DL5077-1997 水工建筑物荷载设计规范

.1.1水工建筑物（结构)的自重标准值，可按结构设计尺寸与其材料重度计算确定。水工建筑物 常用材料的重度可参照附录B中表B1采用

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8.1.2天体积混凝王结构的材料重度，应根据选定的混凝王配合比通过试验确定。当无试验资料 时，可采用23.5~24.0kN/m，或根据骨料重度、粒径按附录B中表B2采用。 6.1.3土坝（含土坝和堆石坝的防渗土体）的材料重度，应根据设计计算内容和土体部位的不同， 分别采用湿重度、饱和重度或浮重度，其数值可根据压实干重度、含水量和孔隙率换算得出。堆石 坝的材料重度应根据堆石部位的不同，分别采用压实干重度或浮重度， 土石坝土体和堆石体的压实干重度应由压实试验确定。中、小型土石坝在初步计算缺乏资料 时，其压实干重度可按附录B表B3采用，但最终应根据试验资料予以修正。

路桥管理及其他表6.1.4建筑物（结构）自重的作用分项系数

6.2.1永久设备的自重标准值采用设备的铭牌重量。 6.2.2永久设备自重的作用分项系数，当其作用效应对结构不利时应采用1.05，有利时应采用 0.95。

于建筑物（结构）表面某点处的静水压强应按下立

式中Pur计算点处的静水压强（kN/m）； H一计算点处的作用水头（m），按计算水位与计算点之间的高差确定； 水的重度（kN/m），一般采用9.81kN/m，对于多泥沙河流应根据实际情况确定。 7.1.2应区分水工建筑物不同的设计状况，分别按待久设计状况、短暂设计状况和偶然设计状况 下的计算水位确定相应的静水压力代表值。 7.1.3静水压力（包括外水压力）的作用分项系数应采用1.0

7.2枢纽建筑物的静水压力

定确定： （1)持久设计状况，上游采用水库的正常蓄水位（或防洪高水位），下游采用可能出现的不利水位； (2）偶然设计状况，上游采用水库的校核洪水位，下游采用水库在该水位泄洪时的水位； （3）短暂设计状况，采用设计预定该建筑物在检修期的上、下游水位

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注：与地震作用组合时的静水压力代表值，其计算水位应按18.3的有关规定确定 7.2.2对于泄水建筑物的首部挡水结构，其静水压力代表值的计算水位可按7.2.1所规定的上游 计算水位采用。

（1）持久设计状况，采用厂房的设计洪水位； （2）偶然设计状况，采用厂房的校核洪水位； (3)厂房在施工、机组检修等短暂设计状况下的计算水位，按SD335一89《水电站厂房设计规 范》的有关规定确定。 7.2.4水工隧洞、压力管道及调压室等建筑物在各种设计状况下静水压力代表值的计算水位，应 根据水库特征水位结合建筑物具体运用条件，按照各类水工结构设计规范的规定确定。 7.2.5临时性水工建筑物以及坝体在施工期渡汛时静水压力代表值的计算水位，应根据有关设计 规范所规定的洪水标准计算确定

7.3水工闸门的静水压力

7.3.1水工闸门在各种设计状况下静水压力代表值的计算水位，应根据闸门的不同运用条件确定。 7.3.2设置在发电、供水、泄水和排沙等建筑物进水口（或泄水道内）的工作闸门或事故闸门，其持 设计状况和偶然设计状况下静水压力代表值的计算水位，应按7.2.1所规定的上游计算水位采 用。对于溢洪道露顶式工作闸门，可不考虑偶然设计状况。 7.3.3设置在船闸上闸首的工作闸门，持久设计状况下静水压力代表值的计算水位应采用正常蓄 水位或最高通航水位；偶然设计状况应采用校核洪水位或最高挡水位。 7.3.4设置在泄水道、船闸等建筑物以及水电站引水道的进水口、尾水管出口等处的上、下游检修闸 门，其短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位，应采用设计预定该建筑物检修时的上、下游水位。 7.3.5导流底孔和其他临时性挡水建筑物的闸门，应根据其临时挡水的洪水标准以及闸门的运用 条件，确定相应短暂设计状况下静水压力代表值的计算水位。

7.4管道及地下结构的外水压力

7.4.1混凝土坝坝内钢管放空时各计算断面的外水压力标准值可按以下规定确定： （1)钢管起始断面的外水压力为αywH，钢管与下游坝面相接处的外水压力为零，其间压力沿 管轴线按直线规律分布； (2)起始断面作用水头H的计算水位宜采用正常蓄水位，折减系数α可根据钢管外围的防渗、 排水及接触灌浆等情况采用1.0~0.5。 7.4.2计算地下结构外水压力标准值时所采用的设计地下水位线，应根据实测资料，结合水文地质

Pek = βe YwH.

