沉井結(jié)構(gòu)計算書詳細(xì)

1、標(biāo)準(zhǔn)實用中國中鐵深圳市城市軌道交通4中國中鐵深圳市城市軌道交通4號線工程主體工程4302標(biāo)段二工區(qū)（沉井）結(jié)構(gòu)計算書校核：審定:中鐵二局工程有限公司深圳市軌道交通 4號線4302標(biāo)二工區(qū)項目部2016年10月文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用1目 錄 TOC o 1-5 h z 目 錄2 HYPERLINK l bookmark7 o Current Document 頂管概況3 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 頂管工作井、接收井尺寸 31200mm 管頂力計算4推力計算4 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 壁板

2、后土抗力計算： 4 HYPERLINK l bookmark13 o Current Document 后背土體的穩(wěn)定計算： 5 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 工作井（沉井）下沉及結(jié)構(gòu)計算 5基礎(chǔ)資料：6 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 下沉計算： 6 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 下沉穩(wěn)定計算： 6 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 刃腳計算： 6 HYPERLINK l bookma

3、rk23 o Current Document 沉井豎向計算：8 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document 井壁內(nèi)力計算：（理正結(jié)構(gòu)工具箱計算）1 0 HYPERLINK l bookmark27 o Current Document 底板內(nèi)力計算：（理正結(jié)構(gòu)工具箱計算）2 0 HYPERLINK l bookmark29 o Current Document 接收井（沉井）下沉及結(jié)構(gòu)計算 22基礎(chǔ)資料：22 HYPERLINK l bookmark31 o Current Document 下沉計算：22 HYPERLINK l bookmark33

4、 o Current Document 下沉穩(wěn)定計算：23 HYPERLINK l bookmark35 o Current Document 抗浮穩(wěn)定計算（沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高澆注底板后 ）: 23 HYPERLINK l bookmark37 o Current Document 刃腳計算：23 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 沉井豎向計算24 HYPERLINK l bookmark41 o Current Document 井壁內(nèi)力計算：（理正結(jié)構(gòu)工具箱計算）2 6文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用頂管概況(1)鋼筋一HRB335級鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值fy=f

5、y =300N/ mm 2(2)圓管碎：采用C50,沉井采用C30o所頂土層為黏土，r=17KN/ m 3本計算除井壁、底板外未采用專業(yè)計算軟件。頂管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的設(shè)計、核算由檢查井的設(shè)計要求及頂管操作技術(shù)要求決定。(1)、工作井的寬度計算公式B =D+2b+2c 式中：B工作井寬度；D頂進(jìn)管節(jié)的外徑尺寸；b 工作井內(nèi)安好管節(jié)后兩側(cè)的工作空間，本工程采用每側(cè)0.8m ;c護(hù)壁厚度，本工程采用0.4m ;本工程的頂管直徑為D1000 ,壁厚200。工作井的寬度尺寸為B=8.7mm ;(2)工作井底的長度計算公式：L=L1+L2+L3+2L4+L5 式中：L工作井底部開挖長度；

6、L1管節(jié)長度取2m ;L2頂鎬機(jī)長度取1.1m ;文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用L3出土工作長度，取1.1m ;L4后背墻白厚度，取0.4m ;L5已頂進(jìn)的管節(jié)留在導(dǎo)軌上的最小長度，取0.3m。確定本工程工作井的底部長度尺寸為L=8.7m。(3)工作井的深度工作井的深度由設(shè)計高程和基礎(chǔ)底板的厚度決定。(4)接收井尺寸只需滿足工具管退出即可，本工程接收井尺寸4.35m1200mm 管頂力計算推力計算管徑 D1=1.2m管外周長 S=3.14d=3.14x1.6=5.024m頂入管總長度L=50m 管壁厚t=0.2m頂入管每米重量 W=3.14X (1.42-1.0 2) /4X25=18.84KN/m管涵與土

