ1=1971.35KN刃脚G 2k = ((D 2-a-b)×h 5×(a+b)+(D 2-a)×h 6×a+0.5×(D 2-2×a-b)×h 6×b)×π×γ1=1204.11KN 井壁自重G 0k = G 1k +G 2k=3175.46KN 刃脚斜面与水平线的夹角α=53°土壤与混凝土的摩擦角β=20°单位周长井壁自重g= G 0/(D 0×π) =66.94KN/m 设计值g s = k 1×g =80.33KN/m 刃脚底端的竖向地基反力R j = g s=80.33KN/M 刃脚的斜面高度h l =h 6=0.60m 刃脚的入土深度h s =h l=0.60m刃脚内侧水平推力之和H=R j ×h s ×tg(α-β)/(h s +2a×tg α)=24.77KN/M地基反力合力偏心距d l =h l /(2tg α)-h s ×(3a+2b)/(6h s +12a×tg α)=0.13m对刃脚端部截面中心的向外悬臂弯矩M =H×(h l -h s /3)+R j ×d l=20.12KN.M/M水平内力N= H×(D 2-a-b)/2 =154.82KN2、刃脚向内挠曲计算刃脚根部侧压力P A = k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 3)×γ2)×λ+k 4×(b 2-b 3)×γs +k 3×q m ×λ=263.19kN/m 2刃脚底部侧压力P B = k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 4)×γ2)×λ+k 4×(b 2-b 4)×γs +k 3×q m×λ =275.27kN/m 2刃脚竖向向内弯曲受力M= 1/6（2×P B +P A ）×h 6×h 6=48.82KN.M/M2700mm 2/m选筋d25@150据上述计算结果，按强度配筋，由理正软件计算得刃脚内外侧垂直配筋及刃脚环向配筋均为构造配筋，面积=按承载能力配筋：刃脚内外侧垂直配筋及刃脚环向配筋为构造配筋八、顶力作用下井壁计算不算N B1=0.00KN/M井周土压力q A =k 2×(（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b)×γ2)×λ+k 4×(b 2-b)×γs +k 3×q m ×λ=957.70kN/m 2内力N A2= -q A ×r=-7230.60KN/M 强度配筋M A = M A1=-761.22KN.M/M M B = M B1=168.61KN.M/M N A = N A1+N A2=-7353.76KN/M2953mm 2/m 选筋d22@1001700mm 2/m选筋d22@150九、顶力作用下土体稳定计算刃脚底部等值内摩擦角φ=17.79°主动土压力系数λ1= tg 2(45-φ/2) =0.53被动土压力系数λ2= tg 2(45-φ/2) = 1.88顶管中心至刃脚底距离h f = b-b 4 =5.60m 沉井入土深度H= b 1-b 4 =53.20m折减系数ξ= （h f -│h f -H/3│)/h f=-1.17主动土压力标准值F epk = (（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 4)×γ2)×λ1+(b 2-b 4)×γs +q m ×λ1=842.31kN/m 2被动土压力标准值F pk = (（b 1-b 2)×γ1+(b 2-b 4)×γ2)×λ2+(b 2-b 4)×γs +q m ×λ1=1654.16kN/m2主动土压力合力标准值E epk = 1/4×πrH×F epk =265718.15KN 被动土压力合力标准值E pk = 1/4×πrH×F pk =521827.23KN 稳定验算表达式ξ（0.8E pk -E epk ）=-177034.24KN≥P tk =5000KN内侧为构造配筋，面积=按压弯构件强度配筋，由理正软件计算得外侧配筋面积=十、底板计算（简支考虑）自重产生的 底板反力标准值q k =（G 0k +G tk )/（0.25×π×D 2×D 2）=38.34kN/m 2设计值q= 1.27×P k=48.69kN/m 2径向最大弯矩值M r = -0.1979×q×(D 0/2)2 =-549.25KN.M/M 切向最大弯矩值M t = -0.1979×q×(D 0/2)2=-549.25KN.M/M3351mm 2/md22@1002200mm 2/md22@150下层选筋下层构造配筋面积=由理正软件计算得上层配筋面积=上层选筋。