顶管计算书.docx
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顶管计算书
、结构计算依据
1、
国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及东莞市
建筑行业强制性标准规范、规程。
3、
工程性质为管线构筑物，兴建地点东莞市长安镇，管道埋深
4、
2.90~6.30米。
本工程设计合理使用年限为五十年，抗震设防烈度为七度。
钢筋
①一HPB235级钢筋强度设计值fy=fy'=210N/mm①一HRB335级钢筋强度设计值fy=fy'=300N/mm
2）砼：
采用C20、C25。
、800直径管涵顶力计算
1、推力计算管径D1=0.8m综合摩擦阻力R=5kPa顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.036m顶入管每米重量W={3.14X（0.8722-0.82）/4}X22=2.05KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.20
每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0l1kN/m
初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x0.8722=133.13kN总推力F=F卄f0L=133.13+14.11x150=2249.6kN
2、壁板后土抗力计算:
qAmax=4Pt/3rchf7kpaqA=127.37x（9-1.8）/9=101.89kpa
MA=-0.307qAr2c2=-330.4kN.m
3后背土体的稳定计算:
空）x10=18.29kN/m2
2
+空）x10=250kN/m2
2
hp=H/3=6.7/3=2.23m
Ptk=2249.6<§（0.8
、1000直径管涵顶力计算
1、推力计算管径D=1.0m综合摩擦阻力R=5kPa
顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.036m顶入管每米重量W二{3.14X（1.0722-1.02）/4}X22=2.58KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.20每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0kN/m
Q
初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）Bc=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.0722=201.2kN总推力F=F0+f0L=201.2+17.35x150=2803.1kN
2、壁板后土抗力计算:
qAmax=4Pt/3rchf0kpaqA=158.70x（9.0-1.8）/9.3=126.96kpa
22
M=-0.307qArc=-411.7kN.m3后背土体的稳定计算:
主动土压力标准值Fep,k=tg2（45°-y）.[（17.5-10）x7.6]+tg2（45
352
空）x10=18.09kN/m
2
2（45
被动土压力标准值Fp,k=tg2（45°+号）.[（17.5-10）x7.6]+tg+空）x10=247.23kN/m2
2
hp=H/3=7.6/3=2.53m
Ptk=2803.1<§（0.8
三、1200直径管涵顶力计算
1、推力计算管径D=1.2m综合摩擦阻力R=5kPa顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.040m顶入管每米重量W二{3.14X（1.28-1.2）/4}X22=3.43KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.20每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0kN/m初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.282=286.8kN总推力F=F0+f止=286.8+20.78x150=3403.95kN
2、壁板后土抗力计算:
qAmaX=4Pt/3rchf14=150.84kpaqA=150.84x（9.3-1.9）/9.3=120kpa
22
MA=-0.307qArc=-525.10kN.m3后背土体的稳定计算:
主动土压力标准值Fep,k=tg2（45°-35）.[（17.5-10）x8.2]+tg2（45°
2
空）x10=19.31kN/m2
2
+空）.[（17.5-10）x8.2]+tg
2
+辽）x10=263.84kN/m2
2
hp=H/3=8.2/3=2.73m
Ptk=3403.95<§（0.8
四、1400直径管涵顶力计算
1、推力计算
管径D1=1.4m
综合摩擦阻力R=5kPa
顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.048m
顶入管每米重量W={3.14X（1.4962-1.42）/4}X22=4.80KN/m
管涵与土之间摩擦系数f=0.20
每米管子与土层之间的综合摩擦阻力
f0=RS+Wf=5x4.697+4.80x0.2=24.45kN/m
初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）
x3.14/4x1.4962=391.8kN
总推力F=F0+f0L=391.8+24.45x150=4058.55kN
2、壁板后土抗力计算：
qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x5276.12/3x3.4x
qA=174.55x（10.2-1.9）/10.2=142.04kpa
MA=-0.307qAr2c2=-621.40kN.m
3后背土体的稳定计算：
主动土压力标准值Fep,k=tg2（45°-竺）.[（17.5-10）x9.7]+tg2（45°
2
空）x10=22.34kN/m2
2
+空）.[（17.5-10）x9.7]+tg
2
+3^）x10=305.35kN/m2
2
hp=H/3=9.7/3=3.23m
Ptk=4058.55<§（0.8
五、1500直径管涵顶力计算
1、推力计算管径D=1.5m综合摩擦阻力R=5kPa顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.052m顶入管每米重量W={3.14X（1.6042-1.52）/4}X22=5.58KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.20每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0=RS+Wf=kN/m
