沉井结构计算书(详细)讲解-共22页

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顶管、沉井结构计算书(详细)

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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)。

[辽宁]铁路深基坑圆形沉井结构计算书

[辽宁]铁路深基坑圆形沉井结构计算书

圆形地下连续墙计算书1 工程概述xx 铁路xx 特大桥100#-109#墩位于主河槽中,主墩承台为二层,一层平面尺寸为11.3×7.3米,高度为2.5米,二层平面尺寸为9×5,高度为1米,主墩桩基为10根Φ1.25米钻孔桩。

承台底标高为-4.44m 、-4.94m 、-5.44m ,按筑岛顶标高为4.0m 考虑,开挖深度在8.64m —9.64m 之间,以上10个承台开挖深度大,采用混凝土沉井为围护结构的方式施工。

承台、墩身具体布置如下:50001040037001500150020001500100-103、109号墩平面图140028001000100030001000700010400370035011501800500240050018001400280010001000250025001000104-105、108号墩平面图76001040037005509501800800240080018001400280010001000280028001000106-107号墩平面图各墩具体参数表墩 号 承台尺寸 承台底 标高(m ) 承台顶 标高(m ) 筑岛顶 标高(m ) 开挖深度(m ) 沉井高度(m ) 100 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -4.44 -0.94 4.2 8.64 10.5 101 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -4.44 -0.94 4.2 8.64 10.5 102 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -4.94 -1.44 4.2 9.14 11.0 103 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -4.94 -1.44 4.2 9.14 11.0 104 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -5.44 -1.94 4.2 9.64 11.5 105 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -5.44 -1.94 4.2 9.64 11.5 106 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -5.44 -1.94 4.2 9.64 11.5 107 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -5.44 -1.94 4.2 9.64 11.5 108 一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1 -5.44 -1.94 4.2 9.64 11.5 109一层:11.3*7.3*2.5二层:9*5*1-5.44-1.944.29.6411.52 基坑土特性及取值本计算中土层参数根据设计图提供的土层资料,按经验取值如下:各层土特性取值表本工程土压力计算对于粘性土采用水土合算法,对于砂性土采用水土分算法,基坑外考虑有长臂挖掘机作用(参考机型:ZE230LC),荷载按条形荷载考虑,取值为挖掘机接地比压40Kpa。

沉井设计计算解析PPT课件

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基底无水平位移,仅绕基底中心转动, 此时y0=h,基底嵌入处存在一水平阻力P
土的侧向抗力:
y
h
yy
H D0 h
基础工程
第10页/共47页
基底边缘压应力:
max N Hd min A0 2 D
其中: D bl h3 6Wd 12
嵌入处水平阻力P:
P
H
bl h 2 6D
1
地面或最大冲刷线以下任意深度y处 基础截面上的弯矩为:
N0 R T1 g
Q pew H刃脚验算及配筋: Nhomakorabea注意:各水平力均应按规定考虑分配系数a
据M0,N0,Q验算刃脚根部应力及配置内侧所需钢筋 配筋率>0.1%
0.5L1
基础工程
第33页/共47页
3、刃脚受力计算
②刃脚向外挠曲的内力计算——配外侧钢筋 最不利情况:
沉井已下沉至设计标高,刃脚下的土 已挖空而尚未浇筑封底混凝土
设计
中心线
a
基底嵌入岩层
ω
=K1h K2l0 0
z
a=K1ωz0
b=K 2 c=δ0
ωl
0
14
第14页/共47页
③墩台顶面水平位移的计算方法
考虑到沉井基础的实际刚度对地面位移及转角的影响,引入系数K1,K2对其进 行修正
k1y0 k2l 0
对于嵌岩桩, z0=h K1, K2由h及/h查表得。
横向受力(水平框架)
向外挠曲 向内挠曲
根据悬臂梁及水平 框架两者的变位关 系得各自的外力分 配系数:
hk4
0.1L14 0.05L14
1.0
hk4
0.1hk4 0.05L42
L1,L2——支承于隔墙间的井壁最大和最小 计算跨度;

沉井计算书

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°。

1元计算书_22_沉井下沉验算计算书

1元计算书_22_沉井下沉验算计算书

沉井下沉验算计算书依据《建筑施工计算手册》(江正荣编著)以及市政相关规范等。

一. 参数信息沉井下沉时,应对其在自重和附加荷重的作用下能否下沉进行验算。

沉井相关参数如下:沉井外径为 20.00m,壁厚为 1.00m,沉井全高为 16.50m,刃脚高度为 1.50m,混凝土密度为24.00kN/m^3,井身混凝土量为 1000.00m^3,附加荷重为 100.00kN,土层平均摩擦系数为 22.60kN/m^2 。

