顶管计算书(共16页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上一、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。2、 由深圳地质建设工程公司提供的补充勘察报告。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2.906.30米。4、 本工程设计合理使用年限为五十年，抗震设防烈度为七度。5、 管顶地面荷载取值为：汽20。6、 钢筋及砼强度等级取值：（1） 钢筋HPB235级钢筋强度设计值fy=fy=210N/ mm2HRB335级钢筋强度设计值fy=fy=300N/ mm2（2） 砼：采用C20、C25。7、 本工程地下水埋深为0.34.5m。8、 本计算未采用

2、专业计算软件。二、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=5 kPa管外周长 S=3.14d=3.14x0.872=2.74m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）/4X22=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 f0=RS+Wf=5x2.74+2.05x0.2=14.11kN/m初始推力 F0=（Pe+Pw+P）(3.14/4)B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x0.8722=133.13 kN总推力 F= F0+ f0L=133.13

3、+14.11x150=2249.6kN2、壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x2249.6=2924.5kN顶管力至刃脚底的距离：hf=3m 沉井中心半径 rc=3.25m qAmax=4 Pt/3 rc hf x3.14=4x2924.5/3x3x3.25x3.14=127.37kpa qA=127.37x(9-1.8)/9=101.89 kpa MA=-0.307qAr2c=-0.307x101.89x3.252=-330.4 kN.m3 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°-

4、）x10=18.29 kN/m2被动土压力标准值Fp,k= tg2（45°+）.(17.5-10)x7.7+ tg2（45°+）x10=250 kN/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=5288.94KN hp=H/3=6.7/3=2.23 m§=( hf-hf- hp)/ hf=0.74 Ptk=2249.6 §(0.8Epk- Eep,k)=0.74x(0.8x5288.94-386.9)=2844.75 KN

5、满足规范要求 二、1000直径管涵顶力计算1、推力计算管径D1=1.0m 综合摩擦阻力 R=5 kPa管外周长 S=3.14d=3.14x1.072=3.366m顶入管总长度L=150m 管壁厚t=0.036m顶入管每米重量W=3.14X（1.0722-1.02）/4X22=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 f0=RS+Wf=5x3.366+2.58x0.2=17.35 kN/m初始推力 F0=（Pe+Pw+P）(3.14/4)B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.0722=201.2 kN总推力 F= F0+ f0L=201

6、.2+17.35x150=2803.1 kN2、壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x2803.1=3644.03 kN顶管力至刃脚底的距离：hf=3.0m 沉井中心半径 rc=3.25m qAmax=4 Pt/3 rc hf x3.14=4x3644.01/3x3.0x3.25x3.14=158.70kpa qA=158.70x(9.0-1.8)/9.3=126.96 kpa MA=-0.307qAr2c=-0.307x126.96x3.252=-411.7 kN.m3 后背土体的稳定计算： 主动土压力标准值Fep,k= tg2（45°-）.(17.5-10)x7.6+

7、 tg2（45°-）x10=18.09 kN/m2被动土压力标准值Fp,k= tg2（45°+）.(17.5-10)x7.6+ tg2（45°+）x10=247.23 kN/m2沉井前方主动土压力标准值Eep,k=1/4X3.14X3.5X7.6X18.09=377.74 KN沉井后方被动土压力标准值Epk=1/4X3.14X3.5X7.6X247.23=5162.41KNhp=H/3=7.6/3=2.53 m§=( hf-hf- hp)/ hf=0.84 Ptk=2803.1 §(0.8Epk- Eep,k)=0.84x(0.8x5162.4

8、-247.23)=3261.5KN 满足规范要求三、1200直径管涵顶力计算1、推力计算管径D1=1.2m 综合摩擦阻力 R=5 kPa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）/4X22=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 f0=RS+Wf=5x4.019+3.43x0.2=20.78 kN/m初始推力 F0=（Pe+Pw+P）(3.14/4)B2c=（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.282=286.8 kN总推力

9、F= F0+ f0L=286.8+20.78x150=3403.95 kN2、壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x3403.95=4425.14 kN顶管力至刃脚底的距离：hf=3.3m 沉井中心半径 rc=3.775m qAmax=4 Pt/3 rc hf x3.14=4x4425.14/3x3.3x3.775x3.14=150.84kpa qA=150.84x(9.3-1.9)/9.3=120kpa MA=-0.307qAr2c=-0.307x120x3.7752=-525.10 kN.m3 后背土体的稳定计算： 主动土压力标准值Fep,k= tg2（45°-）.(

10、17.5-10)x8.2+ tg2（45°-）x10=19.31 kN/m2被动土压力标准值Fp,k= tg2（45°+）.(17.5-10)x8.2+ tg2（45°+）x10=263.84 kN/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=6878.27KNhp=H/3=8.2/3=2.73m§=( hf-hf- hp)/ hf=0.83 Ptk=3403.95 §(0.8Epk- Eep,k)=0.

