******工程顶管施工计算书一、编制依据1、**********工程施工图2、《路桥施工计算手册》3、《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）4、《给水排水工程结构设计手册》5、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)(2011年版)6、《混凝土结构设计规范》GB50010-2002二、工程概况工程名称：******工程工程地点：******本工程为******，位于*****，西起物流基地*****K1+875，沿拟建*****两侧辅助车道设置（路面设计高程90.926～103.627m）,接******沿平乐大道东侧终止于玉洞大道。
管道总长7938m，管径0.4m～1.0m。
其中顶管部分管道长2887m，管径1.0m，管底标高为86.000～80.335；共有工作井26座，接收井34座，工作井几接收井内径￠6000mm、壁厚50～60cm，钢筋砼结构，砼等级C30。
分布区域为：*******北侧K1＋385～K3+521段、平乐大道K3＋521~K4+730段。
三、地质根据勘察资料，道路沿线勘探深度范围内管线沿线分布的地层主要有：新近堆积人工堆填（Q4ml）素填土、植物沉积层（Q4pd）耕土，第四系晚更新统河流冲积（Q3al+pl）粉质黏土、含砾粉质黏土，第四系晚更新统残坡积（Q3el+dl）黏土和含砾黏土，下伏基岩为石炭系大塘阶（C1d）硅质岩等，现自上而下描述为：1、素填土（Q4ml）①：暗红色、灰黄色、黄褐色，松散，稍湿～湿，主要由黏性土组成，局部含少量砾石、植物根系等，土质不均，为新近堆积填土，未经压实，未完成自重固结。
该层分布于场地大部分地段，层厚0.50～5.60m，平均厚度1.79m。
具高压缩性。
2、素填土（Q4ml）①：灰黄色、黄褐色，中密，稍湿～湿，主要由碎石土组成，经碾压处理，为路基填土。
该层分布于场地道路或在建道路上，层厚0.50～5.80m,平均厚度1.79m。
具中压缩性。
3、耕土（Q4pd）②：灰色、灰褐色、黄褐色，松散，稍湿～湿，主要由黏性土组成，含少量有机质和植物根系，其中分布于水田部分受水浸泡呈松软状。
该层分布于管道沿线大部分地段，层厚0.20～1.80m，平均厚度0.61m。
具高压缩性。
4、粉质黏土（Q3al+pl）③：灰黄、红黄、浅黄等色，湿～饱和，可塑状为主，局部软塑状，黏性中等，韧性一般，干强度中等，湿水具砂感，含少量铁锰质结核及其氧化物，局部夹薄层粉细砂及含少量粉土，土质不均。
该层分布于管道沿线大部分地段，层顶埋深0.00～4.10m，层顶高程87.19～106.79m，层底埋深0.90～16.80m，层底高程83.54～104.31m，层厚0.10～3.50m，平均层厚度2.31m。
液性指数平均值L=0.38，压缩系数平均值1-2=0.20MPa-1。
该层现场做标准贯入试验24段次，实测锤击数5～10击，平均锤击数=7.4击；经杆长校正后锤击数4.0～9.7击，修正后锤击数标准值k=6.7击。
具中压缩性。
5、含砾粉质黏土（Q3al+pl）④：棕黄、灰黄、黄褐等色，硬塑状为主，局部少量可塑，黏性中等，韧性中等，干强度中等。
砾石成分主要为强风化硅质岩、砂岩、石英等，砾石含量15～45%不等，粒径以2～35mm为主，大者达100mm，亚圆形～次棱角状，局部呈含黏性土碎石状，土质不均。
该层分布于管道沿线局部地段，层顶埋深0.00～3.30m，层顶高程86.06～94.64m，层底埋深1.00～8.20m，层底高程83.46～91.94m，层厚1.00～7.50m，平均层厚2.95m。