采用排水下沉方式。

二. 沉井计算沉井下沉力系平衡如上图,下沉安全系数可按下式计算:其中K -下沉安全系数,一般应大于1.15-1.25;Q -沉井自重及附加荷重(kN);B -被井壁排出的水量(kN),如采取排水下沉时,则B=0;T -沉井与土间的摩擦力(kN)R -刃脚反力(kN)对于井壁与土间的摩擦力,通常有两种计算方法,如图所示:(1) 假定摩擦力随土深而加大,并且在5m深达到最大值,5m以下,保持常值,则有:T = πD(H-2.5)f(2) 假定摩擦力随土深而加大,在刃脚台阶处达到最大值,以下即保持常值,则有:T = πDf(H+h)/2其中 D -沉井外径;H -沉井全高;h -刃脚高度;f -井壁与土间的摩擦系数.不考虑浮力作用,B = 0.00kN.一般采取将刃脚底面土方挖空,故不考虑刃脚反力作用,R=0 。

沉井自重及附加荷重为:Q = 1000.00×24.00 + 100.00 = 24100.00kN沉井与土间的摩阻力,按第一种假定计算为:T = 3.14×20.00×(16.50-2.5)×22.60 = 19880.00kN则沉井的下沉系数 K = (24100.00-0.00)/(19880.00+0.00) = 1.21下沉系数 K>1.15,故能下沉。

沉井与土间的摩阻力,按第二种假定计算为:T = 3.14×20.00×(16.50+1.50)/2 × 22.60 = 12780.00kN则沉井的下沉系数 K = (24100.00-0.00)/(12780.00+0.00) = 1.89下沉系数 K>1.15,故能下沉。

圆形沉井计算书

圆形沉井计算书

工作井尺寸:t=0.60m R=3.40m D=8.00m H=6.20m 接收井尺寸:t=0.50m R=2.40m D=5.80mH=7.60m(1)建筑结构荷载规范:GB50009-2001(2006版)(2)建筑地基基础设计规范:GB50007-2002(3)混凝土结构设计规范:GB50010-2002(4)给水排水构筑物结构设计规范:GB50069-2002(5)给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程:CECS 137:1.设计条件1.1 工程概况1.2 设计依据工作井筒筒身地面深度0.5m以下采用600mm厚钢筋混凝土砌筑,地面深度0.5m以上采用370mm厚砖墙砌筑,井筒内径直径6.8m,井筒总高6.2m,基础底板采用钢筋砼现浇600mm厚。

接收井筒筒身地面深度0.5m以下采用500mm厚钢筋混凝土砌筑,地面深度0.5m以上采用370mm 厚砖墙砌筑,井筒内径直径4.8m,井筒总高7.6m,基础底板采用钢筋砼现浇600mm厚。

(6)给水排水工程顶管技术规程:CECS 246:1.3 材料井身混凝土:C30f c =14.30MPa f t =1.43MPa 封底混凝土:C25f c =11.90MPaf t =1.27MPa钢筋:钢筋直径d<10mm 时,采用R235钢筋f y =270MPa钢筋直径≥10mm时,采用HRB335钢筋f y =300MPa1.4 地质资料岩土名称上标高(m)下标高(m)土层厚度(m)天然容重(KN/mm 3)粘聚力c(kPa)内摩擦角φ(°)承载力征q p (kPa)单位摩阻力(kPa)杂填土27.7524.75318.5898010粘土24.7521.553.220351526040地质资料如下表1所示,整个场地无统一地下水,勘探期间测得地下水位标高为22~27m,计算中按最不利27m计算,即井外水位高度为27m。

2.1 工作井井2.1.1 按承载能力2.1.1.1外力计算 (1)水土压力计算(考虑地下水作用)地面上堆载:q d =20.00kPa地下水位标高:27.00m图1-1 工作井、接收井构造图2.井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程》(CECS 137:2002)(以下简称《沉井设计规程》)第6.2.3条规定,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。

