顶管、沉井结构计算书(详细)
XXXX路及其配套设施建设项目（排水工程）工作井（沉井）结构计算书计算:校核:审定:XXXXX设计建设有限公司二○一二年X月1目录1 目录 (2)1.1 工程概况 (4)1.2 结构计算依据 (4)1.3 顶管概况 (4)1.4 顶管工作井、接收井尺寸 (5)1.5 1000mm管顶力计算 (5)1.5.1 推力计算 (5)1.5.2 壁板后土抗力计算： (5)1.5.3 后背土体的稳定计算： (6)1.6 工作井（沉井）下沉及结构计算 (6)1.6.1 基础资料： (6)1.6.2 下沉计算： (6)1.6.3 下沉稳定计算： (7)1.6.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (7)1.6.5 刃脚计算： (7)1.6.6 沉井竖向计算： (8)1.6.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (10)1.6.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (15)1.7 接收井（沉井）下沉及结构计算 (16)1.7.1 基础资料： (16)1.7.2 下沉计算： (17)1.7.3 下沉稳定计算： (17)1.7.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (17)1.7.5 刃脚计算： (17)1.7.6 沉井竖向计算 (18)1.7.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (19)1.7.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (25)1.1工程概况本工程污水管道起于XXX污水接入位置，沿XX快速路布设，汇入XXX路西侧的XX污水第一处理厂进场干管，长约1Km。
主要解决包括XXXXX地块等的污水排放，管道布设位置距道路中线7.9m,为了不影响XX路的交通，W24~W26段采用顶管穿越XXX路。
1.2结构计算依据1、测量资料、污水管道平面、纵断面设计图；2 、地勘资料（XXXX工程地质勘察队 2010年10月29日）；3、《室外排水设计规范》GB50014-2006；4 、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；5 、《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；6 、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）；7 、《市政排水管道工程及附属设施》（国家标准图集06MS201）；8 、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002；9 、《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会行业标准 2007年2月；10 、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137：2002）。
1.3顶管概况1、顶管工程性质为解决XX安置小区污水排放问题，兴建地点XX快速路接XX路交叉口处，顶管管径1m，管道埋深5.1米。
XX路顶管管道放置在密实的卵石层内，覆土平均取 4.5m，由于顶管长度较长，分两段顶管，每段长度L≤50m。
顶管工作井、中继井尺寸 5.3m*3.8m，顶管接收井尺寸2.7m*2.7m。
2、本工程设计合理使用年限为五十年，抗震设防烈度为七度。
3、钢筋及砼强度等级取值：（1）钢筋Ф—HPB235级钢筋强度设计值fy=fy′=210N/ mm2Ф—HRB335级钢筋强度设计值fy=fy′=300N/ mm2（2）圆管砼：采用C50，沉井采用C25。
（3）所顶土层为砂砾石，r=21KN/ m34、本工程地下水埋深为2.0～2.5m。
5、本计算除井壁、底板外未采用专业计算软件。
1.4 顶管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的设计、核算由检查井的设计要求及顶管操作技术要求决定。
（1）、工作井的宽度计算公式B =D+2b+2c 式中：B ——工作井宽度；D ——顶进管节的外径尺寸；b ——工作井内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧0.8m ；c ——护壁厚度，本工程采用0.4m ；本工程的顶管直径为D1000，壁厚200。
因此，工作井的宽度尺寸为 B=1400＋2×800＋2×400=3800mm ；（2）工作井底的长度计算公式 ：L=L1+L2+L3+2L4+L5式中：L ——工作井底部开挖长度 ；L1—— 管节长度 取2m ；L2——顶镐机长度 取1.1m ；L3——出土工作长度， 取1.1m ；；L4——后背墙的厚度，取0.4m ；；L5——已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.3m 。