7、之間摩擦系數(shù)f=0.40每米管子與土層之間的綜合摩擦阻力f0=RS+Wf=5x5.024+18.84x0.4=32.656 kN/m初始推力 F0= (Pe+Pw+ 不)(3.14/4)B 2c= (150+2.0 x10+20 x3.14/4x1.6 2=484.6kN總推力 f= F0+ f oL=484.6+32.656x 50=2117.4 kN壁板后土抗力計算：hf=2.5m沉井尺寸hf=2.5m沉井尺寸rc =8.7m頂管力至刃腳底的距離：文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用qAmax =4 Pt/(3 s f) =4x3176.1/(3x59.416x2.5)=28.51kpaqA=28.51x(8

8、-1.5)/8=23.16 kpaMA=-0.307qAr2c=-0.307x43.42x(59.416)2=-47058 kN.m后背土體的穩(wěn)定計算:主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pa=rZtg被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pp= rZtg2(45-35-) = 21x8xtg 2(45 -35-) =45.53kN/m 主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pa=rZtg被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值Pp= rZtg2 (45 + |-) = 21x8xtg 2 (45 +|-) =619.95kN/m 2 hp=H/3=8/3=2.67 m沉井前方總主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值-35-） =182.11 kN/m 22沉井前方總主動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值-35-） =18

9、2.11 kN/m 22沉井后方總被動土壓力標(biāo)準(zhǔn)值（45+竺）=2479.80kN/m 2Pa=0.5rH 2tg 2 (45 -) = 0.5x21x8 2 x tg 2 (4535Pp=0.5rH 2tg 2 (45 + 0.5x21x8 2 x tg2=( h f-1 hf- h p| )/ hf=( 2.5- | 2.5- 2.67 | )/ 2.5= 0.932總推力 F=1552.1 1.05 滿足要求下沉穩(wěn)定計算：根據(jù)地勘資料，沉井下沉土層為卵石土層，因此下沉穩(wěn)定滿要求。刃腳計算：水平框架作用的判別，L1=4.9m,h=1.3maf =(0.1XL14)/(h4+0.05 L14

10、)=1.811af1,刃腳在內(nèi)墻荷載作用下，不作水平分配，只按懸臂計算。(1)刃腳向外懸臂彎曲計算文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用a.起沉?xí)r井體重量為 1626.63KN ,平均每延米重量R就魯篇=105.63KN/m 。標(biāo)準(zhǔn)實用a.起沉?xí)r井體重量為 1626.63KN ,平均每延米重量R就魯篇=105.63KN/m 。刃腳插入土中最大深度為 0.45米,0.45 arctg- =56.3n=0.3m,c=0.3mRn 105.63X0.3 , =35.21KN/mn 2c 0.3 2X0.3取 B=30水平推力 H=V 2tg( a- B)=35.21xtg(56.3-30)=17.4KN/m向外懸臂彎矩

11、M=17.4X2/3X0.45=5.22KN.m/mb.沉至井深一半，井為全高時，沉井入土深度H=0.5X8=4m,此時摩阻力為:_11T=U(H % 2.5)f =(5.3x2+3.8x2)x - x(4+1.3-2.5)X15=382.2KN刃腳斜面垂直反力及水平推力:V2刃腳斜面垂直反力及水平推力:V2Rn 382.2X0.3 =127.4KN/mn 2c 0.3 2X0.3H=V 2tg( a- B)=127.4xtg(56.3-30 )= 93.59KN/m向外懸臂彎矩：M=93.59X2/3X0.45=28.08KN.m/mc.下沉至設(shè)計標(biāo)高時，刃腳內(nèi)部全部挖空，在外側(cè)水、土作業(yè)下

12、，刃腳向里懸臂彎曲的計算:qa=130KNqb=182.11KN向里懸臂彎矩：qAh2 12 130X1.32 12 .c /一MG A(qB qA)hX(182.11 130)X1.3 =139.2 KN.m2323(2)刃腳配筋計算計算時，刃腳自重及井壁摩阻力略去不計。文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用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選擇鋼筋截面：M=27.4KN.m , h0=510mm,b=1000mm,aS=M/ a1fcbh02=27400000/(1.0*11.9*1000*510*510)=

