顶管计算书Word下载.docx

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hf=3m沉井中心半径rc=3.25m

qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x2924.5/3x3x3.25x3.14=127.37kpa

qA=127.37x（9-1.8）/9=101.89kpa

MA=-0.307qAr2c=-0.307x101.89x3.252=-330.4kN.m

3后背土体的稳定计算：

主动土压力标准值Fep,k=tg2（45°

-

）.[（17.5-10）x7.7]+tg2（45°

）x10=18.29kN/m2

被动土压力标准值Fp,k=tg2（45°

+

）x10=250kN/m2

沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X3.5X7.7X18.29=386.94KN

沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X3.5X7.7X250=5288.94KNhp=H/3=6.7/3=2.23m

§

=（hf-︳hf-hp︳）/hf=0.74

Ptk=2249.6≤§

（0.8Epk-Eep,k）=0.74x（0.8x5288.94-386.9）=2844.75KN满足规范要求

二、1000直径管涵顶力计算

管径D1=1.0m

管外周长S=3.14d=3.14x1.072=3.366m

顶入管每米重量W={3.14X（1.0722-1.02）/4}X22=2.58KN/m

每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0=RS+Wf=5x3.366+2.58x0.2=17.35kN/m

初始推力F0=（Pe+Pw+△P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.0722=201.2kN

总推力F=F0+f0L=201.2+17.35x150=2803.1kN

顶管总推力设计值Pt=1.3x2803.1=3644.03kN

hf=3.0m沉井中心半径rc=3.25m

qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x3644.01/3x3.0x3.25x3.14=158.70kpa

qA=158.70x（9.0-1.8）/9.3=126.96kpa

MA=-0.307qAr2c=-0.307x126.96x3.252=-411.7kN.m

）.[（17.5-10）x7.6]+tg2（45°

）x10=18.09kN/m2

）x10=247.23kN/m2

沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X3.5X7.6X18.09=377.74KN

沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X3.5X7.6X247.23=5162.41KN

hp=H/3=7.6/3=2.53m

=（hf-︳hf-hp︳）/hf=0.84

Ptk=2803.1≤§

（0.8Epk-Eep,k）=0.84x（0.8x5162.4-247.23）=3261.5KN满足规范要求

三、1200直径管涵顶力计算

管径D1=1.2m

管外周长S=3.14d=3.14x1.28=4.019m

顶入管总长度L=150m管壁厚t=0.040m

顶入管每米重量W={3.14X（1.282-1.22）/4}X22=3.43KN/m

每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0=RS+Wf=5x4.019+3.43x0.2=20.78kN/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+f0L=286.8+20.78x150=3403.95kN

顶管总推力设计值Pt=1.3x3403.95=4425.14kN

hf=3.3m沉井中心半径rc=3.775m

qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x4425.14/3x3.3x3.775x3.14=150.84kpa

qA=150.84x（9.3-1.9）/9.3=120kpa

MA=-0.307qAr2c=-0.307x120x3.7752=-525.10kN.m

）.[（17.5-10）x8.2]+tg2（45°

）x10=19.31kN/m2

）x10=263.84kN/m2

沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X4.05X8.2X19.31=503.41KN

沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X4.05X8.2X263.84=6878.27KN

hp=H/3=8.2/3=2.73m

=（hf-︳hf-hp︳）/hf=0.83

Ptk=3403.95≤§

（0.8Epk-Eep,k）=0.83x（0.8x6878.27-503.41）=4149.34KN满足规范要求

四、1400直径管涵顶力计算

管径D1=1.4m

管外周长S=3.14d=3.14x1.496=4.697m

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

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

顶管总推力设计值Pt=1.3x4058.55=5276.12kN

hf=3.4m沉井中心半径rc=3.775m

qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x5276.12/3x3.4x3.775x3.14=174.55kpa

qA=174.55x（10.2-1.9）/10.2=142.04kpa

MA=-0.307qAr2c=-0.307x142.04x3.7752=-621.40kN.m

）.[（17.5-10）x9.7]+tg2（45°

）x10=22.34kN/m2

）x10=305.35kN/m2

沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X4.05X9.7X22.34=688.941KN

沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X4.05X9.7X305.35=9416.6KN

hp=H/3=9.7/3=3.23m

=（hf-︳hf-hp︳）/hf=0.95

Ptk=4058.55≤§

（0.8Epk-Eep,k）=0.95x（0.8x9416.5-688.94）=6502.05KN满足规范要求

五、1500直径管涵顶力计算

管径D1=1.5m

管外周长S=3.14d=3.14x1.604=5.037m

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

每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0=RS+Wf=5x5.037+5.58x0.2=26.30kN/m

初始推力F0=（Pe+Pw+△P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.6042=450.4kN

总推力F=F0+f0L=450.4+26.30x150=4395.55kN

顶管总推力设计值Pt=1.3x4395.55=5714.22kN

hf=3.45m沉井中心半径rc=3.775m

qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x5714.22/3x3.45x3.775x3.14=186.31kpa

qA=186.31x（10.35-1.9）/10.35=152.11kpa

MA=-0.307qAr2c=-0.307x151.11x3.7752=-665.45kN.m

）.[（17.5-10）x10.5]+tg2（45°

）x10=23.96kN/m2

）x10=327.49kN/m2

沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X4.05X10.5X23.96=799.841KN

沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X4.05X10.5X327.49=10932.31KN

hp=H/3=10.5/3=3.5m

Ptk=4395.55≤§

（0.8Epk-Eep,k）=0.95x（0.8x10932.2-799.84）=7548.62KN满足规范要求

六、1600直径管涵顶力计算

管径D1=1.6m

管外周长S=3.14d=3.14x1.71=5.369m

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

每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0=RS+Wf=5x5.369+6.29x0.2=28.1kN/m