初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）
2
x3.14/4x1.604=450.4kN总推力F=Fo+foL=450.4+26.30x150=4395.55kN
2、壁板后土抗力计算:
qAma）=4Pt/3rchfx3.14=4x
qA=186.31x（10.35-1.9）/10.35=152.11kpa
MA=-0.307qAr2c2=-665.45kN.m3后背土体的稳定计算:
主动土压力标准值Fep,k=tg2（45°-35）.[（17.5-10）x10.5]+tg2（45°
2
空）x10=23.96kN/m2
2
+空）x10=327.49kN/m2
2
hp=H/3=10.5/3=3.5m
Ptk=4395.55<§（0.8
1、推力计算管径D=1.6m综合摩擦阻力R=5kPa顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.055m顶入管每米重量W={3.14X（1.712-1.62）/4}X22=6.29KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.20每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0kN/m初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）
2
x3.14/4x1.71=511.9kN总推力F=F卄f0L=511.9+28.1x150=4726.90kN
2、壁板后土抗力计算:
qAmax=4Pt/3rchf
qA=197.49x（10.5-1.9）/10.5=161.75kpa
22
M=-0.307qArc=-707.66kN.m3后背土体的稳定计算:
主动土压力标准值Fep,k=tg2（45°-35）.[（17.5-10）x8.2]+tg2（45°
2
空）x10=19.31kN/m2
2
+空）.[（17.5-10）x8.2]+tg
2
+空）x10=263.94kN/m2
2
hp=H/3=8.2/3=2.73m
Ptk=4726.95<§（0.8
七、2000直径管涵顶力计算
1、推力计算管径D=2.0m综合摩擦阻力R=5kPa顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.061m顶入管每米重量W={3.14X（2.1222-2.02）/4}X22=8.68KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.20每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0kN/m
初始推力F0=（Pe+Pw£P）（3.14/4）Bc=（150+5.3x10+20）x3.14/4x2.1222=788.3kN总推力F=F0+f0L=788.3+35.04x150=6043.7kN
沉井下沉及结构计算
①7000直径沉井
本井为工作井，地下水位按地面以下-2.0m计（施工期间）由于地质条件较差，在沉井范围内均为淤泥层，沉井考虑分两段施工
单位摩阻力
用了搅拌桩处理，
1基础资料：
fk=10Kpa,地基承载力特征值考虑到地基在沉井处采取为150Kpa。
采用C25砼，钢筋为HPB235HRB335
4.抗浮稳定计算:
a.施工阶段
基底的水浮力标准值:
Ffw,k=3.14x（8.1/2）2x7.2x10=3708.3kN
抗浮系数:
&=fWk=3998-4/3708-3=1-08>1-0满足要求
b.使用阶段
由于使用阶段井顶板有覆土，可满足要求。
5.刃脚计算:
tg0=1.26=40=76.0
=0.075m
X1.2X25=55.4kN
Fep1X7.2）Xtg2（45°
F"epeX6.0）Xtg2（45°
50）+10.2X10=202.8kN/m2
2
-竺）+9.0X10=180.3kN/m2
2
M=1X（2X202.8+180.3）X1.22=140.6kN/m
6
N0=P1?
rc=33.3X7.85/2=130.7kN
6.沉井下沉考虑采用垫木支承
支承时井壁内力计算:
22
M0=0.035XngXrc=0.035XnX67.4X3.775=105.6kN?
m/m
Ms=-0.068ngrc2=205.1kN?
m/m
2
Tmax=0.011ngrc=33.2kN?
m/m
/
3
—B-1
A
PB=
：
10tg2（45°-5.0
2
PA=
=10tg2（45°-12
/
3
—130.4-1—0.27
102.5
7.
井壁水平内力计算:
Vmax=0.25ngrc=199.7kN
-）+17.5X8.3tg2（45°-50）=130.4kN/m2
2
）+17.5X8.3tg2（45°-^）=102.5kN/m2
Nx=102.5X3.775X（1+0.7854X0.27）=466.2kN/m
N3=102.5X3.775X（1+0.5X0.27）=439.2kN/m
MA=-0.1488X102.5X3.7752X0.27=-58.7kN?
m/m
2
MB=-0.1366X102.5X3.775X0.27=-53.9kN?
m/m
3998.4M2
k==103.94kN/m
-7.024
M=0.198X103.94X3.7752=293.3kN?
m/m
h=F72293.3忖+300=1234mm
V10001.1
取h=1800mm
9.底板受力计算:
按周边铰支圆板计算
Pk=3998-4=103.94kN/m2
—7.02
4
2
径向弯矩MrK=KPkr
环向弯矩Mtk=KPkr2
Pkr2=103.94x（3.775）2=1481.2kN.m
中间Mrk=Mtk=-0.1979X1481.2=-293.1kN?
m/m底板上部受拉
10.配筋计算:
刃脚竖向钢筋
设计配筋满足
设计配筋满足
按最小配筋率计算:
As=0.15%X1000X550=825mm
环向配筋:
As=佃130.7103^1=609mm
300
11.井壁在施工阶段的计算:
拉断计算;
由于本工程地质情况较差，大部分位于较弱土层，因竖向筋布置较多,
因此，拉断计算可不做。
12.井壁及底板强度计算和正常使用极限状态计算，查手册，配筋详结构图。
13.本工程由于沉井施工的井高段地质情况地下水位均较复杂，但由于本
工程沉井计算典型井中结构主要时由抗浮来控制，结构配筋主要是构
造配筋。
因此，沉井结构是安全的。
如局部地段地下水位过高，施工
中可采取临时降水等措施解决。
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