工作井接收井計算

1、1設計條件1.1工程概況本計算書為中山市沙溪鎮(zhèn)東南片區(qū)排水主干管工程頂管工作井、接收井結構 設計，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先進行四周外側及井底的水泥 攪拌樁施工，樁身達到設計強度后，再開挖基坑施工護壁成井?；用块_挖lm深 度土，現(xiàn)澆一節(jié)lm圓形護壁。本設計以最大深度工作井和最大深度接收井為控制設計.已知，設計地面標 高：5.80m,井壁底標高：工作井為- 1.19m,接收井為-1. 69m,擬定工作井尺寸：t = 0.55W , R = 3.5m , D = 8.1m , H - 5.39擬定接收井尺寸：r = 0.35加,R = 2.0m , D = 4.7m , H = 5.

2、99m1. 2井身材料混凝土：采用 C30, fe = 14.32V /mm2 , ft = 1.43 / mm o鋼筋：鋼筋直徑cKlOmm時，采用R235鋼筋，/v = 270 / mm2 : dMlOmm時，采用熱軋鋼筋 HBR335, fy=3QQN/mm2o1.3地質資料地質資料如下表1所示，地下水位高度為3.2m,即井外水位高度為3.2m, 井底以下4米采用攪拌樁處理，則井底下地下水位高度為：工作井-5. 2m、接收 井-569me表1 土的物理力學指標巖土名稱標高(m)天然容董(KN/mm2)粘聚力C(kPa)內摩擦角0 ( )承載力征 值 a (kPa)素填土581718.55

3、15120粉質黏土1.7 -0. 5418.319. 3111. 36150矽質黏性土-0. 54-4. 716. 715. 1320. 841808SM10砌MulO磚g1.80-0.80工作井井壁底4.20 接收井井壁底T.69亠/A2R D7Az2R/ /rx，XDT圖1-1工作井.接收井示意圖222.井權水平框架的內力計算及結構配筋il ff將井壁簡化成平面圓形閉合剛架計算，計算截面取井壁底部1米一段進行環(huán) 向計算，不考慮四周攪拌樁支護的作用。2. 1工作井井壁內力計算及配筋2.1.1按承載能力極限狀態(tài)進行計算2.1.1.1外力計算（1）水土壓力計算（考慮地下水作用）井外側地面堆載按和

4、5&和川考慮。根據(jù)給水排水工程鋼筋混凝土沉井結構設計規(guī)程CECS137-2002第6. 2. 3條，并假設同一標高的水平截條上沿井壁互成90的兩點土的內摩擦角相差土 5，計算區(qū)域井壁A、B點外側水平向水土壓力圖2-1 土壓力分布示意圖井壁外側水平向土壓力采用郎金主動土壓力計算值，地下水位以下土采用浮 容重二計算公式如下：Ea = Q + 了 z)rg (45。- -) _ 2 c rg (45。_ -)2 26 =(q z)rg(45 -一 2(45 -2 2弍中：亞地面上堆載，取=15KN/m27土的容重加權平均值，地下水位以下土采用浮容重，那么有2.6x 18.5 + 1.5x(18.5

5、_ 10)+ 2.24x(18.3 -10) + 0.66x(16.7 -10) Z =4.1 + 2.24 + 0.66= 11.9SKN/mm卩一土內摩擦角加權平均值，7=4-1x15+2.24x11.36+0.66x20.844.1+ 2.24 + 0.66= 14.39土的粘聚力加權平均值，1x5 + 2-24x19-31 + 0-66x15-134.1 + 2.24 + 0.66=10.53如z所計算點離填土面的深度（m）。Ea (15 + ll98x7)fg2(45439) - 2 x 10.53 x 坍(454 宀 宀2 214 39* 5*14 39 5*Es = (15 +

6、11.98x7)fg45 )一 2 x 10.53 x 堺(45 ：)=53.272a2 2 井壁側向水壓力釆用全部靜水壓力，即P =Zu.z,八為水的容重，取34.67kPa1QKN /mm3 G 則 = 10 x (7 - 2.6) = 44A:Pa井壁側向水壓力采用全部靜殺壓力，即p、=2，仁為水備容重，取1QKN /mm3 c 則=10 x(7 - 2.6) = 442a則工作井井壁外側水平向的水土壓力為：P入=1.27x (乞 + 化)=127 x (34.67 + 44) = 99.91kPaPs = 1.27x + O = 1.27x(53.27 + 44) = 123.532。