因此，确定本工程工作井的底部长度尺寸为 L=2+1.1+1.1+2×0.4+0.3=5.3m 。
（3）工作井的深度工作井的深度由设计高程和基础底板的厚度决定。
（4）接收井尺寸只需满足工具管退出即可，本工程接收井尺寸2.7m*2.7m 。
1.5 1000mm 管顶力计算1.5.1 推力计算管径D 1=1.0m 水位至管顶高度：2m管外周长 S=3.14d=3.14x1.4=4.396m顶入管总长度L=50m 管壁厚t=0.2m 水容重γw =10KN/m 3顶入管每米重量W={3.14X （1.42-1.02）/4}X25=18.84KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.40每米管子与土层之间的综合摩擦阻力 f 0=RS+Wf=5x4.396+18.84x0.4=29.52 kN/m初始推力 F0=（Pe+Pw+△P ）(3.14/4)B 2c=（150+2.0 x10+20）x3.14/4x1.42=76.1kN 总推力 F= F 0+ f 0L=76.1+29.52x50=1552.1 kN1.5.2 壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x1552.1=2017.73 kN顶管力至刃脚底的距离：h f =2.5m 沉井尺寸r c =5.3x3.8mq Amax =4 Pt/(3 r c h f ) =4x2017.73/(3x5.3x3.8x2.5)=53.43kpaq A =53.43x(8-1.5)/8=43.42 kpaMA=-0.307qAr2c=-0.307x43.42x(5.3x3.8)2=-5406.89 kN.m1.5.3 后背土体的稳定计算：主动土压力标准值Pa=rZtg 2（45°-235︒）= 21x8xtg 2（45°-235︒）=45.53kN/m 2被动土压力标准值Pp= rZtg 2（45°+235︒）= 21x8xtg 2（45°+235︒）=619.95 kN/m 2 沉井前方总主动土压力标准值Pa=0.5rH 2tg 2（45°-235︒）= 0.5x21x82 x tg 2（45°-235︒）=182.11 kN/m 2 沉井后方总被动土压力标准值Pp=0.5rH 2tg 2（45°+235︒）= 0.5x21x82 x tg 2（45°+235︒）=2479.80kN/m 2 h p =H/3=8/3=2.67 m§=( h f -︳h f - h p ︳)/ h f =( 2.5-︳2.5- 2.67︳)/ 2.5= 0.932总推力F=1552.1≤ §(0.8Pp-Pa )=0.932x(0.8x2479.8-182.11)=1679.21KN 满足规范要求所以经过以上计算可知：采用管径D 1=1.0m 圆管，顶进距离50m 符合要求。
1.6 工作井（沉井）下沉及结构计算5.3x3.8m 沉井，本井为工作井，地下水位按地面以下-2.0m 计（施工期间）由于地质条件好，在沉井范围内均为卵石土层，沉井考虑先开挖后下沉。
1.6.1 基础资料：单位摩阻力f k ＝25Kpa ，地基承载力特征值取为350Kpa 。
采用C25砼，钢筋为HPB235，HRB335。
卵石土天然容重取为21kN/m 3，水容重γw =10KN/m 3 ,内摩擦角Φ=35°,井壁高6.5m,底板厚0.35m,壁厚0.40m 。
1.6.2 下沉计算：下沉过程中水的浮托力标准值：F fw,k =(5.3x0.4x2+3.8x0.4x2)x 5.1x10=371.3kN井壁总摩阻力标准值：T ＝U 11( 2.5)2H h f +-=(5.3x2+3.8x2)x 12x(6.5+1.3-2.5)X 25 =1205.2kN沉井自重标准值G 1k ＝(5.3x0.4x2+3.8x0.4x2)x6.5x25=1183kN下沉系数：K1＝（G 1k-F fw,k ）/ T ＝（1183-371.3）/1205.2=0.67＜1.05(不满足规范要求) ，所以仅靠自重不能顺利下沉，需在顶部压重1.6.3 下沉稳定计算：根据地勘资料,沉井下沉土层为卵石土层，因此下沉稳定满要求。
1.6.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)：a.施工阶段沉井自重标准值G K ＝1626.63＋5.3×3.8×0.35×25=1655.52kN基底的水浮力标准值：Ff b w,k ＝5.3×3.8×6.5×10＝1309.1kN抗浮系数：K fw ＝kf b w F G K ＝1655.52/1309.1＝1.27>1.05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。
