西旺路工程第四标段(规划三路~林校北路)道路桥梁工程顶管工作坑设计计算书书.doc

西旺路工程第四标段道路、桥梁工程 顶管工作坑φ (0) 内凝聚力C (KPa) ② 20 160 25 0 ③ 4 100 7 10 ③1 8 140 15 15 ④ 25 200 30 0 ④1 10 160 15 20 根据施工图纸，给水、中水管线现场埋深情况见下表： 表4 管线名称 管径 顶管坑处（自来水3+807，中水3+850） 接收坑处（自来水3+850，中水3+896） 钢管底高（m） 砼管底高（m） 地面高（m） 砼管底高（m） 管底高程（m） 砼管底高（m） 地面高（m） 砼管底高（m） 给水 DN800 28.400 27.52 38.310 10.79 28.490 27.61 38.350 10.70 中水 DN300 28.404 27.757 38.310 10.553 28.500 27.853 38.350 10.447 工作坑的长度与宽度见下表： 顶管坑底宽取9.0m，底长取6.0m。 接收坑底宽取9.0m，底长取4.0m。 根据以上数据可以看出： 本工程工作坑深度与郑常庄220千伏送出工程及沙阳路污水工程的工作坑深度相当； 本工程工作坑的宽度、长度与上述工程工作坑尺寸大致相同； 本工程工作坑位置的地质条件与上述工程地质条件相当，且无地下水干扰。 钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土的倒挂施工支护结构是较为成熟、可靠的施工工艺。 工作坑选取 根据以上分析，本次工程工作坑施工支护采用“钢筋榀架+钢筋网片+锚喷混凝土”的倒挂施工支护结构，锚喷结构厚度为0.3m。 顶管坑和接收坑净空分别为9m ×6m×11.49 m、9m × 4m×10.9 m，为确保基坑稳定和安全提高支护结构刚度，在满足顶管施工操作需要的前提下，尽量减少支护结构长度，在垂直于基坑长边方向，增设一0.3m厚的支护墙，使顶管坑和接收坑平面均为两室形式。 工作坑的结构形式 施工平面布置图 图1 施工平面布置图 工作坑平面图 图2 顶管坑平面图 图3 接收坑平面图 工作坑断面图 图4 顶管坑断面图 图5 接收坑断面图 工况受力情况分析 由于顶管坑在净空尺寸上比接收坑大，而且顶管坑还要承受吊混凝土管、出土等活动载荷，故顶管坑支护结构所受载荷比接收坑大，又因顶管坑、接收坑支护结构相同，因此只做顶管的受力分析。 顶管施工期间，支护结构所承受的载荷主要有： 吊装设备自重； 平台用40a工字钢做主梁，南北向放置，间距2.5米，并需要让开吊管位置；负梁采用25工字钢，15×15方木采用满铺方式；吊架采用“四不搭”架设，管子采用φ159×10钢管。起重机械采用两台卷扬机，一个20吨，一个10吨。“四不搭”架子座落在圈梁上的预埋板。以上结构总重量： G1=50×8×2×10+25×8×2×10+15×5×8×10+50×60×10 =48000N=48KN 吊装混凝土管、顶管设备、钢管及土方弃运产生的载荷； 按最不利情况： 左侧吊架吊运1根D2150混凝土管、右侧吊架吊运土方（土斗容量为1m3）。 吊运产生的最大重量： G2=5190×10+500×10+2000×10 =77000N=77KN 工作坑周围运输车辆产生的活动载荷； 在顶管坑10m以外设置土场，施工机械产生的载荷计p1=15KPa。 工作坑内施工人员产生的活动载荷。 假定工作坑周围同时有15人施工，则 活动载荷p2=（75×15×10/1000）/20=5KPa 周边环境产生的载荷 取等待土层高度为1.5m，则 载荷p3=1.5×19.21=28.815KPa 工作坑周围土压力 工作坑周围土压力为支护结构所承受的主要载荷，具体由6.3.1章节阐述。 计算说明 由4.1~4.2产生的载荷Q=125KN，传导至冠梁上的竖直分力 Q竖直=125×sin53.130 KN =100 KN 而支护结构的自重 G=（36×0.3×9.99+0.6×1×33）×2.4×10=3070 KN 故在以下计算中忽略此力。 由于“四不搭”结构对称，故产生水平分力相互抵消，故在以下计算中不考虑此力。 工作坑承受的总等待载荷p0 p0= p1+ p2+ p3 =15KPa+5KPa+28.815KPa =48.815 KPa 结构受力简图 结构受力立面图 图6 结构受力立面图 结构受力平面图 图7 结构受力平面图 由于施工时对结构边角位置进行了加强，可以近似视为固定结构，故将图7进一步简化如图8、图9所示： 图8 结构宽度（9m）方向受力平面图 图9 结构长度（6m）方向受力平面图 结构强度计算 结构强度计算依据 《建筑基坑支护技术规程》DBJ11/489-2007 《混凝土结构设计规范》 GB5