13、0.00853諄0.0085AS=192mm2AS,min=0.2%*550*1000=1100mm2,按構(gòu)造配筋，AS=1100mm2,選用 8 小14。沉井豎向計算：1)、抽墊木時井壁豎向計算沉井在開始下沉特別是在抽墊木時，井壁會產(chǎn)生皆大的彎曲應(yīng)力。沉井采用 四個支承點，定位支撐點布置如圖。(1)假定定位承墊木間距為0.7L ,不考慮刃腳下回填砂的承載力，如圖a所示井壁單寬自重標(biāo)準(zhǔn)值：gk=6.5*0.6*30=117KN/m井壁單寬自重標(biāo)準(zhǔn)值：gs=1.27*117=148.59KN/m支座彎矩：M 支=-1/2*82.55*(5.3*0.15)2-1/2*3.4*82.55*(5.3*

14、0.15-0.25)=-102.6KN.m跨中彎矩：M 中=1/8*82.55*(5.3*0.7)2-102.6=39.43KN.m(2)、假定抽墊木時，先抽并回填部位已經(jīng)壓實變成支點。此時，沉井井壁支承在三個點上，如圖b所示。文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用q支座彎矩：M 支=-1/8*82.55*2.652=-72.5KN.m跨中彎矩：M 中=0.07*82.55*2.652=40.6KN.m(3)配筋計算L10/H 1.05滿足要求下沉穩(wěn)定計算：根據(jù)地勘資料，沉井下沉土層為卵石土層，因此下沉穩(wěn)定滿要求?？垢》€(wěn)定計算(沉井下沉到設(shè)計標(biāo)高澆注底板后)：a.施工階段沉井自重標(biāo)準(zhǔn)值Gk=2184 +30.17

15、X0.35 X30=2500kN基底的水浮力標(biāo)準(zhǔn)值：Ffbw,k = 30.17 X8.0 X10=2414kN抗浮系數(shù)：Kfw=-Gb =2500/2414 = 1.04 1又工作并計算可知，下沉至設(shè)計標(biāo)高時，刃腳內(nèi)部全部挖空，在外側(cè)水、土作業(yè)下，刃腳向里懸臂彎曲的計算值最大，則:35qb=0.5rH 35qb=0.5rH 2tg 2 (45 -=0.5x21x7 2 x tg 2 (45。-3|-) =139.0 kN/m2M2Mg 個產(chǎn)b qA)h2108 X1 321o-08-13- X(139 108)X1.32=108.7 KN.m23刃腳配筋計算：計算時，刃腳自重及井壁摩阻力略去

16、不計。MC=1/2*1.27*108.7*0.52+1/2*1.27* (13*6.0-13*5.65) *0.52*2/3=17.8KN.m選擇鋼筋截面：M=17.8KN.m , h0=460mm,b=1000mm, aS=M/ a1fcbh02=17800000/(1.0*11.9*1000*460*460)=0.00707 諄0.00707AS=163mm2AS,min=0.2%*500*1000=1000mm2, 按構(gòu)造配筋,AS=1100mm2,選用 8 小14。沉井豎向計算1)、抽墊木時井壁豎向計算沉井在開始下沉特別是在抽墊木時，井壁會產(chǎn)生皆大的彎曲應(yīng)力。沉井采用 四個支承點。(1

17、)假定定位承墊木間距為0.7L ,不考慮刃腳下回填砂的承載力，如圖a所示文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用井壁單寬自重標(biāo)準(zhǔn)值:gk=6.0*0.35*25=52.5KN/m井壁單寬自重標(biāo)準(zhǔn)值:gk=6.0*0.35*25=52.5KN/m井壁單寬自重標(biāo)準(zhǔn)值:g井壁單寬自重標(biāo)準(zhǔn)值:gs=1.27*52.5=66.7kN/mM 支=-1/2*66.7*(2.7*0.15)2-1/2*2.35*66.7*(2.7*0.15-0.2)=-21.5KN.m跨中彎矩：M 中=1/8*66.7*(2.7*0.7)2-21.5=8.3KN.m(2)、假定抽墊木時，先抽并回填部位已經(jīng)壓實變成支點。此時，沉井井壁支承在三個點上，如