1.6.5 刃脚计算：水平框架作用的判别,L1=4.9m,h=1.3maf =(0.1XL14)/(h4+0.05 L14)=1.81＞1af ＞1，刃脚在内墙荷载作用下，不作水平分配，只按悬臂计算。
(1)刃脚向外悬臂弯曲计算a.起沉时井体重量为1626.63KN ，平均每延米重量1626.632(4.75 2.95)R =+=105.63 KN/m 。
刃脚插入土中最大深度为0.45米，α0.45arctg 0.3==56.3° n=0.3m,c=0.3m2105.630.320.320.3Rn X V n c X ==++=35.21KN/m 取β=30°水平推力H=V 2tg(α-β)=35.21xtg(56.3°-30°)= 17.4KN/m向外悬臂弯矩M=17.4X2/3X0.45=5.22KN.m/mb.沉至井深一半，井为全高时，沉井入土深度H=0.5X8=4m,此时摩阻力为： T ＝U 11( 2.5)2H h f +-=(5.3x2+3.8x2)x 12x(4+1.3-2.5)X15=382.2KN刃脚斜面垂直反力及水平推力：2382.20.320.320.3Rn X V n c X ==++=127.4KN/m H=V 2tg(α-β)=127.4xtg(56.3°-30°)= 93.59KN/m向外悬臂弯矩：M=93.59X2/3X0.45=28.08KN.m/mc.下沉至设计标高时，刃脚内部全部挖空，在外侧水、土作业下，刃脚向里悬臂弯曲的计算：q a =130KN q b =182.11KN向里悬臂弯矩： 22221130 1.31()(182.11130) 1.32323A GB A q h X M q q h X X =+-=+-=139.2 KN.m (2)刃脚配筋计算计算时，刃脚自重及井壁摩阻力略去不计。
顶管、沉井结构计算书(详细)
XXXX路及其配套设施建设项目（排水工程）工作井（沉井）结构计算书计算:校核:审定:XXXXX设计建设有限公司二○一二年X月1目录1 目录 (2)1.1 工程概况 (3)1.2 结构计算依据 (3)1.3 顶管概况 (3)1.4 顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.5 1000mm管顶力计算 (4)1.5.1 推力计算 (4)1.5.2 壁板后土抗力计算： (4)1.5.3 后背土体的稳定计算： (5)1.6 工作井（沉井）下沉及结构计算 (5)1.6.1 基础资料： (5)1.6.2 下沉计算： (5)1.6.3 下沉稳定计算： (6)1.6.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (6)1.6.5 刃脚计算： (6)1.6.6 沉井竖向计算： (7)1.6.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (9)1.6.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (14)1.7 接收井（沉井）下沉及结构计算 (15)1.7.1 基础资料： (15)1.7.2 下沉计算： (16)1.7.3 下沉稳定计算： (16)1.7.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (16)1.7.5 刃脚计算： (16)1.7.6 沉井竖向计算 (17)1.7.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (18)1.7.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (24)1.1工程概况本工程污水管道起于XXX污水接入位置，沿XX快速路布设，汇入XXX路西侧的XX污水第一处理厂进场干管，长约1Km。
主要解决包括XXXXX地块等的污水排放，管道布设位置距道路中线7.9m,为了不影响XX路的交通，W24~W26段采用顶管穿越XXX路。
1.2结构计算依据1、测量资料、污水管道平面、纵断面设计图；2 、地勘资料（XXXX工程地质勘察队 2010年10月29日）；3、《室外排水设计规范》GB50014-2006；4 、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；5 、《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；6 、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）；7 、《市政排水管道工程及附属设施》（国家标准图集06MS201）；8 、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002；9 、《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会行业标准 2007年2月；10 、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137：2002）。