Pek一作用于衬砌上的外水压强标准值（kN/m）； β一外水压力折减系数，按附录C采用； H。—作用水头（m），按设计采用的地下水位线与隧洞中心线之间的高差确定 当无压隧洞和地下洞室设置排水措施时，可根据排水效果和排水设施的可靠性对计算外水 程类比或渗流计算分析确定

式中 Pek——作用于衬砌上的外水压强标准值（kN/m）： β——外水压力折减系数，按附录C采用； H作用水头(m），按设计采用的地下水位线与

7.4.4当无压隧洞和地下洞室设置排水措施时，可根据排水效果和排水设施的可靠性对计算外水 压力标准值的作用水头作适 流计算分析确定

压力标准值的作用水头作适当折减，其折减

7.4.5对于有钢板衬砌的压力隧洞，可按下

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（1)对于埋深较浅且未设排水措施的压力隧洞，其外水压力作用水头宜按设计地下水位与管道 中心线之间的高差确定； (2)当压力隧洞的顶部或外侧设置排水洞时，可在考虑岩层性能及排水效果的基础上，根据工 程类比或渗流计算分析，对排水洞以上的外水压力作用水头作适当折减； （3）当钢衬外围设置排水管时，可根据排水措施的长期有效性，采用工程类比法或渗流计算，综 合分析确定外水压力作用水头

8.1.1混凝土坝、水闸和水电站厂房等建筑物的扬压力，应按垂直作用于计算截面全部截面 的分布力计算。

布力计算。 2作用于建筑物计算截面上的扬压力分布图形，应根据不同的水工结构型式，上、下游计算水 也基地质条件及防渗、排水措施等情况确定。 确定扬压力分布图形时的上、下游计算水位，应与计算静水压力代表值的上、下游计算水位一致， 3计算截面上的扬压力代表值，应根据该截面上的扬压力分布图形计算确定。其中，矩形部 合力为浮托力代表值.其余部分的合力为渗透压力代表值。对于在坝基设置抽排系统的情况

8.1.2作用于建筑物计算截面上的扬压力分布图形，应根据不同的水工结构型式，上、下游计算水

确定扬压力分布图形时的上、下游计算水位，应与计算静水压力代表值的上、下游计算水位一致。 3.1.3计算截面上的扬压力代表值，应根据该截面上的扬压力分布图形计算确定。其中，矩形部 分的合力为浮托力代表值，其余部分的合力为渗透压力代表值。对于在坝基设置抽排系统的情况， 主排水孔之前的合力为扬压力代表值：主排水孔之后的合力为残余扬压力代表值，

8.2.1岩基上各类混凝土坝坝底面的扬压力分布图形可按下列三种情况分别确定：

8.2.1岩基上各类混凝土坝坝底面的扬压力分布图形可按下列三种情况分别确定： （1)当坝基设有防渗惟幕和排水孔时，坝底面上游（坝鐘）处的扬压力作用水头为H，排水孔中 心线处为H，十α（H一H），下游（坝趾）处为H，其间各段依次以直线连接见图8.2.1（a）、（b）、 (c）、（d）]; （2）当坝基设有防渗幕和上游主排水孔，并设有下游副排水孔及抽排系统时，坝底面上游处 的扬压力作用水头为H，主、副排水孔中心线处分别为αHi、2H2，下游处为H2，其间各段依次以 直线连接[见图8.2.1（e）； （3)当坝基未设防渗惟幕和上游排水孔时，坝底面上游处的扬压力作用水头为H，下游处为 H2，其间以直线连接[见图8.2.1（f)]。 上述情况中，渗透压力强度系数α、扬压力强度系数α及残余扬压力强度系数α可按表8.2.1采用。 3.2.2坝体内部计算截面上的扬压力分布图形，当设有坝体排水管时，可按图8.2.2确定。其中