7、計算系數(shù)為：少=7_1 = 空1_ = 0.2364Px 99.911.1.2井壁環(huán)向截面內力計算截面上彎矩(井璧外側受拉為正)：M A = 0.1488/r2d/ = 一 0.1488 x 99.91 x 3.775? x 0.2364 = 一50.08 KN 加=0.1366Pfr：tyr = 0.1366 x 123.53 x 3.7752 x 0.2364 = 56.85 m 截面上壓力：N A = p/(l+ 0.7854 少)=99.91x3.775x(1+ 0.7854x0.2364) = 447.19 KNNr 臥(l + 0.S) 123.53x3.775x(1 + 0.5x

8、0.2364) - 521.45ATN圖2-2截面彎矩分布圖2.1.1. 3結構配筋計算按壓彎構件進行強度配筋計算：保護層厚度為40mm,設勺=50mm 9札=_勺=550 - 50mm = 500加加C30混凝土，HRB335鋼筋，查表得鼻=0.56初始偏心距 = M= 0.112/m = 112mmN 447.19附加偏心距 ef = max( 120) = 20mm30q = % + J = 112 + 20 = 132 加加偏心距増大系數(shù)0.5/0.5 x14.3x1000 x550菊.n$ = = 1 耿丄 UN447.19x10一Zo 7000和、八A = 1.15-O.Olx 0

9、 ,0 = 12.73 15 ,取 1 0hh550故”i+_!_rv1400/他 I % 丿刖2153g = 1.53x132 = 201.96 加加確定混凝土受壓區(qū)高度天先按大偏心受壓求：Nx =447190,口=31.3加加 樣心=0.56x 500 = 2SQmm , -H. 2a . 1 00mm1x14.3x1000屬于大偏心受壓構件。 TOC o 1-5 h z h550J =+ -a = 201.96 +50 = 427.22f yNe1.0 x447.19x103x427、At = A； = -_f= -= 1414.45/m2人（如-）300 x（500-50） 0.2%x

10、lOOOX800 = 1600mm2按構造鋼筋配置，內外鋼筋選用 20200,實際配筋面積為A = 1885mm：； 縱向按構造鋼筋配置，選用 16200。1. 2按正常使用極限狀態(tài)迸行計算2. 1.2.1內力計算99.911.27=73.67kPa123.5397.27kPa1.2797.2778.670.2364截面上彎矩（井壁外側受拉為正）:M A 0.1488匕-0.1488x78.67x3.7752)( 0.2364 -39.44 KN mMB 0.1366化寸抄 0.1366 x97.27x3.775h 0.2364 44.76 KN 加 截面上壓力：N入=P4r (1 + 0.7

11、8549 = 78.67 x 3.775x (1 + 0.7854x 0.2364) = 352.12KNN. = 5/(1 + 0.500 = 97.27x3.775x(1+ 0.5x0.2364) =410.59 KN2. 1. 2. 2結構配筋計算按壓彎構件進行強度配筋計算，控制裂縫寬度0.3mm。由混凝土結構設計規(guī)范第8. 1.2條：d 、max1.9C + 0.08 片丿混凝土采用C30,幾=20，fA = 2.01 鋼筋采用 HRB335, E, = 2.0 x10N / 加Ati = 0.5x1000 x550 = 275000mm2取 0.01土 =1885= 0.00685

12、0.01 ,化 275000偏心受壓構件，求JM 39.N 352.12?仝=1.530.2=0.025加加 0.3加加 -0025fflm03/71故內外鋼筋選用200200.工作井井壁配筋圖見2所示。2.戈接收井井壁內力計算及配筋同上盜工作井井壁內力計算及配筋”計算方法相同F(xiàn)內力及配筋結構如下表2所示，井墜配筋圖見2-3所示.縱向按構造鋼筋配置，選用 1昭JUM8L -極限狀態(tài)設計控制彎矩 M(KN m)設計控制壓力N(KN)飆筋選用承載能力極限狀態(tài)-17. 00276.92160200正常使用極限狀態(tài)-13. 3S218.04L5Q200圖2-3接收井井壁配筋示意圖圖2-2工齊井井壁配筋

13、示意圖3対底溫凝土溫凝土計算3- 1工作井封底3. 1.1荷載計算封底混凝土容重取 24KN imni,厚4叫按不排水箱況計算標準值：= 10 x(4.4 + 4)-4x24 = -12.00 /m：設計值, 二 1.27x(-12r0)二-15.24 E3.1.2封底厚度計算計算半徑：r = (8.1 + 2xl.05)/2 = 5.1m板中彎矩：M = 0.198八=0.198 x15.24x5.12 = 78.50KN 加,5.72M/5.72x78.50 xl06故厚度取人=+ r = J+300 = 1095加加V bftV 1000 x1.27本設計中封底采用水泥土攪拌樁，封底厚度