顶管工作井计算
gs=1.27g
跨中最大弯矩Mo
Mo=0.035PI*gs*rc*rc
支座弯矩Ms
Ms=-0.068PI*gs*rc*rc
最大扭矩Tmax
Tmax=0.011PI*gs*rc*rc
最大剪力Vmax
Vmax=0.25PI*gs*rc
深梁计算跨度lo
lo=PI*2*rc/4
跨高比
lo/H
截面内力臂z 刃脚底配筋As1 沉井壁上端配筋As2
1层土的C1 2层土的C2 3层土的C3 4层土的C4
1层土的φ1
0.6 m 8m
0.4 m 6.8 m
12 m 3.7 m 0.5 m 0.6 m 0.4 m 1.7 m 0.6 m
0m 0m 0.5 m 2.6 0.0454 (弧度) 10 kpa 0
1.51 m 1.9 m 8.5 m 0m
10 kpa 35 kpa 6.2 kpa
二、下沉计算
0.8961 (弧度）
Gk=[0.25*PI*(D*D-d*d)*HPI/3*(1.5*d+b)*b*b*hl/b]* 4129.1 KN 25
G=Gk+0.25*PI*d*d*t1*25 4673.9 KN
G1=PI*0.25*d*d*ha*20
1234.8 KN
F1=10*[0.25*PI*C3*C3*(H+h a-hl-hb-hg)]
z=0.6lo As1=Mo/fy.z As2=Ms/fy*z
19.622 Kpa 4024.2 KN 1.0261
满足
180 KN/m 228.6 KN/m 344.11 KN.m -668.6 KN.m 108.15 KN.m 664.31 KN 5.8119 m 0.4843
顶管、沉井结构计算书(详细)
XXXX路及其配套设施建设项目（排水工程）工作井（沉井）结构计算书计算:校核:审定:XXXXX设计建设有限公司二○一二年X月1目录1 目录 (2)1.1 工程概况 (3)1.2 结构计算依据 (3)1.3 顶管概况 (3)1.4 顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.5 1000mm管顶力计算 (4)1.5.1 推力计算 (4)1.5.2 壁板后土抗力计算： (4)1.5.3 后背土体的稳定计算： (5)1.6 工作井（沉井）下沉及结构计算 (5)1.6.1 基础资料： (5)1.6.2 下沉计算： (5)1.6.3 下沉稳定计算： (6)1.6.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (6)1.6.5 刃脚计算： (6)1.6.6 沉井竖向计算： (7)1.6.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (9)1.6.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (14)1.7 接收井（沉井）下沉及结构计算 (15)1.7.1 基础资料： (15)1.7.2 下沉计算： (16)1.7.3 下沉稳定计算： (16)1.7.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (16)1.7.5 刃脚计算： (16)1.7.6 沉井竖向计算 (17)1.7.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (18)1.7.8 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (24)1.1工程概况本工程污水管道起于XXX污水接入位置，沿XX快速路布设，汇入XXX路西侧的XX污水第一处理厂进场干管，长约1Km。
主要解决包括XXXXX地块等的污水排放，管道布设位置距道路中线7.9m,为了不影响XX路的交通，W24~W26段采用顶管穿越XXX路。
1.2结构计算依据1、测量资料、污水管道平面、纵断面设计图；2 、地勘资料（XXXX工程地质勘察队 2010年10月29日）；3、《室外排水设计规范》GB50014-2006；4 、《给水排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）；5 、《给水排水工程管道结构设计规范》（GB50332-2002）；6 、《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）；7 、《市政排水管道工程及附属设施》（国家标准图集06MS201）；8 、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2002；9 、《顶管施工技术及验收规范》（试行）中国非开挖技术协会行业标准 2007年2月；10 、《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》（CECS 137：2002）。