液性指数平均值L=0.11，压缩系数平均值1-2=0.16MPa-1。
该层现场做标准贯入试验12段次，实测锤击数11～13击，平均锤击数=12.5击；经杆长校正后锤击数10.5～13.0击，修正后锤击数标准值k=11.8击。
现场做重型圆锥动力触探试验4.0m，经杆长校正后锤击数6.6～15.3击，修正后平均锤击数63.5=9.3击，修正后锤击数标准值63.5k=8.9击。
具中压缩性。
6、黏土（Q3el+dl）⑤：暗红色、黄褐色，黑褐色，稍湿～湿，硬塑状为主，局部少量可塑状。
黏性好，韧性强，干强度高，湿水手感滑腻，无摇振反应，含少量铁锰质结核及其氧化物，局部地段夹薄层粉质黏土。
该层在管道沿线均有分布，层顶埋深0.00～18.70m，层顶高程70.29～104.31m，层底埋深0.70～27.50m，层底高程67.31～96.79m，层厚0.40～25.40m，平均层厚12.04m。
液性指数平均值L=0.14，压缩系数平均1-2=0.17MPa-1。
该层现场做标准贯入试验159段次，实测锤击数9～17击，平均锤击数=12.3击；经杆长校正后锤击数7～14.50击，修正后锤击数标准值k=10.2击。
具中压缩性。
7、含砾黏土（Q3el+dl）⑥：灰黄色，黄褐色，黑褐色，褐红色，硬塑状，黏性较好，韧性较强，干强度较高。
砾石含量不均，疏密不等，大多为散状，局部相对较集中呈窝状，孔壁不易坍塌。
砾石含量5～45%不等，粒径以2～25mm为主，大者达40mm，棱角状。
该层分布于管道沿线大部分地段，层顶埋深0.50～22.10m，层顶高程68.47～96.79m，层底埋深2.30～26.90m，层底高程63.67～92.97m，层厚0.40～16.20m，平均层厚5.96m。
液性指数平均值L=0.10，压缩系数平均1-2=0.14MPa-1。
该层现场做标准贯入试验15段次，实测锤击数12～18击，平均锤击数=14.3击；经杆长校正后锤击数10.2～13.9击，修正后锤击数标准值k=11.9击。
现场做重型圆锥动力触探试验4.20m，经杆长校正后锤击数5.6～13.5击，修正后平均锤击数63.5=12.8击，修正后锤击数标准值63.5k=9.4击。
具中压缩性。
8、强风化硅质岩（C1d）⑦：灰色、灰黄色，坚硬状，岩体风化程度较深，原岩结构模糊，多已风化呈含黏土角砾或碎石夹土状，冲击可缓慢钻进。
岩芯易散，难取原状土芯。
该层仅在ZK37、ZK42、ZK47、ZK48、ZK50附近地段有分布，本次勘察深度范围内未揭穿，揭露层顶埋深15.40～18.40m，层顶高程78.64～82.85m，揭露层底埋深17.50～19.80m，层底高程77.54～81.15m，揭露层厚1.10～2.80m，揭露平均厚度1.90m。
岩石按坚硬程度划分属“极软岩”，岩体主要结构面结合很差，散体状结构，完整程度为“极破碎”，岩体基本质量等级Ⅴ级。
主要岩土参数建议值一览表四、水文1、地表水本次勘察范围内管道沿线地表水主要为水田、水塘、水沟中的水体，勘察期间水深约0.20～1.50m，主要接受大气降水补给，水量大小受季节性影响较明显，水量较小，易于疏干。
2、地下水根据钻探揭露，勘察期间管道沿线勘探深度范围内揭露两层地下水，分别为上层滞水、孔隙水。
上层滞水赋存于素填土①、耕土②中，孔隙水赋存于粉质黏土③及含砾粉质黏土④中，因两者间无相对隔水层，形成混合水。
混合水主要接受大气降水、地表水的补给，其水位、水量、水质随补给来源、季节变化而变化，水位变化较大，水量中等。