14、為400cm,故滿足要求。3. 2接收井封底封底混凝土容重取丫 = 24KN !mnt，厚4m,按不排水情況計算。標準值：Qk =10 x(5 + 4)-4x24 = -6.0 KN / tn2設計值：= 1.27 x (-6.0) = -7.62KN / m23.1.2封底厚度計算計算半徑：廠= (4.7+ 2x1.05)/2 = 3.4加板中彎矩：M =0.1989/2 = 0.198 x 7.62 x3.42 = 17.44KN 加,5.72M)5.72x17.44x1(/故厚度取h.=+ l = +300 = 780加Y 飲V 1000 x1.27本設計中封底采用水泥土攪拌樁，封底厚度

15、為400cm,故滿足要求。4鋼筋混凝土底板訃算4.1工作井底板計算4.1.1荷載計算底板厚度采用600mm=水托浮力產(chǎn)生的底板反力(標準值)qk = 10 xB.4 -0.6x25 = 69.0 KN /m2設計值： 化=1.27 x 69.0 = 87.63 KN/d設計值產(chǎn)生的板中彎矩：M = 0.198g” = 0.198x87.63 x3.775： = 247.26KN 加標準值產(chǎn)生的板中彎矩:4.1.2配筋計算(1)上層鋼筋按純彎計算.按承載能力極限狀態(tài)進行配筋。M247.26x10= = = 0.0561.0 x14.3x1000 x 555-査表得纟= 0.0442 ,取勺=1.

16、0t I a,匚1.0 x14.3A = bh = 0.0442 x 1000 x 555= 1169.31加加fsd300 0.2%xl000 x600 = 1200加按構造鋼筋配置，選用 25150,實際配筋面積Js-2945mm2o(1)下層鋼筋因簡支板支座彎矩為0,故按構造鋼筋配置.選用 20200。4. 1.3裂縫寬度計算按純彎計算，裂縫寬度控制在0.25mm。由混凝土結構設計規(guī)范第8. 1.2條:(Dmxx1.9C + 0.08J = 2l混凝土采用 C30, fek . 20.1 , ftk = 2.01鋼筋采用 HRB335, Et = 2.0 x105AT /mm2A“ =

17、0.5x1000 x600 = 300000加加A1206.6用 c a =:_ 0.004022 0.2max=0.3 Pnm 0.25mm=0.31加加 0.25mmXXI故上層鋼筋選用 25150,裂縫寬度=0.225加加 0.25加加。下層鋼筋按構造鋼筋配置，鋼筋選用 20200o工作井鋼筋混凝土底板配筋見圖4-1所示。1接收井底板計算同工作井底板計算”方法，計算結果如下：上層配筋：按承載能力極限狀態(tài)計算得到的結果： 20200；按正常使用極限狀態(tài)計算得到的結果： 20200。下層配筋：按構造鋼筋配置，選用 18200。接收井鋼筋混凝土底板配筋見圖4-2所示。上足車2615/工作井底板

18、配筋圖接收井底板配筋圖圖41工作井底板配筋圖圖42接收井底板配筋圖下私18C05.抗浮驗算5.1工作井抗浮驗算5.1.1工作井自重封底后，工作井抗浮驗算時，工作井重除井壁重量外，尚應包括井壁頂 砌磚重、井底水泥土攪拌樁重和底板重。水泥攪拌樁容重按22KN !mmz計, 鋼筋混凝土底板容重按26KN /mm3計，砌磚容重按22KN f mm3。井壁重：G =3.14x(4.052 一3.52“ 26x6 = 2034.06KN砌破重：G2 = 3.14x(4.05? _ 3.8F)x22 xl =130.31KN底板重：G3 = 3.14x3.52 x 0.6x 26 = 600.05 KN水泥

19、土攪拌樁重：= 3.14x 4.05 x 2 2 1.0F：上4326.336.地皋承戟力騎算6.1工作井地基承載力驗算工作井攪拌樁封底底面處砂質黏性土的地基承載力特征值為ISOkPa,考 慮地面和井底堆載作用，按qa=15KN/m2計。則有：7297.21q = +15 = 16668。180“J 地基承載力滿足要求。3.14x4.05-6. 2接收井地基承載力驗算接收井攪拌樁封底底面處砂質黏性土的地基承戟力特征值為ISOkPa,考 慮地面和井底堆載作用，按qKN/m：計。則有：2569.90*q = +15=16320“a 被動土壓系效 瓦主動土樂系歆 H 1Q 1軟土101.420.70

20、2.03j202M0 494.16252460416.00令丄27230 38r.OO砂土303 000339.09砂礫匕353矽0.2713.67故，本工作井計算中Kp二 2. 04R= a B(y H2Kp/2+2cH(Kp)0. 5+y hHKP) =6780.76 kN8. 2后背墻結構驗算本工作井最大設計頂力為：3000.00 kNR=6780. 76 kN, R3000 kNX1.6,后背墻是安全的c TOC o 1-5 h z 1目 錄2 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 1.1工程槪況3 HYPERLINK l bookmark