18、圖b所示。支座彎矩:文案大全I(xiàn)支座彎矩:文案大全I(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)實用M 支=-1/8*66.7*1.352=-15.2KN.m跨中彎矩：M 中=0.07*66.7*1.352=8.5KN.m(3)配筋計算L10/H 2,按深梁進(jìn)行設(shè)計，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，計算如下:因為 L10VH ,內(nèi)力臂：z1=0.6 L10=0.6*2.7=1.62m刃腳底部：M中=8.5KN.m,As= M 中/fyz1=8500/(300*1.62 ) =17.5mm2井墻頂部：M支=21.5KN.m,As= M 支/fyz1=21500/(300*1.62 ) =44.3mm2求得的鋼筋值較小，故按構(gòu)造配筋已能滿足要求。

19、2)、井壁的抗拉計算根據(jù)規(guī)程，由于本工程地基為卵石土層地基，不必進(jìn)行豎向拉斷計算井壁內(nèi)力計算：(理正結(jié)構(gòu)工具箱計算)(1)池壁荷載計算：池外荷載：主動土壓力系數(shù)Ka= 0.27側(cè)向土壓力荷載組合(kN/m 2):部位(標(biāo)圖)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值水壓力標(biāo)準(zhǔn)值活我標(biāo)準(zhǔn)值基本組合準(zhǔn)永久組合地面(0.000)0.000.002.713.101.08池壁頂端(-0.175)1.000.002.714.362.08文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用地下水位處(-2.000)11.380.002.7117.5512.47底板頂面(-7.650)29.7556.502.71112.6487.34池內(nèi)底部水壓力：標(biāo)準(zhǔn)值=1.00 kN/

20、m2,基本組合設(shè)計值=1.27 kN/m2底板荷載計算(池內(nèi)無水，池外填土 ):水池結(jié)構(gòu)自重標(biāo)準(zhǔn)值Gc= 728.00kN基礎(chǔ)底面以上土重標(biāo)準(zhǔn)值Gt= 0.00kN基礎(chǔ)底面以上水重標(biāo)準(zhǔn)值Gs= 0.00kN基礎(chǔ)底面以上活載標(biāo)準(zhǔn)值Gh= 10.94kN水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb = (728.00 X1.20+0.00 X1.27+0.00 X1.27+10.94 X1.27 X 0.90)/7.290=121.55kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbe = (728.00+0.00+0.00 X1.00+1.50 X7.290 X0.40)/7.290 =100.46

21、kN/m2板底均布凈反力基本組合：Q = 121.55-0.350 X25.00 X1.20=111.05 kN/m2板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：Qe = 100.46-0.350X25.00=91.71 kN/m2文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用底板荷載計算(池內(nèi)有水，池外無土 ):水池底板以上全部豎向壓力基本組合：Qb = 2.700 X2.700 X1.50 X1.27+728.00 X1.20+(2.000 X2.000 X0.100) X10.00 X1.27/7.290 = 122.44kN/m2 板底均布凈反力基本組合：Q = 122.44-(0.350X25.00 X1.20+0.100 X10

22、.00 X1.27)=110.67kN/m2水池底板以上全部豎向壓力準(zhǔn)永久組合：Qbe = 2.700 X2.700 X1.50 X0.40+728.00+(2.000 X2.000 X0.100) X10.00/7.290 = 101.01kN/m2 板底均布凈反力準(zhǔn)永久組合：Qe = 101.01-(0.350X25.00+0.100 X10.00) = 91.26kN/m2(2)內(nèi)力，配筋及裂縫計算彎矩正負(fù)號規(guī)則：頂板:下側(cè)受拉為正，上側(cè)受拉為負(fù)池壁:內(nèi)側(cè)受拉為正，外側(cè)受拉為負(fù)底板:上側(cè)受拉為正，下側(cè)受拉為負(fù)荷載組合方式：.池外土壓力作用(池內(nèi)無水，池外填土 ).池內(nèi)水壓力作用(池內(nèi)有水

23、，池外無土).池壁溫濕度作用(池內(nèi)外溫差=池內(nèi)溫度-池外溫度)(3)L側(cè)池壁內(nèi)力：文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用計算跨度：Lx= 2.350 m, Ly= 7.475 m ,四邊固定池壁類型：深池壁計算方法：0H2L部分按照水平向單向板計算H=2L處池外土壓力作用彎矩（kN.m/m）:水平向跨中：基本組合:7.72,準(zhǔn)永久組合:5.77水平向邊緣：基本組合:-15.44,準(zhǔn)永久組合:-11.53H=2L處池內(nèi)水壓力作用彎矩（kN.m/m）:水平向跨中：基本組合:0.00,準(zhǔn)永久組合:0.00水平向邊緣：基本組合:0.00,準(zhǔn)永久組合:0.00H=2L處水平向內(nèi)力，與0VH2L部分按雙向板計算的水平向內(nèi)力，取

