顶管计算书(3)

2020-04-13 23:02

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 f0=RS+Wf=5x6.66+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、 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=505.3 kN 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=3325.3 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.施工阶段

沉井自重标准值

GK=3325.3+?×72×0.7×25=3998.4kN

4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=

GKFfbwk=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=1.20.3=4 θ=76.0° d1=

1.21.0-(3×0.25+2×0.30)=0.15-6?1.0?12?0.25?tg?2tg?0.075=0.075m

Rj=4.9×0.55×25=67.4kN/m

P1=

67.4?1.0tg(θ-β0)=33.3kN 其中 β0=20

1.0?2?0.25tg?1.0)+67.4×0.075=33.93kN 3M1=33.3×(1.2-

N1=67.4-(0.50x0.3+0.25)×1.2×25=55.4kN Fep1=(10+17.5x3.0+7.5×7.2)×tg2(45°-202.8kN/m2

Fˊepe=(10+17.5x3.0+7.5×6.0)×tg2(45°-=180.3kN/m2

M1=1×(2×202.8+180.3)×1.22=140.6kN/m

65.0?)+10.2×10=25.0?)+9.0×102Nθ=P1?rc=33.3×7.85/2=130.7 kN 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=-0.068πg rc2=205.1kN?m/m Tmax=0.011πg rc2=33.2kN?m/m Vmax=0.25πg rc=199.7kN 7. 井壁水平内力计算: ωˊ=?B-1

?A ρB=10tg2(45°-

5.0?5.0?)+17.5×8.3tg2(45°-)=130.4kN/m2 2222 ρA=10tg2(45°-12?)+17.5×8.3tg2(45°-12?)=102.5kN/m2 ωˊ=

130.4-1=0.27 102.5NA=102.5×3.775×(1+0.7854×0.27)=466.2kN/m NB=102.5×3.775×(1+0.5×0.27)=439.2kN/m

MA=-0.1488×102.5×3.7752×0.27=-58.7kN?m/m MB=-0.1366×102.5×3.7752×0.27=-53.9kN?m/m 8. 水下封底计算: Pk=

3998.4?4=103.94kN/m2

?7.02 M=0.198×103.94×3.7752=293.3kN?m/m

5.72?293.3?106 h=+300=1234mm

1000?1.1 取h=1800mm 9. 底板受力计算: 按周边铰支圆板计算 Pk=

3998.4?4=103.94kN/m2

?7.02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=1.1?11.93002?1.27?140.6?1062

×1000×550×(1-1?)=1105mm

1.1?11.9?1000?5502按最小配筋率计算:

As=0.15%×1000×550=825mm2 设计配筋满足

环向配筋:

1.27?130.7?103?1.1As==609mm2 设计配筋满足

30011. 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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