H2，其间以直线连接见图8.2， 上述情况中，渗透压力强度系数α、扬压力强度系数αi及残余扬压力强度系数αz可按表8.2.1采用。 3.2.2坝体内部计算截面上的扬压力分布图形，当设有坝体排水管时，可按图8.2.2确定。其中 排水管处的坝体内部渗透压力强度系数可按下列情况采用。 （1）实体重力坝、拱坝及空腹重力坝的实体部位采用0.2； (2)宽缝重力坝、大头支墩坝的无宽缝部位采用0.2，有宽缝部位采用0.15。 当未设坝体排水管时，上游坝面处扬压力作用水头为H1，下游坝面处为H2，其间以直线连接。 8.2.3坝底面和坝体内部扬压力的作用分项系数应按下列情况采用： （1）浮托力的作用分项系数均采用1.0：

（1）浮托力的作用分项系数均采用1.0； (2)渗透压力的作用分项系数，对实体重力坝采用1.2；对宽缝重力坝、大头支墩坝、空腹重力 坝以及拱坝采用1.1；

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(d)空腹重力坝；(e)坝基设有抽排系统(f)未设惟幕及排

图8.2.1坝底面扬压力分布

表8.2.1坝底面的渗透压力、扬压力强度系数

DL5077一1997：水工建筑物荷载设计规范13续表坝基处理情况坝型及部位(A)(B)设置防渗惟幕及排水孔设置防渗椎幕及主、副排水孔并抽排渗透压力强度系数型主排水孔前的扬压力强度系数残余扬压力强度系数部位坝实体重力坝0.35岸宽缝重力坝0.30坡大头支墩坝0.30坝空腹重力坝0.35段坝0.35注：1.当坝基仅设排水孔而未设防渗惟幕时，渗透压力强度系数α可按表中(A)项适当提高2.拱坝拱座侧面排水孔处的渗透压力强度系数α可按表中“岸坡坝段”采用0.35，但对于地质条件复杂的高拱坝，则应经三向渗流计算或试验验证（3）对于坝基下游设置抽排系统的情况，主排水孔之前扬压力的作用分项系数采用1.1,主排水孔之后残余扬压力的作用分项系数采用1.2。计就线面计算器面8.2.4当坝前地基面设有粘土铺盖，或多泥沙河流的坝前地基面上能形成淤沙铺盖时，可依据工程经验对坝及排水孔处的扬压力作用水头作适当折减。8.2.5作用于护坦底面的扬压力分布图形，可根据相应设计状况下坝趾与护坦首部连接处的扬压力作用水头，以及护坦下游水位确定。若底部设置妥善的排水系(a)统并具备检修条件且接缝间止水可靠时，可考虑排水对降低扬压力的影响。8.3水闸的扬压力计算板面8.3.1岩基上水闸底面的扬压力分布图形，可按8.2中实体重力坝情况确定。8.3.2软基上水闸底面的扬压力分布图形，宜根据上、下游计算水位，闸底板地下轮廓线的布置情况，地基土质分布及其渗透特性等条件分析确定。一般情况下，渗(e)(d)透压力可采用改进阻力系数法或流网法计算。改进阻力系数法见附录D。1一坝内排水管：2一排水管中心线8.3.3软基上水闸两岸墩墙侧向渗透压(a)实体重力坝；(b)宽缝重力坝；(c)拱坝；(d)空腹重力坝图8.2.2坝体计算截面上扬压力分布力的分布图形可按下列情况确定：

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（1)当墙后土层的渗透系数小于地基渗透系数时，可近似地采用相应部位的闸底渗透压力分布 图形； (2)当墙后土层的渗透系数大于地基渗透系数时，应按侧向绕流计算确定； (3)对于大型水闸，应经三向电拟试验或数值计算验证。 34—水闻场压力的作用分项系数对于浮好力应采用10渗透压力可平用12