初始推力F0=（Pe+Pw+△P）（3.14/4）B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.712=511.9kN

总推力F=F0+f0L=511.9+28.1x150=4726.90kN

顶管总推力设计值Pt=1.3x4726.9=6144.97kN

hf=3.50m沉井中心半径rc=3.775m

qAmax=4Pt/3rchfx3.14=4x6144.97/3x3.5x3.775x3.14=197.49kpa

qA=197.49x（10.5-1.9）/10.5=161.75kpa

MA=-0.307qAr2c=-0.307x161.75x3.7752=-707.66kN.m

）x10=263.94kN/m2

沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X4.05X8.2X19.31=503.411KN

沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X4.05X8.2X263.94=6880.88KN

=（hf-︳hf-hp︳）/hf=0.78

Ptk=4726.95≤§

（0.8Epk-Eep,k）=0.78x（0.8x6880.88-503.41）=3901.02KN不满足规范要求

七、2000直径管涵顶力计算

管径D1=2.0m

管外周长S=3.14d=3.14x2.122=6.66m

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

每米管子与土层之间的综合摩擦阻力f0=RS+Wf=5x6.66+8.68x0.2=35.04kN/m

初始推力F0=（Pe+Pw+△P）（3.14/4）B2c=（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

一、Φ7000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。

1基础资料：

单位摩阻力fk＝10Kpa，地基承载力特征值考虑到地基在沉井处采用了搅拌桩处理，取为150Kpa。

采用C25砼，钢筋为HPB235，HRB335。

土天然容重取为17.5kN/m，内摩擦角Φ=5.0°

.

2.下沉计算：

下沉过程中水的浮托力标准值：

Ffw,k=3.14x8.2x（4.052-3.82）x10=505.3kN

井壁总摩阻力标准值：

Fsk＝3.14X8.1X（5.2+0.5x5）X10=1958.41kN

沉井自重标准值

G1k＝3.14X10.2X（4.052-3.52）X25=3325.3kN

下沉系数：

Kst＝（G1k-Ffw,k）/Fsk＝（3325.3-505.3）/1958.41=1.44>

1.05

（满足规范要求）

3.下沉稳定计算：

由于下沉系数较小，沉井壁周围和刃脚下布有搅拌桩，因此下沉稳满足要求。

4.抗浮稳定计算：

a.施工阶段

GK＝3325.3＋

×

72×

0.7×

25=3998.4kN

基底的水浮力标准值：

Ffbw,k＝3.14x（8.1/2）2x7.2x10＝3708.3kN

抗浮系数：

Kfw＝

＝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：

tgθ=

=4θ＝76.0°

d1＝

－

（3×

0.25+2×

0.30）＝0.15－0.075＝0.075m

Rj＝4.9×

0.55×

25＝67.4kN/m

P1＝

tg（θ-β0）＝33.3kN其中β0=20

M1＝33.3×

（1.2－

）+67.4×

0.075＝33.93kN

N1＝67.4－（0.50x0.3+0.25）×

1.2×

25＝55.4kN

Fep1＝（10+17.5x3.0+7.5×

7.2）×

tg2（45°

）+10.2×

10＝202.8kN/m2

Fˊepe＝（10+17.5x3.0+7.5×

6.0）×

）+9.0×

10＝180.3kN/m2

M1=

（2×

202.8+180.3）×

1.22＝140.6kN/m

Nθ＝P1•rc＝33.3×

7.85/2=130.7kN

6.沉井下沉考虑采用垫木支承

支承时井壁内力计算：

M0＝0.035×

πg×

rc2＝0.035×

π×

67.4×

3.7752＝105.6kN•m/m

Ms＝－0.068πgrc2＝205.1kN•m/m

Tmax＝0.011πgrc2＝33.2kN•m/m

Vmax＝0.25πgrc＝199.7kN

7.井壁水平内力计算：

ωˊ＝

-1

ρB＝10tg2（45°

）+17.5×

8.3tg2（45°

）＝130.4kN/m2

ρA＝10tg2（45°

）＝102.5kN/m2

ωˊ＝

-1＝0.27

NA＝102.5×

3.775×

（1+0.7854×

0.27）＝466.2kN/m

NB＝102.5×

（1+0.5×

0.27）＝439.2kN/m

MA=-0.1488×

102.5×

3.7752×

0.27＝-58.7kN•m/m

MB＝－0.1366×

0.27＝-53.9kN•m/m

8.水下封底计算：

Pk＝

＝103.94kN/m2

M=0.198×

103.94×

3.7752＝293.3kN•m/m

h＝

+300＝1234mm

取h＝1800mm

9.底板受力计算：

按周边铰支圆板计算

径向弯矩MrK＝KrPkr2

环向弯矩Mtk＝KtPkr2

Pkr2＝103.94×

（3.775）2＝1481.2kN.m

中间Mrk＝Mtk＝-0.1979×

1481.2＝-293.1kN•m/m底板上部受拉

10.配筋计算：

刃脚竖向钢筋

As＝

1000×

550×

（1-

）＝1105mm2

按最小配筋率计算：

As＝0.15％×

550＝825mm2设计配筋满足

环向配筋：

＝609mm2设计配筋满足

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。