24、 大值.基本組合作用彎矩表（kN.m/m）部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用基本組合內(nèi)側(cè)-水平跨中16.18-16.18水平邊緣-0.29-0.29豎直跨中0.98-0.98豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊-0.34-0.34文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用緣外側(cè)-水平跨中-0.14-21.24-21.38水平邊緣-33.47-21.24-54.71豎直跨中-0.010.00-0.01豎直上邊緣0.00-26.54-26.54豎直卜邊緣-31.18-26.54-57.72準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用準(zhǔn)永久組合內(nèi)側(cè)-水平跨中12.45-12.45水平邊緣-0.23

25、-0.23豎直跨中0.76-0.76豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-0.26-0.26外側(cè)-水平跨中-0.11-18.58-18.69水平邊緣-25.73-18.58-44.31豎直跨中-0.010.00-0.01文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用緣豎直上邊0.00-23.22-23.22緣豎直卜邊-24.13-23.22-47.36(4)B側(cè)池壁內(nèi)力：計算跨度：Lx= 2.350 m, Ly= 7.475 m , 四邊固定池壁類型：深池壁計算方法：0H2L部分按照水平向單向板計算H=2L處池外土壓力作用彎矩(kN.m/m):水平向跨中：基本組合:7.72,準(zhǔn)永久組合:5.77水平向邊緣：基本組合:-

26、15.44,準(zhǔn)永久組合:-11.53H=2L處池內(nèi)水壓力作用彎矩(kN.m/m):水平向跨中：基本組合:0.00,準(zhǔn)永久組合:0.00水平向邊緣：基本組合:0.00,準(zhǔn)永久組合:0.00H=2L處水平向內(nèi)力，與0VH2L部分按雙向板計算的水平向內(nèi)力，取 大值.基本組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用基本組合內(nèi)側(cè)-水平跨中16.18-16.18文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用水平邊緣-0.29-0.29豎直跨中0.98-0.98豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-0.34-0.34外側(cè)-水平跨中-0.14-21.24-21.38水平邊緣-33.47-21.24-54.71豎直跨

27、中-0.010.00-0.01豎直上邊緣0.00-26.54-26.54豎直卜邊緣-31.18-26.54-57.72準(zhǔn)永久組合作用彎矩表(kN.m/m)部位池外土壓力池內(nèi)水壓力溫濕度作用準(zhǔn)永久組合內(nèi)側(cè)-水平跨中12.45-12.45水平邊緣-0.23-0.23豎直跨中0.76-0.76豎直上邊緣-0.00-0.00豎直卜邊緣-0.26-0.26文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用外側(cè)-水平跨中-0.11-18.58-18.69水平邊緣-25.73-18.58-44.31豎直跨中-0.010.00-0.01豎直上邊緣0.00-23.22-23.22豎直卜邊緣-24.13-23.22-47.36(5)底板內(nèi)力：計算

28、跨度：Lx= 2.350m, Ly= 2.350m ,四邊簡支+池壁傳遞彎矩按雙向板計算.池外填土，池內(nèi)無水時，荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側(cè)-L向跨中27.08-B向跨中27.08-下側(cè)-L向邊緣0.00-57.72-57.72B向邊緣0.00-57.72-57.72L向跨中-27.65-0.57文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用B向跨-27.65-0.57中準(zhǔn)永久組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加上側(cè)-L向跨中22.37-B向跨中22.37-下側(cè)-L向邊緣0.00-47.36-47.36B向邊緣0.00-47.36-47.36L向跨中-22.68-0.32B向跨中-22.68-0.32池內(nèi)有水，池外無土?xí)r，荷載組合作用彎矩表(kN.m/m)基本組合作用彎矩表部位簡支基底反力池壁傳遞彎矩彎矩疊加文案大全標(biāo)準(zhǔn)實用上側(cè)-L向跨