8.4水电站厂房和泵站厂房的扬压力

3.4.1岩基上河床式水电站厂房、泵站厂房底面的扬压力分布图形，可按8.2中岩基上的实体重 力坝情况确定；对于坝后式、岸边式水电站厂房，则参照岩基上实体重力坝情况具体分析确定。 3.4.2对于厂、坝为整体连接，或所设置的永久性变形缝已经止水封闭的岩基上的坝后式水电站 一房，厂房底面的扬压力分布图形应与坝体共同考虑。 8.4.3软基上河床式、岸边式水电站厂房以及泵站厂房底面的扬压力分布图形，可参照8.3中软 基上的水闸情况确定。 8.4.4水电站厂房和泵站厂房扬压力的作用分项系数，对于浮托力应采用1.0，渗透压力可采用1.2。 +

9.1.1作用在水工建筑物过流面一定面积上的动水压力（包括时均压力和脉动压力），应按该 上各点动水压强的合力计算， 动水压力一般可只计及时均压力，但当水流脉动影响结构的安全或引起结构振动时，应计 动压力的影响。

9.1.2计算动水压力时，应区分恒定流和非恒定流两种水流状态。对于恒定流，尚应区别渐变流

或急变流等不同流态，并采用相应的方法计算。水电站压力水道系统内产生的水锤压力，应按 管道的非恒定流计算。

9.1.3对于重要的或体形复杂的水工建筑物，其动水压力宜通过模型试验测定并经综合

线后按下式计算（见图7.2.1）！

Pr=Pwghcos d

式中 Ptr—过流面上计算点A的时均压强代表值(N/m）； Aw水的密度（kg/m）; g—重力加速度（m/s2）； h—计算点A的水深(m）； 6结构物底面与水平面的夹角。

9.2.2渐变流时均压力的作用分项系数应采

图9.2.1时均压强计算示意

变流时均压力的作用分项系数应采用1.05，

9.3反弧段水流离心力

流坝等泄水建筑物反弧段底面上的动水压强近 ，其代表值可按下式计算

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式中 Per一水流离心力压强代表值（N/m）； q—相应设计状况下反弧段上的单宽流量[m/（s·m)]; 一反弧段最低点处的断面平均流速（m/s）； R一反弧半径(m)。 9.3.2溢流坝等泄水建筑物反弧段上离心力合力的水平及垂直分力代表值可按下式计算：

9.3.2溢流坝等泄水建筑物反弧段上离心力合力的水平及垂直分力代表值可按下式计算：

Pxr——单位宽度上离心力合力的水平分力代表值(N/m）； Pyr—单位宽度上离心力合力的垂直分力代表值(N/m)；

9.3.3作用于反弧段边墙上的水流离心力

9.3.3作用于反弧段边墙上的水流离心力 玉强，沿径向部面在水面处为零，在墙底处为 Per，其间近似采用线性分布。Per可按式 （9.3.1)计算，并垂直作用于墙面。

9.3.4反弧段水流离心力的作用分项系数 可采用1.1，

9.4水流对尾槛的冲击力

.4.1水流对消力池尾槛的冲击力代表值 可按下式计算

图9.3.2反弧段水流离心力示意

式中Pit一作用于消力池尾槛的水流冲击力代表值(N)； A一尾槛迎水面在垂直于水流方向上的投影面积（㎡）； 水跃收缩断面的流速（m/s）； Ka——阻力系数。对于消力池中未形成水跃、水流直接冲击尾槛的情况，可取Ka=0.6;对 于消力池中已形成水跃且3≤Fr≤10的情况，可取Ka=0.1～0.5（弗氏数Fr大 者K取小值，反之取大值）。 1.4.2水流冲击力的作用分项系数应采用1.1

9.5.1作用于一定面积上的脉动压力代表值可按下式计算 Pe=± Bm 2eA

式中P脉动压力代表值(N):

Pr—脉动压强代表值(N/m）; A作用面积（m）； m——面积均化系数，可按表9.5.1选用。 其中正、负号应按不利设计条件选定。 9.5.2脉动压强代表值可按下式计算

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一脉动压强系数； 相应设计状况下水流计算断面的平均流速（m/s），可根据水流条件确定。对于消 力池水流，可取收缩断面的平均流速；对于泄槽水流，可取计算断面的平均流速；对 于反弧鼻坎挑流，可取反弧最低处的断面平均流速。

表9.5.1面积均化系数

.5.3一1溢流厂房顶部、溢洪道泄槽及鼻坎的脉动压强

结构部位 溢流式厂房顶部 溢洪道泄槽 鼻 坎 K, 0.010~0.015 0.010~0.025 0.010~0.020

9.5.4脉动压力的作用分项系数应采用1.3

脉动压力的作用分项系数应采用1.3.

