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+0.5×1116)/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<2690/16×16×3.14=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)F1,根据公式F1=0.22γct0β1β2v0.5
γc——砼重力密度(KN/ m3)
t0——200/(T+15),T为砼温度(200/20+15=5.71) β1——有外加剂取1.0,无则取1.2 β2——坍落度修正系数 v——砼浇筑速度m/h
F=0.22×24.5×6×1.0×1.15×0.60.5 =28.8KN/m2 =28800N/106mm2
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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=1.4×6=8.4 KN/m2
故侧压力合计F3= F2 +F1=8.4+28.8=37.2KN/m2 则次钢楞承受的均布荷载 q=bF3=0.45×37.2=16.74KN/m
次楞强度验算,M=1/8ql2=1/8×16.74×4502=423731.25 J=M/Wxj=423731.25/4.49×103=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’= bF1=0.45×28.8=12.96KN/m Ixj=10.87×104mm4 E=2.06×105N/mm2
V=(5 q’l4)/(384E Ixj)=0.309mm 允许[V]=450/900=0.9m>0.309mm 即次楞挠次值满足要求。 关于主楞强度的计算如下:
按连续梁的计算模型,梁端的反力为0.6ql p=0.60ql=0.60×16.74×0.45=4.52KN
按公式计算强度,M=1/4×4.52×1.2=1.356×106N/mm2 J=M/Wxj=423731.25/4.49×103=151N/mm2>205 mm2
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对于主楞的挠度计算,p=0.60q’l=0.60×12.96×0.45 =3.5KN E、Ixj取值如上,则 V=Kw(pl3)/(100E Ixj)=0.309mm
=1.58×(3.5×12003)/(100×2.06×105×2×10.87×104) =1.87mm
允许[V]=1200/900=2.4>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×f N——侧压力
An——螺栓面积(mm2)
F——抗拉强度设计值,取f=0.17KN/mm2 An≥28.8×0.54/0.17=91.5 mm2 则R=√(91.5/3.14) =5.4mm
故螺栓采用直径为Ф12。
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九、沉井内涌水量计算
公式:Q=K〃A〃i
其中:K——渗透系数,取0.172m/d A——水渗流面,即井底面积,706.5m2
K——水力坡度,取h/(h+2t),h按确保沉井不浮的井外 位,即3m前提下计算,取0.455 Q=0.455×706.5×0.172 =55.3 m3/d =0.00064 m3/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/π=22m(从深井到沉井中心) A——基槽面积
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=1.8m 2-2层、5.7m-2.8m=2.9m 2-3层、12.8m-5.7m=7.1m
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2-4层、14.8m-12.8m=2m 渗透系数加权平均值:
K=(3.6×1.8+2.16×2.9+1.66×7.1+1.46×2)×10-4/13.8 =1.989×10-4cm/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=3×1.989×10-4cm/s =3×17.2cm/d =51.6cm/d =0.52m/d
抽水影响半径R=1.95S√(H×K),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=1.95×(4.6+8.3)×√(14.6×0.52) =69.31m(取70m)
Q=1.366K(2H-S)S/(lgR-lgX0)
=1.366×0.52×(2×14.6-12.9) ×12.9/(lg70-lg22) =297m3/d=0.0034m3/秒(渗水量) 深井单位长度进水量q=2πrl√K/15 q=2×3.14×0.325×1×√1.959×10-4/15 =0.001919 m3/秒
故深井滤管长度L=Q/q=1.77m
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