顶管接收井计算书
二、顶管接收井计算书本工程丫9-2为顶管接收井，基坑深度约5.1米，接收井为封闭圆形钢筋混凝土结构，采用逆作法进行施工对基坑土体进行支护。
［计算条件］一、顶管接收井净空尺D=5.0m5,采用C30混凝土进行浇筑；二、荷载计算：丫9-2顶管接收井基坑深度约5.1米(按6米进行后续计算)，施工过程中应做好地下水相关监测工作，若施工时遇有地下水，应采取必要的降水措施，将地下水位降至基坑以下不小于0.5m处，并采取措施，防止其他水源进入基坑，后续按岩土体天然指标计算。
按土层容重为21.OkWrrA综合内摩擦角6=30。
进行土压力计算；地面堆载q=10kN∕m2,邻近道路车辆荷载=30kN∕11Λ该工作井逆作法分段现浇碎护壁时，受力最大处位于井底部，现取工作井最下部一截1米高度作为计算单元进行荷载计算。
(a)主动土压力系数Ku=ta112(45-30°/2)=0.3333；(b)地面堆载和邻近道路车辆荷载二者取大值，则q=30kN∕m2,(c)接收井护壁最大侧向主动土压力P=rhK…+qK n=21x6x0.3333+30x0.3333=52kN/m2,综上，接收井护壁的最大侧压力P偏安全的按60kN∕π√进行后续计算。
三、根据《建筑施工手册》(第五版)第10.4.5.8条，混凝土护壁厚度t可按下式计算：τ＞用y或挽P》f2f c式中L护壁厚度(m);N-作用在混凝土护壁截面上的压力(N∕11√),N=PXDaK--安全系数，一般取K=L65,Λ——混凝土轴心抗压强度(MPa)；P-—土和地下水对护壁的最大侧压力(MPa)。
井壁计算时考虑混凝土达到轴心抗压强度设计值需要一定的龄期,此处计算时考虑龄期的影响，fc按0.2倍规范取值进行后续计算，即fc=0.2x14.3=2.86N∕mm2则混凝土护壁厚度t≥l.65x60x5.2/(2x2.86)/1000=0.1m；最终设计取值为t=300mm,满足计算要求，井壁按混凝土护壁计算配筋。
钢筋混凝土顶管工作井、接收井计算书
= 0.0115
(3)
σsq= M/0.87Ash0
= 102.02 Mpa
(4)
载计算 封底
混凝土容 重：
封底 混凝土锅 底厚度：
封底 混凝土边 缘厚度：
3.2.2 封 底厚度计
计算 半径：
板中 弯矩：
封底 混凝土厚 度计算：
上式 中，hu-附 加厚度， 按规范一 般可取 300mm。
Vmax= πr2qs/2πr = 159.13 kN
h= Vmax/0.7bft
= 207 mm,
收井井
同上“工作井井壁内力计算及配筋”计算方法相同，内力及配筋结构如下表2所示,井壁
图详见相
关图纸。
纵向按构 造钢筋配
φ18 @ 150mm。
置，选
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极限状态 承载能力极限状态 正常使用极限状态
表2 接收井井壁内力计算及配筋
设计控制弯矩M
设计控制压力N
-28.31 kN.m
519.45 kN
7Ash0 = -31.53 Mpa
(4)
α2= 1-0.2h0/e0
= Ψ=
=
-10..1606..685ftk/ρte
(5)
Ψ>1.0, 取Ψ= ωmax= =
1.0 1.8Ψσ s0q.[015.05c+0.1
mm ，
内外钢筋选用 φ20 @
2.2 接
100 mm ,
实际 As =
3456
mm2 ， 满足正 常使用
2.1.1.2
pBd= 167.03 kPa
图2-1 土压力分布示意图
井壁环向 根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》CECS137-2002第6.2.3条，不带隔墙
顶管计算书
目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、1000直径管涵顶力计算 (1)三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) (3)第二章工作井及接收井计算 (4)一、设计条件 (4)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (5)三、抗浮验算 (10)四、地基承载力验算 (11)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章 顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1.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肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008）。