9.6.1当水电站水轮发电机组的负荷突然变化时，相应设计状况下压力水道（包括蜗壳、尾水管 压力尾水道）内产生的水锤压力代表值可按下式计算：

式中4H水锤压力（水头）代表值（m）

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一水锤压力相对值，可用解析法或数值积分法求得；对于简单管路发生间接水锤时 可用附录E所列解析公式计算； Ho 静水头，即相应设计状况下上、下游计算水位之差（m）； K一修正系数，根据计算方法与水轮机型式而定。当采用数值积分等方法时，采用 1.0；当采用附录E中的解析公式计算时，对于冲击式水轮机可采用1.0；对于反击 式水轮机，应根据其转速经试验确定，当无试验数据时，混流式水轮机可采用1.2， 轴流式水轮机可采用1.4.

（1）上游压力水道（包括抽水蓄能电站上游压力水道），采用水库正常蓄水位（或校核洪水位）与 房下游相应发电（或泄洪）尾水位之差，共一条压力水道的全部机组突然丢弃全部负荷； （2）下游压力水道，采用厂房下游设计洪水位（或校核洪水位）与相应上游库水位之差，共一条 下游压力水道的全部n台机组由（n一1）台增至n台，或全部机组由三分之二负荷突然增至满载： （3）抽水蓄能电站的下游压力水道，按下游水库设计洪水位（或校核洪水位）在水泵工况扬程最 小抽水量最大时，共一条下游压力水道的全部机组突然断电，导叶全部拒动； （4)经分析论证后，认为不存在全部丢弃负荷、全部导叶拒动的情况，亦可按机组部分丢弃负荷 或部分导叶拒动考虑。 9. 6 3—上下游压力管道中冬计管裁面的水锤压力水头值可按下列公式计管

AH; = Zl; Lm 4H, 4H, = La.. 4H,

式中 4H一上游压力管道某计算截面的水锤压力水头值（m）； AH一下游压力管道某计算截面的水锤压力水头值（m）； Z; 自上游进水口（调压室）至计算截面处各段压力水道长度（m）与流速（m/s）的乘 积之和； ;一 自下游出口至计算截面处各段压力水道长度（m）与流速（m/s）的乘积之和 Lam自上游进水口（调压室）至下游出口的压力管道长度L（m)与流速2m（m/s)的乘 积。管道平均流速可按下式计算

：Zlw)一一压力管道的各段长度(m）与其流速(m/s)的乘积之和。 4上游压力水道末端采用的水锤压力升高值，应不小于正常蓄水位下压力水道静水头的10 对于设置调压室的压力水道，应根据具体情况考虑调压室涌波对水锤压力的影响。 5水锤压力的作用分项系数可采用1.1。

10.1.1地下结构是由围岩及其加固措 时应充分考虑围岩的直稳能力和承

10.1.1地下结构是由围岩及其加固措

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(1)对于整体状、块状、中厚层至厚层状结构的围岩，岩体初始地应力及局部块体滑移为其主要作 用； (2)对于薄层状及碎裂、散体结构的围岩，围岩压力为其主要作用。 10.1.3围岩岩体的结构类型及其特征，应按国家标准《水利水电工程地质勘察规范》的有关规定 确定。 10.1.4岩体初始地应力及围岩压力的作用分项系数可采用1.0

10.2岩体初始地应力（场

10.2.1对于重要的地下工程，岩体初始地应力（场）宜根据现场实测资料，结合区域地质构造 形地貌、地表剥蚀程度及岩体的力学性质等因素综合分析确定；当具有少量可用资料时，也可通 模拟计算或反演分析成果经综合分析确定。

