顶管计算书.doc

目 录顶管顶力、工作井及接收井计算书2第一章 顶管顶力计算书2一、结构计算依据2二、1000直径管涵顶力计算2三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算)4第二章 工作井及接收井计算5一、设计条件5二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算6三、抗浮验算11四、地基承载力验算12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3.0287.426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/ mm2HRB400级钢筋强度设计值fy=fy=360N/ mm2（2） 三级混凝土管fc=23.1N/ mm21.4本工程地下水埋深为0.34.5m。二、1000直径管涵顶力计算2.1.推力计算管径D1=1.0m 综合摩擦阻力根据取 fk=6 kPa管外周长 S=3.14d=3.141.2= 3.768m顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m土的重度管道覆土层厚度Hs=3.2m顶管机迎面阻力管线总顶力计算:=3.141.2706+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算: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D1=1.2m 综合摩擦阻力 fk=6 kPa管外周长 S=3.14D=3.141.44= 4.5216m顶入管总长度L=85m 管壁厚t=0.12m土的重度管道覆土层厚度Hs=7.426m顶管机迎面阻力管线总顶力计算:=3.141.44856+217.58= 2523.596kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算: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。基坑每开挖1m深度土，现浇一节1m圆形护壁。本设计以最大深度工作井和最大深度接收井为控制设计。已知：工作井设计地面标高：7.50m，工作井井底标高：为-1.50m，接收井设计地面标高：9.18m，工作井井底标高：为-1.82m。拟定工作井尺寸：t=0.3m，R=3.5m，D=7.6m，H=9.0m拟定接收井尺寸：t=0.3m，R=2.0m，D=4.6m，H=11.0m1.2井身材料混凝土：采用C25，。钢筋：钢筋直径d10mm时，采用HPB300钢筋，；d10mm时，采用热轧钢筋HBR400，。1.3地质资料地质资料如下表1所示，地下水位高度为1.2m，即工作井井外水位高度为6.3m，接收井井外水位高度为7.98m。 表1 土的物理力学指标 岩土名称标高（m）天然容重（）粘聚力c(kPa)内摩擦角（）承载力征值qp (kPa)粉质黏土18.39 6.9917.520.010.0130粉质黏土26.99 1.5917.520.012.0140粉质黏土31.59 -0.1118.417.69.0100粉质黏土4-0.11 -4.2117.622.012.0150图1-1 工作井、接收井示意图二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算将井壁简化成平面圆形闭合刚架计算，计算截面取井壁底部1米一段进行环向计算，不考虑四周搅拌桩支护的作用。2.1工作井井壁内力计算及配筋2.1.1按承载能力极限状态进行计算2.1.1.1外力计算（1）水土压力计算（考虑地下水作用）井外侧地面堆载按考虑。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，并假设同一标高的水平截条上沿井壁互成90的两点土的内摩擦角相差5，计算区域井壁A、B点外侧水平向水土压力：图2-1 土压力分布示意图井壁外侧水平向土压力采用郎金主动土压力计算值，地下水位以下土采用浮容重。计算公式如下： 式中：地面上堆载，取。 土的容重加权平均值，地下水位以下土采用浮容重，那么有 = 8.61kN/m2 土内摩擦角加权平均值，土的粘聚力加权平均值， 所计算点离填土面的深度（m）。井壁侧向水压力采用全部静水压力，即，为水的容重，取10。则则工作井井壁外侧水平向的水土压力为：计算系数为：2.1.1.2井壁环向截面内力计算截面上弯矩（井壁外侧受拉为正）：截面上压力：图2-2 截面弯矩分布图2.1.1.3结构配筋计算按压弯构件进行强度配筋计算：保护层厚度为40mm，设，C25混凝土，HRB400钢筋，查表得初始偏心距 附加偏心距 偏心距增大系数 ，取1.0，取1.0故确定混凝土受压区高度先按大偏心受压求：，且属于大偏心受压构件。 即按实际计算钢筋配置，内外钢筋选用HRB40018200，顶环采用22加筋，实际配筋面积为;纵向按构造钢筋配置，选用16200。2.1.2按正常使用极限状态进行计算2.1.2.1内力计算截面上弯矩（井壁外侧受拉为正）：截面上压力：2.1.2.2结构配筋计算按压弯构件进行强度配筋计算，控制裂缝宽度0.3mm。由混凝土结构设计规范第8.1.2条： 混凝土采用C25，钢筋采用HRB400， ，取0.011014偏心受压构件，求 ，取1.0偏心受压构件 ，取0.4故内外钢筋选用18200。工作井井壁配筋图见2-2所示。2.2接收井井壁内力计算及配筋同上“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。纵向按构造钢筋配置，选用16200。极限状态设计控制弯矩设计控制压力钢筋选用承载能力极限状态-13.37284.4918200正常使用极限状态-10.53223.8518200三、抗浮验算3.1工作井抗浮验算3.1.1工作井自重封底后，工作井抗浮验算时，工作井重除井壁重量外，背墙、井底底板及垫层重。钢筋混凝土底板容重按计，垫层填料按容重按18KN/mm3，素砼容重按24KN/mm3井壁重：背墙重：底板重：垫层重：总重：3.1.2浮力浮力为：3.1.3抗浮安全系数（不考虑井壁反摩阻力），抗浮能力满足要求。3.2接收井抗浮验算同上“工作井抗浮验算”计算方法，抗浮安全系数。抗浮能力满足要求。四、地基承载力验算