圆形沉井计算书

圆形沉井计算书

计算 半径
rc= 3.700 m
计算 系数:
ω’= pBd/pAd-1
= 0.1984
内力 计算:
NA=
PAdrc(1+0.78 54ω’)
2.1.1.3
= NB=
=
PBdr3c7(11.+809.5 ω- ’42)3.85
kN kN
MA= =
0--.3154.8185PAdrc2
kN.m
MB= =
选用 φ20 @ (2)
= 891.36
mm2
100 mm , 实际 As = 3456
mm2 ,满 足承载能 力要求。
下层钢因筋简
支板支座
弯矩为
0,故按
构造钢筋
配置,选
用:φ
16@100。 4.1.3 裂
缝宽度计 按纯弯计算,裂缝宽度控制在0.25mm。按本计算书2.2.2节的计算方法计算钢
筋混凝土底板的裂缝宽度如下:
第 10 页,共 23 页
(1)
上层钢筋 按纯
弯计算,
按承载能
力极限状
态进行配
筋。
c= 30 mm,
as= 50 mm,
h= 600 mm,
h0= 550 mm,
l0= 0.00 m
b= 1000 mm,
A0= M/fcbh02 = 0.0336
查表 得:
ξ= 0.0340
As= ξbh0fc/fsd
=
-10..1204.16.58ftk/ρte
(5)
Ψ>1.0, 取Ψ= ωmax= =
1.0 1.8Ψσ s0q.[012.25c+0.1
mm ,
内外钢筋选用 φ20 @

沉井设计计算讲解资料讲解

沉井设计计算讲解资料讲解

第三节 沉井结构上的作用及荷载分项系数
一.永久作用 1.结构自重标准值 钢筋混凝土重度取25kN/m3,素混凝土重度取 23kN/m3 2.侧向主动土压力标准值 二.可变作用
1.地面活荷载,分为地面堆载及车辆荷载,地面堆 载一般按10kN/m2,车辆荷载根据车辆类型及及其轮压换 算成均布荷载。
2.地下水 侧壁上的水压力标准值按静水压力计算,根据岩土工 程勘察报告取最高水位进行计算。
五.沉井的施工简介
1.施工工序
清理场地 →测量放线→开挖基坑→铺设砂垫
层、垫木→ 制作井筒→设置降水井点或挖排水沟、
集水井→抽取垫木→挖土、下沉→封底→浇筑底
板砼 2.开挖方式 水挖法、干挖法、中心岛法 水挖法即不排水开挖法,这种方法的特点是沉
井内、外的水位基本一致。该法适用于渗水量大的 砂层等不稳定地层,可避免排水造成的涌砂等不良 现象。
广东建筑地基基础设计规范(DBJ 15-31-2003)中, 对砂性土宜按水土分算,粘性土、淤泥质土宜按水土合 算。
夏明耀·地下工程设计施工手册中,对于砂土、粉 性土和粉质粘土等渗透性较好的土层应采用水土分算; 对于粘性土,分算、合算应具体对待,沉井、多道支撑 的挡土结构宜水土分算。
2. 土压力 Fep,k=Kaγsz-2c √Ka Ka=tg2(45°-φ/2)
φ—土的内摩擦角,取固结快剪峰值强度指标
3.水、土压力合算与分算 合算、分算尚属学术界存在争议的问题,各地有各自的工 程经验。 工程界较为能接受的算法如下: 无粘性土,水土分算 粘性土,水土合算,不固结不排水抗剪强度指标;水土分 算,固结不排水抗剪强度指标。
第二节 沉井尺寸的拟定
1.据工艺要求确定沉井内净尺寸; 2.井顶标高,高出开挖后的地面300mm以上。有时 顶部有现浇板,通常预留一段井壁与顶板同时现浇;

沉井计算书

沉井计算书

沉井受力结构分析、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工程名称 钻孔编号 孔口标高 地及 质成 时因 代Q a 中山市东升镇污水处理厂管网一期工程 ZKA98 2.70 mX: 2502622.109 Y: 495550.707钻孔深度 静止水位 (m) (m) (m)柱 状 图1: 1500.50 2.20 2.20:::-11.10 13.80 勘察单位 中山市第三建筑设计院有限公司开孔日期 1.20 m终孔日期素填土:灰褐色,由砂粒及粘性土组 成,松散,很湿。

I',2008年10月14日2008年10月14日标准贯入深度(m)编录 审核 取样编号深度(m)ZKA98-1 5.80-6.00陈华伟 王强光Q'②-2 -12.6015.30-16.0018.703.40-18.5021.202.50主动土压力:11.601.50粉质粘土:灰黄色,由粘粒、粉粒及少量砂粒组成,湿,可塑。