1.2.工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3.028～7.426米。
1.3钢筋及砼强度等级取值： （1） 钢筋HPB300级钢筋强度设计值fy=fy ′=270N/ mm 2 HRB400级钢筋强度设计值fy=fy ′=360N/ mm 2 （2） 三级混凝土管fc=23.1N/ mm 2 1.4本工程地下水埋深为0.3～4.5m 。
二、1000直径管涵顶力计算 2.1.推力计算 管径D 1=1.0m 综合摩擦阻力根据取 f k =6 kPa管外周长 S=3.14d=3.14×1.2= 3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m 土的重度3s m /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×6+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφkN 2.3120F 2141.958kN 3.11647.663.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) 3.1.推力计算 管径D 1=1.2m 综合摩擦阻力 f k =6 kPa管外周长 S=3.14D=3.14×1.44= 4.5216m 顶入管总长度L=85m 管壁厚t=0.12m 土的重度3s m /kN 18=γ 管道覆土层厚度Hs=7.426m 顶管机迎面阻力217.58kN 426.71844.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.44×85×6+217.58= 2523.596kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 11.44934493110.5N )12001440(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφ kN 11.4493F 3280.68kN 3.1596.25233.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求第二章 工作井及接收井计算一、设计条件 1.1工程概况本计算书为肇庆市端州区蓝带公司污水管网建设工程顶管工作井、接收井结构设计，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先进行四周外侧及井底的水泥搅拌桩施工,桩身达到设计强度后,再开挖基坑施工护壁成井。
沉井结构计算书(详细)讲解-共22页
深圳市城市轨道交通4号线工程主体工程4302标段二工区（沉井）结构计算书计算:校核: 审定:中铁二局工程××公司深圳市轨道交通4号线4302标二工区项目部2019年10月1目录1目录 (2)1.1顶管概况 (3)1.2顶管工作井、接收井尺寸 (3)1.31200mm管顶力计算 (3)1.3.1推力计算 (3)1.3.2壁板后土抗力计算： (4)1.3.3后背土体的稳定计算： (4)1.4工作井（沉井）下沉及结构计算 (4)1.4.1基础资料： (4)1.4.2下沉计算： (5)1.4.3下沉稳定计算： (5)1.4.4刃脚计算： (5)1.4.5沉井竖向计算： (6)1.4.6井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (7)1.4.7底板内力计算：(理正结构工具箱计算) (12)1.5接收井（沉井）下沉及结构计算 (13)1.5.1基础资料： (13)1.5.2下沉计算： (14)1.5.3下沉稳定计算： (14)1.5.4抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： (14)1.5.5刃脚计算： (14)1.5.6沉井竖向计算 (15)1.5.7井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) (16)1.1顶管概况（1）钢筋Ф—HRB335级钢筋强度设计值fy=fy′=300N/ mm2（2）圆管砼：采用C50，沉井采用C30。
（3）所顶土层为黏土，r=17KN/ m3本计算除井壁、底板外未采用专业计算软件。
1.2顶管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的设计、核算由检查井的设计要求及顶管操作技术要求决定。
（1）、工作井的宽度计算公式B =D+2b+2c 式中：B——工作井宽度；D——顶进管节的外径尺寸；b——工作井内安好管节后两侧的工作空间，本工程采用每侧0.8m；c——护壁厚度，本工程采用0.4m；本工程的顶管直径为D1000，壁厚200。