11、83x(0.8x6878.27-503.41)=4149.34 KN 满足规范要求四、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=5 kPa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）/4X22=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）x3.14/4x

12、1.4962=391.8 kN总推力 F= F0+ f0L=391.8+24.45x150=4058.55kN2、壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x4058.55=5276.12 kN顶管力至刃脚底的距离：hf=3.4m 沉井中心半径 rc=3.775m qAmax=4 Pt/3 rc hf x3.14=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.m3 后背土体的稳定计算： 主动土压力标

13、准值Fep,k= tg2（45°-）.(17.5-10)x9.7+ tg2（45°-）x10=22.34 kN/m2被动土压力标准值Fp,k= tg2（45°+）.(17.5-10)x9.7+ tg2（45°+）x10=305.35 kN/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=9416.6KNhp=H/3=9.7/3=3.23m§=( hf-hf- hp)/ hf=0.95 Ptk=4058.55

14、 §(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1、推力计算管径D1=1.5m 综合摩擦阻力 R=5 kPa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）/4X22=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=5x5.037+5.58x0.2=26.30kN/m初始推力 F0=（Pe+Pw+P）(3.14/4)B2c=

15、（150+5.3x10+20）x3.14/4x1.6042=450.4kN总推力 F= F0+ f0L=450.4+26.30x150=4395.55 kN2、壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x4395.55=5714.22 kN顶管力至刃脚底的距离：hf=3.45m 沉井中心半径 rc=3.775m qAmax=4 Pt/3 rc hf x3.14=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=-66

16、5.45 kN.m3 后背土体的稳定计算： 主动土压力标准值Fep,k= tg2（45°-）.(17.5-10)x10.5+ tg2（45°-）x10=23.96 kN/m2被动土压力标准值Fp,k= tg2（45°+）.(17.5-10)x10.5+ tg2（45°+）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=10932.31KNhp=H/3=10.5/3=3.5m§=

17、( hf-hf- hp)/ hf=0.95 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1、推力计算管径D1=1.6m 综合摩擦阻力 R=5 kPa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）/4X22=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 f0=RS+Wf=5x5.369+6.29x0.2=28.1 k

18、N/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=4726.90kN2、壁板后土抗力计算：顶管总推力设计值 Pt=1.3x4726.9=6144.97 kN顶管力至刃脚底的距离：hf=3.50m 沉井中心半径 rc=3.775m qAmax=4 Pt/3 rc hf x3.14=4x6144.97/3x3.5x3.775x3.14=197.49kpa qA=197.49x(10.5-1.9)/10.5=161.75kpa MA=-0.307qAr2c

19、=-0.307x161.75x3.7752=-707.66kN.m3 后背土体的稳定计算： 主动土压力标准值Fep,k= tg2（45°-）.(17.5-10)x8.2+ tg2（45°-）x10=19.31 kN/m2被动土压力标准值Fp,k= tg2（45°+）.(17.5-10)x8.2+ tg2（45°+）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=6880.88KNhp=H/3

20、=8.2/3=2.73m§=( 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1、推力计算管径D1=2.0m 综合摩擦阻力 R=5 kPa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）/4X22=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 f0=RS+Wf=5x

21、6.66+8.68x0.2=35.04 kN/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、 7000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fk10Kpa，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.

22、5kN/m，内摩擦角=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=505.3 kN井壁总摩阻力标准值：Fsk3.14X8.1X(5.2+0.5x5)X10=1958.41kN沉井自重标准值G1k3.14X10.2X(4.052-3.52)X25=3325.3 kN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

23、阶段沉井自重标准值GK3325.3×72×0.7×25=3998.4kN基底的水浮力标准值：Ffbw,k3.14x(8.1/2)2x7.2x103708.3kN 抗浮系数：Kfw3998.4/3708.31.08>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： tg=4 76.0° d1（3×0.25+2×0.30）0.150.0750.075m Rj4.9×0.55×2567.4kN/m P1tg（-0）33.3kN 其中 0=20M133.3×（1.2）+67

24、.4×0.07533.93kNN167.4(0.50x0.3+0.25)×1.2×2555.4kNFep1(10+17.5x3.0+7.5×7.2)×tg2（45°-）+10.2×10202.8kN/m2Fepe(10+17.5x3.0+7.5×6.0)×tg2（45°-）+9.0×10180.3kN/m2M1=×（2×202.8+180.3）×1.22140.6kN/mNP1rc33.3×7.85/2=130.7 kN6. 沉井下沉考虑采用垫木支承 支承时井壁内力计算： M00.035×g×rc20.035××67.4×3.7752105.6kNm/m Ms0.068g rc2205.1kNm/m Tmax0.011g rc233.2kNm/m Vmax0.25g rc199.7kN7. 井壁水平内力计算： -1 B10tg2（45°-）+17.5×8.3tg2（45°-）130.4kN/m2 A10tg2（4