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。

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。

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Pj =衍『(45。

- y) - 2^(45'-号10(7.4)14.05-14.3513(9.4)16.35-16.6516(11.0) 19.65-19.95主动 土压 力计算土容重Y KN/m A3 水容 重 KN/m A3最后容 重 KN/mA3土层 深度 (m)c①压力 累加主动土压力梯形荷载结果上边值 (KN/mA2)下边值 (KN/mA2)第一 层土第二 层土水压力计算公式如下:w w h w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 A 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°内力 可按下式计算P B P A N A P A c (1 0.7854 ') N BP A c (1 0.5 ')式中N A ——A 截面上的轴力(kN/m);M A ——A 截面上的弯矩(kN m/m),以井壁外侧受拉取负值; N B ——B 截面上的轴力(kN/m); M B --- B 截面上的弯矩(kN m/m);P A ,P B ――井壁外侧 A 、B 点的水平向土压力 F ep (kN/m 2);按公式计算得:PArc w'NA MA注:这里PA=PBM A M B0.1488P A0.1366P A故井壁压应力为:(*1 )= m A 2=< 满足要求后背土稳定计算:圆形沉井在顶管力作用下,后背土体的稳定应符合下式要求:BE 幣塩卉庄西什力律用下后背士悴的様定计鼻1-主0土陌力用一H 梆士战力HrFpk hp hfFep,k EEpk Eep,k2129102284E pk(0.8E pkE ep k)rH ?F pkE ep'k? F ep'k h p(h fh fH /3h p )/h f式中H ――沉井入土深度(m);r -- 沉井外壁半径(m);F ep ,k ――刃脚底部主动土压力标准值 (kN/m 2); F pk ――刃脚底部被动土压力标准值 (kN/m 2); E ep, k ——沉井前方主动土压力合力标准值 (kN); E pk ――沉井后方被动土压力合力标准值 (kN);P tk ――顶管力标准值(kN); h p ――土压力合力至刃脚底的距离;^――考虑顶管力与土压力合力作用点可能不一致的折减系平葩图W 価咼(0.8Epk Eep,k)=> ptk=8000 满足圆形沉井底板在均布荷载作用下的弯矩可按以下规定计算周边简支圆板图切向弯矩M rkrqre内力系数kr 和kt 和可按下表采用周边简支圆板弯矩系数k rk tk rk tMr=***=配筋计算:径向弯矩 2 M r k r qre计算通过结论:设计图上沉井配筋受力均能通过,符合规范要求。

沉井工程量计算书

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结果 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
单位 m3 m2 m3 m2 m3 m2 m3 m2 只
备注
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kg
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kg
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kg
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kg
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1Φ14
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8"Φ20
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工程名称:沉井
计算公式 3.3*4*0.25 2.5*2.5+0.25*3.3*4 (0.25+0.4)*(3.3+3.3)*2*0.25 3.3*4*0.25*2 (0.25+0.4+0.6)*(3.3+3.3)*2*0.6 3.3*4*10.4 3.14*(0.6*0.6-0.35*0.35)*1.5 3.14*(1.2+0.7)*1.5 1.000
结果 #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME? #NAME?
单位 kg kg kg m3 m2 套 m3 kg
备注
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7.11*3.85*(8.2+6.2)*2/0.2 (11.14+35*0.025)*3.85*17*2 7.64*3.85*17*2 (8.82+35*0.025)*3.85*1*2 5.32*3.85*1*2 (8.82+35*0.02)*2.47*19*2 5.32*2.47*19*2 1.17*0.617*(8.2+6.2)/0.2*2 1.5*1.58*(8.2+6.2)/0.2*2

沉井计算书

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县府路、虹桥路改造工程沉井专项施工方案计算书编制人:复核人:审核人:批准人:XXXXXXXXXX有限公司2018年03月沉井专项施工方案计算书一、刃脚混凝土厚度计算本工程工作井4*6m工作井4座,接收井4*4m接收井3座,为了确保沉井新浇注混凝土的质量,尽量减少浇灌过程中地基的沉降量,其垫层厚度可按下式计算:h砼=(G/R1-b)/2式中,h—砼垫层厚度(m)G—沉井第一节单位长度重量(KN/m)R1—砂垫层的承载力设计值一般为100~200KN/m2,在此取100 KN/m2b—刃脚踏面宽度(m)对于500mm厚内池壁,沉井第一节外壁混凝土方量为25.5m3,长度为20m,刃脚踏面宽度为0.15m。