工作井的宽度尺寸为 B=8.7mm；（2）工作井底的长度计算公式：L=L1+L2+L3+2L4+L5式中：L——工作井底部开挖长度；L1——管节长度取2m ；L2——顶镐机长度取1.1m ；L3——出土工作长度，取1.1m；；L4——后背墙的厚度，取0.4m；；L5——已顶进的管节留在导轨上的最小长度，取0.3m。
沉井计算书
沉井计算书一、下沉验算1、沉井自重G k=[3.14×（5.52－4.52）×10.75÷4－（0.55＋0.7）×0.15×3.14×2.325×2÷2－0.35×0.5×3.14×2.45×2÷2＋0.15×2.3×3.14×2.8×2]×25＋0.15×8.1×3.14×2.8×2×18=85.56×25＋21.36×18=2523.56KN2、井壁摩阻力f Ka=（1.2×10＋2.6×8＋2.8×25＋3.8×20）÷（1.2＋2.6＋2.8＋3.8）=17.19Kpa摩阻力F fK=（2.5＋3.2）×3.14×5.5×f Ka×2÷3＋f Ka×2.3×3.14×5.8 =1128.11＋720.05=1848.16KN下沉过程中的水的浮托力F fw.K=（85.56－3.53）×10=820.3KNK St=（G k－F fw.K）÷F Fk=（2523.56－820.3）÷1848.16=0.92下沉验算不符合要求。
二、外力计算按重液地压公式计算：P W＋E=13h=13×11.4=148.2 KpaP W=10×10.75=107.5 Kpa三、结构内力计算及配筋1、计算截面所在土层的内摩擦角θ=13.4。
则θA=θ＋5=18.4。
；θB=θ－5=8.4。
；tg2（45。
－θA/2）=0.520；tg2（45。
－θB/2）=0.745；m=0.745/0.520=1.43；m－1=0.43 考虑井内水压：压力差：P A=（13×9.8－91.5）=35.9KpaN A=35.9×1.27×2.65×（1＋0.785×0.43）=161.63KN：N B=P A r c（1＋0.5×0.43）=146.80KNM A=-0.1488 P A r c2W‘=-0.1488×35.9×1.27×2.652×0.43=-20.48KN·M M B=-0.1366 P A r c2W‘=-0.1366×35.9×1.27×2.652×0.43=-18.81KN·M 不考虑井内水压：P A=127.4×1.27=161.80KpaN A=161.80×2.65×（1＋0.785×0.43）=573.6KN：N B=P A r c（1＋0.5×0.43）=520.96KNM A=-0.1488 P A r c2W‘=-0.1488×161.80×2.652×0.43=-72.70KN·MM B=-0.1366 P A r c2W‘=-0.1366×161.80×2.652×0.43=-66.7KN·M 按内力：M A=-72.70 KN·M；N A=573.6KN计算配筋。
沉井计算书
沉井受力结构分析一、圆井受力分析圆井：内直径7.6米，壁厚0.6米 地质：选最深的井的地质进行计算岩 土 描 述钻 孔 柱 状 图钻孔编号孔口标高工程名称地及质成时因代(m)分层度厚层序(m)标高底(m)底度深ZKA982.70层中山市东升镇污水处理厂管网一期工程层m 柱状图1501:2502622.109495550.707坐标Y:X:标准贯入深 度(m)钻孔深度勘察单位21.20中山市第三建筑设计院有限公司击 数m 静止水位取 样深 度(m)取样编号备注1.20共页第页m 开孔日期2008年10月14日终孔日期2008年10月14日编录审核陈华伟王强光11Q①0.50 2.20 2.20素填土：灰褐色,由砂粒及粘性土组成,松散,很湿。
Q ②-1-11.1013.8011.60淤泥质土：青灰色,灰黑色,由粘粒、粉粒组成,含腐植质,流塑,饱和,局部夹贝壳碎屑。
Q②-2-12.6015.30 1.50粉质粘土：灰黄色,由粘粒、粉粒及少量砂粒组成,湿,可塑。
Q②-3-16.0018.703.40f粉砂：灰褐色,成份为石英,次圆状,分选性差,饱和,稍密,局部中实。
Q②-6-18.5021.202.50z中砂：灰褐、灰白色,成份为石英,次圆状,分选性差,饱和,中密,局部密实。
10(7.4)14.05-14.35▼13(9.4)16.35-16.65▼16(11.0)19.65-19.95▼ZKA98-15.80-6.00●主动土压力：主动土压力计算 土容重γKN/m^3水容重KN/m ^3 最后容重KN/m^3土层深度(m) c Φ压力累加主动土压力梯形荷载结果 上边值(KN/m^2)下边值(KN/m^2)第一层土 第二层土水压力计算公式如下： 按最不利计算，水下水位线与地面线同，水深为13.8米 W=取竖向1米高板来进行计算取最底的1米沉井来计算，从上表可得外压力为：（+）＝m^2不带隔墙下沉的圆形沉井，在下沉过程中井壁的水平内力可按不同高度截取闭合圆环计算，并假定在互成90°的两点处土壤内摩擦角的差值为5°～10°。