(1)工程区域内地震基本烈度小于6度； (2)岩体纵波波速小于2500m/s； (3)工程区域岩层平缓，未经受过较强烈的地质构造变动

Ov=YRH Chk= Ko Cr

10.2.3当无实测资料，但地质勘察表明该工程区域曾受过地质构造变动时，应考虑重力场与 应力叠加，可按下列公式计算岩体初始地应力标准值：

O=2YRH Chk = K k

入一一考虑构造应力的影响系数，可采用1.2～2.5（受构造影响小者取小值）； Ki——岩体侧压力系数，可采用1.13.0（洞室埋深大、受构造影响小者取小值）。 根据式（10.2.2）、式（10.2.3)的计算结果，尚应结合工程经验及类比分析，确定岩体的初始 力（场）。对于高地应力地区，宜通过现场实测取得地应力（场）资料

1当洞室在开挖过程中，采取了锚喷支护或钢架支撑等施工加固措施，已使围岩处于基本稳 已稳定的情况下，设计时宜少计或不计作用在永久支护结构上的围岩压力。 2对于块状、中厚层至厚层状结构的 岩中不稳定块体的重力作用确定围岩压

10.3.2对于块状、中厚层至厚层状结构的围岩 据围岩中不稳定块体的重力作用确定围岩压

10.3.2对于块状、中厚层至厚层状结 全块体的重力作用确定围岩压

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10.3.3对于簿层状及碎裂、散体结构的围岩，垂直均布压力标准值可按下式计算，并根据开 的实际情况进行修正：

9vk=(0.2~0.3) YrE

式中vk垂直均布压力标准值（kN/m）； B一洞室开挖宽度（m）； R岩体重度(kN/m）。 10.3.4对于碎裂、散体结构的围岩，水平均布压力标准值可按下式计算，并根据开挖后的实际情 况进行修正：

式中hk水平均布压力标准值(kN/m);

ghk = (0.05 ~ 0.10) yr H

10.3.5对于不能形成稳定拱的浅埋洞室，宜按洞室拱顶上覆岩体的重力作用计算围岩压力标准 值，并根据施工所采取的措施予以修正，

11.1挡土建筑物的土压力

向外侧移动或转动的挡土结

1计算挡工建现物挡工墙的工压 外侧移动或转动的挡土结构，可按主动土压 算；对于保持静止不动的挡土结构，可按静止土压力计算 2作用在单位长度挡土墙背上的主动土压力标准值可按下式计算

式中 Fak 图11.1.2一1); 挡土墙后填土重度（kN/m）； H挡士墙高度(m); K。一主动土压力系数，可按附录F计算。 当墙背的坡角&大于临界值&c时，填土将产生第二破裂面（见图11.1.2一2），其主动土压力标 准值应按作用于第二破裂面上的主动土压力Fa2{取d=Φ按式（11.1.2一1）计算】和墙背与第二破 裂面之间土重的合力计算。&按下式计算：

式中β一挡土墙后填土坡角（）； Φ一挡土墙后填土内摩擦角（°）； 一挡土墙后填土对墙背的外摩擦角（°）。 当填土表面有均布荷载时，可将荷载换算成等效的土层厚度，计算作用于墙背的主动土压力标 准值。此种情况下，作用于墙背上的主动土压力应按梯形分布。 11.1.3对于墙背铅直、墙后填土表面水平的挡土墙，作用单位长度墙背的静止土压力标准值可按 下式计算（见图11.1.3）

下式计算（见图11.1.3）：

地质灾害标准规范范本DL5077一1997：水工建筑物荷载设计规范

Fox = vHP Kd

式中Fok—静止土压力标准值（kN/m），作用于距墙底 平指向墙背； Ko静止土压力系数，可按附录F计算。 图11.1.3静止 1.1.4主动土压力和静止土压力的作用分项系数应采用1.2

[11.2上埋式埋管的士压力

11.2.1作用在单位长度埋管上的垂直土压力标准值可按下式计

11.2.1作用在单位长度埋管上的垂直土压力标准值可按下式计 算（见图11.2.1）

算（见图11.2.1）：

医院标准规范范本Fsk = K yH,D

式中Fsk埋管垂直土压力标准值（kN/m）； Ha管顶以上填土高度（m）； Di一埋管外直径(m） K。—埋管垂直土压力系数，与地基刚度有关，可根据地基类别按图11.2.1查取。 11.2.2作用在单位长度埋管的侧向土压力标准值可按下式计算（见图11.2.2）：