G=25.5×25/20=31.875 KN/mh砼=(31.875/100-0.15)/2=0.0844m外池壁刃脚混凝土垫层按0.3m厚度、1.2m宽度浇筑;500mm内池壁刃脚混凝土垫层按0.1m厚度、1.2m宽度浇筑。

确保沉井第一节制作过程中保持稳定。

二、砂垫层铺设计算砂垫层的厚度根据第一节沉井重量和垫层底部地基土的承载力计算而定。

第一节基础验算时在刃脚下取1m 的单元体验算,各层地基承载力按照设计值控制。

计算公式为:G/(ι+hs)≤fa得hs≥G/fa-ι式中:hs—砂垫层的厚度(m)G—沉井的单位长度重量(KN/m)fa—地基承载力设计值(KN/m2)ι—刃脚混凝土垫层宽度开挖2.5m地基土为淤泥,地基承载力为50KPa;刃脚混凝土垫层宽度取1.3m,因此:hs≥90.5/50-1.3=0.61m为确保砂垫层有足够承载力,施工中砂垫层按1.5米厚度铺设,碾压密实。

内外刃脚高低差部分亦采用砂垫层铺设,在其上浇筑混凝土垫层。

砂垫层宽度B按下式计算:B≥b+2h tanθ式中:b—混凝土垫层底面宽度(m)h—砂垫层厚度(m)θ—砂垫层压力扩散角,在此取22.5°对800mm厚外池壁B≥1.5+2×1.5×0.414=2.742m对600mm厚内池壁B≥1.2+2×0.1×0.414=1.283m(刃脚高低差部分)对500mm厚内池壁B≥1.2+2×0.7×0.414=1.780m(刃脚高低差部分)砂垫层按基坑开挖的范围满铺,其宽度从混凝土垫层边外扩h×tan θ即可。

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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。

确定本工程工作井的底部长度尺寸为 L=8.7m。

(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4.35m。

1.31200mm管顶力计算1.3.1推力计算=1.2m管径D1管外周长 S=3.14d=3.14x1.6=5.024m顶入管总长度L=50m 管壁厚t=0.2m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=RS+Wf=5x5.024+18.84x0.4=32.656每米管子与土层之间的综合摩擦阻力 fkN/m初始推力 F0=(Pe+Pw+△P)(3.14/4)B2c=(150+2.0 x10+20x3.14/4x1.62=484.6kN总推力 F= F 0+ f 0L=484.6+32.656x 50=2117.4 kN1.3.2 壁板后土抗力计算:顶管总推力设计值 Pt=1.5x2117.4=3176.1 kN顶管力至刃脚底的距离:h f =2.5m 沉井尺寸r c =8.7mq Amax =4 Pt/(3 s f ) =4x3176.1/(3x59.416x2.5)=28.51kpaq A =28.51x(8-1.5)/8=23.16 kpaMA=-0.307qAr2c=-0.307x43.42x(59.416)2=-47058 kN.m1.3.3 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。

1.4 工作井(沉井)下沉及结构计算8.7沉井,本井为工作井,由于地质条件好,在沉井范围内均为粘土层,沉井考虑先开挖后下沉。

1.4.1 基础资料:单位摩阻力f k =30Kpa ,地基承载力特征值取为350Kpa 。

采用C30砼,钢筋为HRB335。

粘土天然容重取为17kN/m 3,内摩擦角Φ=35°,井壁高8m,底板厚0.6m,壁厚0.6m 。

1.4.2 下沉计算:井壁总摩阻力标准值:T =U 11( 2.5)2H h f +-=(8.7x2x2)x 12x(8.7+1.3-2.5)X 30 =3915kN沉井自重标准值G 1k =(8.7x0.6x2)x2 x 8.7x30=5449.68kN下沉系数:K1=(G 1k-F fw,k )/ T =(5449.68-371.3)/3915=1.297>1.05满足要求1.4.3 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。

