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1、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: 中铁二局工程有限公司深圳市轨道交通 4 号线 4302 标二工区项目部2016 年 10 月1 目 录1 目 录 .21.1 顶管概况 .31.2 顶管工作井、接收井尺寸 .31.3 1200mm 管顶力计算 .31.3.1 推力计算 .31.3.2 壁板后土抗力计算： .41.3.3 后背土体的稳定计算： .41.4 工作井（沉井）下沉及结构计算 .41.4.1 基础资料： .41.4.2 下沉计算： .51.4.3 下沉稳定计算： .51.4.4 刃脚计算： .51.4.5 沉井竖向计算
2、： .61.4.6 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) .71.4.7 底板内力计算：(理正结构工具箱计算) .121.5 接收井（沉井）下沉及结构计算 .131.5.1 基础资料： .131.5.2 下沉计算： .141.5.3 下沉稳定计算： .141.5.4 抗浮稳定计算(沉井下沉到设计标高浇注底板后)： .141.5.5 刃脚计算： .141.5.6 沉井竖向计算 .151.5.7 井壁内力计算：(理正结构工具箱计算) .161.1 顶管概况（1） 钢筋HRB335 级钢筋强度设计值 fy=fy=300N/ mm 2（2） 圆管砼：采用 C50，沉井采用 C30。（3） 所顶土层为黏
3、土，r=17KN/ m 3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
4、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。1.3 1200mm 管顶力计算1.3.1 推力计算管径 D1=1.2m 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（1.4 2-1.02）/4X25=18.84KN/m管涵与土之间摩擦系数f=0.40每米管子与土层之间
5、的综合摩擦阻力 f 0=RS+Wf=5x5.024+18.84x0.4=32.656 kN/m初始推力 F0=（Pe+Pw+P）(3.14/4)B 2c=（150+2.0 x10+20x3.14/4x1.62=484.6kN总推力 F= F 0+ f0L=484.6+32.656x50=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 rc =8.7m qAmax=4 Pt/(3 sf) =4x3176.1/(3x59.416x2.5)=28.51kpa qA=28.51x(8-1.
6、5)/8=23.16 kpa MA=-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=rZtg2（45- ）= 21x8xtg2（45- ）35 35=45.53kN/m2被动土压力标准值 Pp= rZtg2（45+ ）= 21x8xtg2（45+ ）=619.95 kN/m2沉井前方总主动土压力标准值 Pa=0.5rH2tg2（45- ）= 0.5x21x82 x 35tg2（45- ）=182.11 kN/m 235沉井后方总被动土压力标准值 Pp=0.5rH2tg2（45+ ）= 0.5x2
7、1x82 x tg2（45+ ）=2479.80kN/m 2hp=H/3=8/3=2.67 m=( hf-h f- hp)/ 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 D1=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 fk30Kpa，地基承载力特征值
8、取为 350Kpa。采用 C30 砼，钢筋为 HRB335。粘土天然容重取为 17kN/m3，内摩擦角 =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：TU =(8.7x2x2)x x(8.7+1.3-2.5)X301(2.5)Hhf12=3915kN沉井自重标准值G1k(8.7x0.6x2)x2 x 8.7x30=5449.68kN下沉系数：K1（G 1k-Ffw,k）/ T（5449.68-371.3）/3915=1.2971.05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)=1.811af1，刃脚在