21、72 o Current Document 1.2結構計算依據(jù)3 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 1.3頂管概況3 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 1.4頂管工作井、接收井尺寸3 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 1.5 1000mm管頂力計算41.5.1推力計算41.5.2壁板后土抗力計算：41.6工作井（沉井）下沉及結構計算51.6. 1基礎資料：51.6.2下沉計算：51.6.3下沉穩(wěn)定計算：61.6.4抗浮穩(wěn)定計算（沉井下沉到設計標高

22、邃注底板后）：61.6.5刃腳計算：61.6.6沉井豎向計算：71.6.7井壁內力計算：（理正結構工具箱計茸）91.6.8底板內力計算：（理正結構工具箱計算）141.7接收井（沉井）下沉及結構計算151.7.1基礎資料：151.7.2下沉計算：161.7.3下沉穩(wěn)定計算：167.4抗浮穩(wěn)定計算（沉井下沉到設計標高澆注底板后）：161.7.5刃腳計算：161.7.6沉井豎向計算171.7.7井壁內力計算：（理正結構工具箱計算）181.1工程概況本工程污水管道起于XXX污水接入位置，沿XX快速路布設，匯入XXX路西 側的XX污水第一處理廠進場干管，長約lKmo主要解決包括XXXXX地塊等的污 水排

23、放，管道布設位置距道路中線7. 9m,為了不影響X路的交通，W24W26段采 用頂管穿越XXX路。1.2結構計算依據(jù)1、測量資料、污水管道平面、縱斷面設計圖；2 x地勘資料(XXXXX程地質勘察隊2010年10月29日)；室外排水設計規(guī)范GB50014-2006；4 s給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范(GB50069-2002),5、給水排水工程管道結構設計規(guī)范(GB50332-2002)；x給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范(GB50268-97)；.市政排水管道工程及附屬設施(國家標準圖集06MS201)；.混凝土結構設計規(guī)范GB 50010-2002；9頂管施工技術及驗收規(guī)范次試行)中國非開挖

24、技術協(xié)會行業(yè)標準2007 年2月；10 .給水排水工程鋼筋泯凝土沉井結構設計規(guī)程(CECS 137： 2002)。1.3頂管概況1、頂管工程性質為解決XX安置小區(qū)污水排放間題，興建地點XX快速路接 XX路交叉口處，頂管管徑管道埋深5.1米。XX路頂管管道放萱在密 實的卵石層內，覆土平均取4.九，由于頂管長度較長，分兩段頂管，每 段長度L50mo頂管工作井、中繼井尺寸5. 3m*3. 8m,頂管接收井尺寸 2. 7m*2. 7m。2、本工程設計合理使用年限為五十年，抗震設防烈度為七度。3、鋼筋及栓強度等級取值：鋼筋0 -HPB235級鋼筋強度設計值fy=fyz =2ION/0-HRB335級鋼筋

25、強度設計值fy=fyz =300N/ mm:圓管栓：采用C50,沉井采用C25o所頂土層為砂砥石，r二21KN/ m34、本工程地下水埋深為2. 02. 5mo5、本計算除井壁、底板外未釆用專業(yè)計算軟件。1.4頂管工作井、接收井尺寸1、工作井尺寸的設計、核算由檢查井的設計要求及頂管操作技術要求決定。 (1)、工作井的寛度計算公式B二D十2b十2c 式中:B一一工作井寬度；D一一頂進管節(jié)的外徑尺寸；b一一工作井內安好管節(jié)后兩側的工作空間，本工程采用每側08m;c護壁厚度，本工程采用0. 4m;本工程的頂管直徑為D1000,壁厚200。因此，工作井的寬度尺寸為B二1400 + 2 X 800 +

26、2 X 400二3800mm;（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；L1管節(jié)長度取2m ;L2頂鎬機長度取1. Im JL3岀土工作長度.取Elm;L4后背埴的厚度，取0. 4m;L5一一已頂進的管節(jié)留在導軌上的最小長度，取0.3m。因此，確定本工程工作井的底部長度尺寸為 L=2+l. 1+1. 1+2 X 0. 4+0. 3=5. 3m。（3）工作井的深度工作井的深度由設計高程和基礎底板的厚度決定。（4）接收井尺寸只需滿足工具管退岀即可，本工程接收井尺寸2. 7m*2. 7m.1.5 1000mm管頂力計算 1.5.1推力計算管徑D：=l. 0m水位至管頂高度：2m管外周長 S=3 14d=3. 14x1. 4=4. 396m頂入管總長度L=50m管壁厚t=0. 2m 水容重y =10KN/ms頂入管每米重量W=3. 14X(1.42-1.02) /4X2S=1R. R4KN/m管涵與土之間