矩形直线混凝土污水检查井计算方法.docx

    矩形直线混凝土污水检查井计算方法    李凌伟摘   要：管道是公路工程和城市建设的重要组成部分，合理的管底土层承载力是避免管道破坏的重要保障之一为研究管底土层承载力，对管道等效成条形基础、检查井等效成矩形或圆形基础，对管道设计通用图纸有关承载力计算进行详细分析，并给出相关计算步骤Key：管道;承载能力;配筋;抗浮一、工程概况污水管内径D=800mm，污水管壁厚t=0.1，D=80mm，检查井平面尺寸为1200mm×1100mm（内壁尺寸）和2000mm×1900mm（外壁尺寸）井身壁板厚度为400mm，混凝土强度为C30，壁板顶端至自然覆土层表面距离为1000mm，底板厚度为300mm底板平面尺寸与盖板一致，垫层厚度为100mm，垫层超出底板外缘100mm，地下水位-0.5m，修正后的地基承载力特征值fa=173kN/m2（fa=120+1.0×10×（5.8-0.5）=173kN/m2）二、盖板设计盖板尺寸：厚度为300mm，平面长宽分别为2000mm×1900mm（a）荷载计算盖板上覆土重：标准值：20kN/m3×0.7m=14kN/m2设计值：1.2×14kN/m2=16.8kN/m2自然覆土层上传来的活荷载：标准值：24.56kN/m2设计值：1.4×24.56kN/m2=34.38kN/m2盖板自重（折算）：标准值：26×0.3=7.8 kN/m2设计值：1.2×7.8kN/m2=9.36kN/m2（b）盖板内力计算混凝土强度等级取C30，钢筋取HRB400。

盖板上筋保护层厚度为30mm，下筋保护层厚度为35mm因盖板平面长宽分别为2000mm×1900mm，ly/lx=0.95，故盖板按四周简支双向板计算查表得：标准值：Mxk=0.0410×46.36×1.9×2=7.23kN·m，Myk=0.0365×46.36×1.9×2=6.43kN·m设计值：Mx=0.0410×60.54×1.9×2=9.44kN·m，My=0.0365×60.54×1.9×2=8.40kN·mc）查表配筋：上筋：X向和Y向按最小配筋率0.2%配筋，最终选取14@200下筋：X向配筋14@200，Y向配筋14@200经检验，配筋率均大于最小配筋率0.2%三、地基承载力验算（a） 荷载计算盖板自重（折算）：26×0.3=7.8 kN/m22000mm宽的一侧壁板重（单位宽）：25×1.0×4.5×0.40=45kN/m1900mm宽的一侧壁板重（单位宽）：25×1.0×4.5×0.4=45kN/m底板自重：26×0.30=7.80kN/m2底板上排水管垫层自重：20×1.02=20.4kN/m2（把排水管垫层按体积相同原则换算成均布荷载）底板上水重（内侧）：标准值：10×4.5=45kN/m2设计值：1.35×45kN/m2=60.75kN/m2自然覆土层上传来的活荷载：24.56kN/m2池内水侧压力：10×4.8=48kN/m2壁板侧压力（上端）：标准值：（24.56+1.0×10）×tan2（45°-30°/2）+10×1.0=21.52kN/m設计值：1.35×21.52kN/m2=29.05kN/m2壁板侧压力（下端）：标准值：（24.56+5.42×10） ×tan2（45°-30°/2）+10×5.42=80.45kN/m2设计值：1.35×80.45kN/m =108.62kN/m2（b）地基承载力验算地基承载力验算均釆用荷载效应的标准组合。

因为本污水处理井结构对称，且荷载对称，认为地基反力均匀分布，故只需取最不利情况验算地基承载力即可，即：池内有水、池外有土的情况盖板上覆土重：20kN/m3×0.7m×2.0×1.9=53.2kN盖板总重：7.8kN/m2×2×1.9=29.64kN壁板总重：45kN/m×（2×2.0） =180kN45kN/m×（2×1.2）=108kN底板上排水管垫层总重：20.4kN/m2×1.2×1.1=26.93kN底板总重：7.8kN/m2×2.0×1.9=29.64 kN自然覆土层上传来的活荷载：24.56kN/m2×2.0×1.9=93.33kN底板上水总重（内侧）：45kN/m×1.2×1.1=59.4kNp=580.14kN/（2.0m×1.9m） =152.67kN/m2

五、底板计算底板实际尺寸为2000×1900，计算尺寸为1600×1500 （ly/lx=0.9375），四周固端底板厚300mm，上侧混凝土保护层35mm，下侧混凝土保护层40mm盖板上覆土重：20kN/m3× 0.7m×2.0×1.9=53.2kN盖板总重：7.8 kN/m2×2.0×1.9=29.64kN壁板总重：180+108=288kN自然覆土层上传来的活荷载：24.56kN/m2×2.0×1.9=93.33kN板底荷载标准值为464.17/（2.0×1.9）=122.15kN/m2板底荷载设计值为（1.2×370.84+1.4×93.33）/（2.0×1.9） =151.5kN/m2查表得：标准值：Mxk=0.0198×122.15×1.5×1.6=5.81kN·m，Myk=0.0172×122.15×1.5×1.6=5.05kN·m，Mxk°=-0.055×122.15×1.5×1.6=-16.13kN·m，Myk=-0.0528×122.15×1.5×1.6 =-15.48kN·m设计值：Mx=0.0198×151.5×1.5×1.6=7.20kN·m，My=0.0172×151.5×1.5×1.6=6.25kN·m，Mx=-0.055×151.5×1.5×1.6=-20.00kN·m，My°=0.0528×151.5×1.5×1.6 =-19.20kN·m。

混凝土强度等级取C30，钢筋取HRB400，上侧保护层厚度取35mm，下侧保护层厚度取40mm，配筋得：上筋：X向配筋14@200，Y向配筋14@200下筋：X向配筋14@200，Y向配筋14@200经检验，配筋率均大于最小配筋率若考慮孔洞，则认为底板为两端固定，两端自由的板按300mm高，1500mm宽的扁梁来计算，控制截面的弯矩 M=ql2/12=151.5×1.62/12=32.32 kN·m，经检验，前一段配筋满足按此算法的内力要求六、抗浮验算盖板上覆土重：20kN/m3×0.7m×2.0m×1.9m=53.2kN盖板总重：7.8kN/m2×2.0m×1.9m=29.64kN壁板总重：180+108=288kN底板上排水管垫层总重：20.4kN/m2×1.2m×1.1m= 26.93kN底板总重：7.80kN/m2×2.0m×1.9m=29.64kNGik/γhA≥427.41（（10×5.8×2.0×1.9） =1.93>1.05，满足抗浮稳定要求Reference：[1]给排水管底土层的承载力分析— 贺佐跃中山大学地球与环境工程学院  -全文完-。