1.4.4 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。

MC=1/2*1.27*139.2*0.552+1/2*1.27* (13*6.5-13*6.1) *0.552*2/3 =27.4KN.m选择钢筋截面:M=27.4KN.m ,h0=510mm,b=1000mm,αs=M/α1fcbh02=27400000/(1.0*11.9*1000*510*510)=0.00853ζ=0.0085AS=192mm2<AS,min=0.2%*550*1000=1100mm2,按构造配筋,AS=1100mm2,选用8φ14。

1.4.5 沉井竖向计算:1)、抽垫木时井壁竖向计算沉井在开始下沉特别是在抽垫木时,井壁会产生皆大的弯曲应力。

沉井采用四个支承点,定位支撑点布置如图。

(1)假定定位承垫木间距为0.7L ,不考虑刃脚下回填砂的承载力,如图a 所示。

井壁单宽自重标准值:g k =6.5*0.6*30=117KN/m井壁单宽自重标准值:g s =1.27*117=148.59KN/m支座弯矩:M 支=-1/2*82.55*(5.3*0.15)2-1/2*3.4*82.55*(5.3*0.15-0.25)=-102.6KN.m跨中弯矩:M 中=1/8*82.55*(5.3*0.7)2-102.6=39.43KN.m(2)、假定抽垫木时,先抽并回填部位已经压实变成支点。

此时,沉井井壁支承在三个点上,如图b 所示。

支座弯矩:M 支=-1/8*82.55*2.652=-72.5KN.m跨中弯矩:M 中=0.07*82.55*2.652=40.6KN.m(3)配筋计算L10/H≤2,按深梁进行设计,根据《混凝土结构设计规范》,计算如下:因为L10<H,内力臂:z1=0.6 L10=0.6*5.3=3.18m刃脚底部:M中=40.6KN.m,As= M中/fyz1=40600/(300*3.18)=42.6mm2井墙顶部:M支=102.6KN.m,As= M支/fyz1=102600/(300*3.18)=107.6mm2求得的钢筋值较小,故按构造配筋已能满足要求。

2)、井壁的抗拉计算根据《规程》,由于本工程地基为卵石土层地基,不必进行竖向拉断计算。

1.4.6井壁内力计算:(理正结构工具箱计算)(1)、池壁荷载计算:池外荷载:主动土压力系数Ka= 0.272基础底面以上土重标准值Gt= 0.00kN基础底面以上活载标准值Gh= 30.21kN沉井底板以上全部竖向压力基本组合:Qb = (1431.72×1.20+0.00×1.27+0.00×1.27+30.21×1.27×0.90)/20.140= 87.02kN/m2板底均布净反力基本组合:Q = 87.02-0.350×25.00×1.20= 76.52 kN/m2板底均布净反力准永久组合:Qe = 71.69-0.350×25.00= 62.94 kN/m2底板荷载计算(池内有水,池外无土):水池底板以上全部竖向压力基本组合:Qb = [59.416×1.60×1.27+5449.16×1.40/20.140 = 127.6kN/m2板底均布净反力基本组合:Q = 93.17-(0.350×30.00×1.40+0.700×10.00×1.27) = 91.6kN/m2沉井底板以上全部竖向压力准永久组合:Qbe = [59.416×1.50×0.7+1431.72+(59.416×0.700)×10.00]/20.140 = 94.1N/m2 板底均布净反力准永久组合:Qe = 62.94-(0.350×25.00+0.700×10.00) = 49.1/m2(2)内力,配筋及裂缝计算弯矩正负号规则:顶板:下侧受拉为正,上侧受拉为负池壁:内侧受拉为正,外侧受拉为负底板:上侧受拉为正,下侧受拉为负荷载组合方式:1.池外土压力作用(池内无水,池外填土)2.池内水压力作用(池内有水,池外无土)3.池壁温湿度作用(池内外温差=池内温度-池外温度)(3)L侧池壁内力:计算跨度: Lx= 4.900 m, Ly= 6.550 m , 四边固定池壁类型: 普通池壁,按双向板计算计算跨度: Lx= 3.400 m, Ly= 6.550 m , 四边固定池壁类型: 普通池壁,按双向板计算计算跨度:Lx= 4.900m, Ly= 3.400m , 四边简支+池壁传递弯矩按双向板计算.1.池外填土,池内无水时,荷载组合作用弯矩表(kN.m/m)配筋计算方法:按单筋受弯构件计算板受拉钢筋.裂缝计算根据《接收井结构规程》附录A公式计算.按基本组合弯矩计算配筋,按准永久组合弯矩计算裂缝,结果如下:22工作井井壁钢筋实配18@200。

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