因沿线跨度较大，含水层分布不均，水位埋深变化较大，局部地段因含水层缺失而未形成统一水位。
根据勘察期间实测水位资料，其稳定水位埋深0.20～4.20m不等，相应高程为86.56～96.19。
根据区域水文地质资料，年水位变化幅度1.00～3.00m。
五、与顶管施工相关联的水文地质情况:本次顶管工作井、接收井垂直穿越素填土①、耕土②、粉质黏土③、含砾粉质黏土④、黏土（Q3el+dl）⑤及含砾黏土⑥等土层；顶管主要穿越含砾粉质黏土④、黏土（Q3el+dl）⑤及含砾黏土⑥等土层。
六、顶管作业验算：1、顶管前工作井侧壁受力验算：（因工作井与接收井结构及尺寸一致，只对工作井验算）1.1验算说明：1.1.1工作井尺寸：净尺寸长*宽=6.0m*4.5m，壁厚d=0.5-0.6m，取值0.5m1.1.2工作井配筋情况：水平向为双层Ф20II级钢筋，间距10cm，垂直向为双层Ф20II 级钢筋，间距20cm1.1.3为便于计算且偏于安全，工作井四周荷载按1.5m堆土计算，自由水水位按1.0m高计算，井深按最大深度H=11m。
取最底部1m井壁作为结构计算单元，计算模型简化为跨度L=6m、厚度h=0.5m、宽1m两端刚接的梁结构。
1.1.4工作井壁受力示意图Hh 1h 1Hq=ρ土*h2*Ka -2Ck* Ka水位线工作井壁受水压力示意图q=ρ水*h1单位：cm水位线q=ρ土*（H+h2）*Ka -2Ck* Ka工作井壁受主动土压力示意图 单位：cm1.2 计算单元荷载计算 1.2.1 自由水压力荷载q 1=1/2*ρ 水* ((h1-1)+ h1)) =0.5*10*((1-1)+1)=5.0KN/m 1.2.2 主动土压力荷载q 2=1/2*ρ 土* ((H+1.5-1)+(H+1.5)) *Ka - 2*C K *√Ka =0.5*20*((11+1.5-1)+(11+1.5))tg 2(45°-16.6°/2)- 2*36.8* tg (45°-16.6°/2) = 78.5KN/m1.2.2 计算单元总荷载q=q 1+q 2=5.0+78.5=83.5 KN/m 其中：q 1------------ 计算单元侧自由水压力荷载q 2------------ 计算单元侧主动土压力荷载 q------------ 计算单元侧压力荷载ρ 土=20KN/m 3-- 土的天然密度，参照地勘资料《主要岩土参数建议值一览表》 H=11m-------- 工作井深度，取最大值h 1=1m-------- 自由水水位h 2=1.5m------ 井周地表荷载按堆土 1.5m 计算 Ka=tg 2(45°-φk /2)----主动土压力系数xφk =16.6°---土的内摩擦角，参照地勘资料《主要岩土参数建议值一览表》，取较小值 16.6°C k =36.8KPa---------土的内聚力，取较小值，参照地勘资料《主要岩土参数建议值一览表》1.3 计算模型：q=83.5KN/mL= 650侧壁受力计算模型单位：cm1.4 弯矩验算Mmax=1/12*qL^2=294.0KN*m计算单元矩简图1.4.1 最大弯矩：Mmax=1/12*q*L 2=0.125*40.9*62=294.0KN*mMmax-------计算单元弯矩最大值 q----------计算单元侧压力荷载 L=6m-------计算单元跨度1.3.2 井壁计算单元容许弯矩值：(顶管前 C30 砼强度按 70%计算，取 C20 标准)中和轴10Ф20间距10cm1m 高侧壁计算单元配筋图 单位：mm1.3.2.1计算说明假设计算单元受拉区由钢筋承受拉力，受压区由砼的承受压力，根据计算单元受力平衡条件计算中轴位置x值。