DN1350顶管工作坑、接收坑结构计算书
DN1350顶管工作坑、接收坑计算1 设计条件设计地面标高：0m；井内底标高：-8m；H=8.0m工作坑尺寸长La=7.9m 壁厚a＝0.3m宽Lb＝4.4m 壁厚b＝0.3m高H=8.0m 底板厚h＝0.3m外长L＝8.5m 外宽B＝5.0m接收坑尺寸长La=4.4m 壁厚a＝0.3m宽Lb＝4.4m 壁厚b＝0.3m高H=8.0m 底板厚h＝0.3m外长L＝5.0m 外宽B＝5.0m2 井壁计算2.1 荷载：采用井点排水施工，不考虑地下水影响。
地面堆载按10 kN/m2考虑。
作用在井壁外的土压力在同一标高的水平截条上沿井壁四周假定为均匀分布。
将井壁简化成平面矩形闭合刚架计算，计算截面取最底部1m水平区段计算。
计算荷载：q1k＝18×8/3＝48(kN/m2)q2k＝10 (kN/m2)q k＝q1k+ q2k＝48+10＝58(kN/m2)q1＝48×1.27＝60.96(kN/m2)q2＝10×1.27＝12.7(kN/m2)q＝q1+ q2＝60.96+12.7＝73.66(kN/m2)本工程为顶管工作坑、接收坑，为临时工程，结构重要性系数取0.9q＝（q1+ q2）×0.9＝73.66×0.9＝66.3(kN/m2)2.2 井壁内力及配筋计算（水平）：采用理正结构工具箱 V5.3版计算程序，按5跨连续梁进行计算，两端为固定支座，中间为弹性支座。
几何尺寸及荷载简图如下：a. 几何信息: (单位: 除注明外,均为mm)梁号 1: 跨长 = 1000 B×H = 1000 × 300梁号 2: 跨长 = 1000 B×H = 1000 × 300梁号 3: 跨长 = 1000 B×H = 1000 × 300梁号 4: 跨长 = 1000 B×H = 1000 × 300梁号 5: 跨长 = 1000 B×H = 1000 × 300b 荷载条件:均布恒载标准值=66.30kN/m ； 活载准永久值系数=0.50均布活载标准值=0.00kN/m ； 支座弯矩调幅系数=100.0%梁容重=25.00kN/m3 ； 计算时不考虑梁自重:恒载分项系数=1.00 ； 活载分项系数=1.00c.配筋信息:抗震等级:非抗震 ；钢筋: Φ为HRB335； fyk=335 N/mm2，φ为HPB235 ； fyk=235 N/mm2混凝土强度等级:C20 ； fc=9.6 N/mm2 ； ft= 1.10 N/mm2；配筋调整系数 =1.0 ；上部保护层厚度=25mm ； as'=25+10 = 35mm下部保护层厚度=25mm ； as=25+10 = 35mm最大裂缝限值=0.250mm ； 挠度控制系数C=200d.计算结果：选取弯矩最大截面进行计算（端支座）执行混凝土设计规范(GB50010-2002)单位说明: 弯矩:kN.m 剪力:kN 纵筋面积:mm2 箍筋面积:mm2/m 裂缝:mm 挠度:mm 尺寸:mm内力计算采用有限元计算方法 截面配筋方式:单筋-----------------------------------------------------------------------梁号 1: 跨长 = 1000 B×H = 1000 × 300左 中 右弯矩(-) : -36.603 -9.708 0.000弯矩(+) : 0.000 0.000 0.613剪 力: 70.366 37.216 4.066上部纵筋: 600 600 600下部纵筋: 600 600 600左端上纵:按构造配筋As=600mm2，配筋率ρ=0.20%左端下纵:As=ξa1f c bh0/f y=0mm2 ρ=0.00% < ρmin=0.20% 按构造配筋As=600mm2跨中上纵:按构造配筋As=600mm2，配筋率ρ=0.20%跨中下纵:As=ξa1f c bh0/f y=0mm2 ρ=0.00% < ρmin=0.20% 按构造配筋As=600mm2跨中箍筋:Asv/s=-2398.34mm2/m ρsv=-0.24% < ρsvmin=0.13% 按构造配筋Av/s=1257mm2/m右端上纵:按构造配筋As=600mm，配筋率ρ=0.20%右端下纵:As=ξa1f c bh0/f y=8mm2 ρ=0.00% < ρmin=0.20% 按构造配筋As=600mm2右端箍筋:Asv/s=-2874.89mm2/m ρsv=-0.29% < ρsvmin=0.13% 按构造配筋Av/s=1257mm2/m上纵均实配: 2Φ22+10φ8(760+503)下纵均实配: 2Φ22+10φ8(760+503)上实配筋率: 0.46%下实配筋率: 0.46%裂 缝: 0.048 0.013 0.001挠 度: 0.000 0.085 0.214最大裂缝: 0.048mm<0.250mm最大挠度: 0.214mm<5.000mm(1000/200)e. 所有简图：竖向按构造进行连接，配置φ8@100；3 工作坑底板计算：底板按四边简支双向板计算。