顶管施工顶力及允许土抗力计算.docVIP

1、后座反力计算 忽略钢制后座的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工作坑后的土体上，为确保后座在顶进过程中的安全，后座的反力或土抗力R应为的总顶进力P的1.2~1.6倍，反力R采用下式计算： 式中：R——总推力之反力，kN； α——系数，取α=1.5~2.5，计算中取2。 B——后座墙的宽度，取5m； γ——土的容重，kN/m3； H——后座墙的高度，取4m； Kp——被动土压系数，； c——土的内聚力，kPa； h——地面到后座墙顶部土体的高度，见表1。 表1 各基坑h取值表 井号 基坑尺寸 坑深（m） m） W1、Y1 7.918 4 3.918 W3、Y3 7.99 3.99 W6、Y5 8.132 4.132 W9、Y7 8.258 4.258 W11、Y9 8.366 4.366 Y’2 9mx5m 5.492 1.492 Y旧2 6.681 2.681 W旧2 6.234 2.234 W’3、Y’5 6.748 2.748 工作基坑W1、Y1kPa，γ=19.1 kN/m3，φ=15.07° 。 将数据代入公式： R=8637.9KN 工作基坑W3、Y3kPa，γ=19.1 kN/m3，φ=15.07° 将数据代入公式： R=8744.4KN 工作基坑W6、Y5kPa，γ=19.1 kN/m3，φ=15.07° 将数据代入公式： R=8913.2KN 工作基坑W9、Y7kPa，γ=17.9kN/m3，φ=4.18° 将数据代入公式： R=6048.5KN。 工作基坑W11、Y9kPa，γ=17.9kN/m3，φ=3.74°，h=4.366m。 将数据代入公式： R=5840.9KN。 工作基坑Y’2的后背墙反力计算 管道所在的土层为粉质粘土层，C=9.15kPa，γ=19.1kN/m3，φ=15.07°，h=1.492m。 将数据代入公式： R=5488.1KN。 工作基坑Y旧2kPa，γ=17.9kN/m3，φ=3.74°，h=2.681m。 将数据代入公式： R=4468.3KN。 工作基坑W旧2kPa，γ=17.9kN/m3，φ=3.74°，h=2.234m。 将数据代入公式： R=4104.2KN。 工作基坑W’3、Y’5kPa，γ=17.9kN/m3，φ=3.74°，h=2.748m。 将数据代入公式： R=4522.9KN。 2、顶管顶进时最大顶力计算 1、顶进阻力计算 根据GB50268-2008《给水排水管道工程施工施工及验收规范》中6.3.4式计算。 总顶进阻力： Fp=ΠD0Lfk+Nf 式中Fp-顶进阻力（KN）； D0-管道外径（m）； L-管道设计顶进长度； fk-管道外壁与土的单位面积平均摩阻力（KN/m2），本工程顶进土层为粉质粘土层，所用管材为钢筋混凝土管，取值5.0 KN/m2。 Nf –顶管机的迎面阻力（KN）； Nf =Π（Dg-t）tR Dg –顶管机外径（mm），其值取管道外径； R-挤压阻力（KN/m2），300～500KN/m2，取400 KN/m2； t-工具管刃脚厚度（m），取0.15m。 类别 管道内经（mm） mm） D0（mm） m） 1200 120 1440 76 Y’2～Y旧1 1200 120 1440 76 W旧2～W’2、Y’4 800 80 960 19 Y旧2～W’2、Y’4 2000 200 2400 55 W’3、Y’5～W’2、Y’4 2000 200 2400 80 W’3、Y’5～W’4、Y’6 2000 200 2400 80 （1）对于Y’2～Y’1与Y’2～Y旧1段，因为管径、管长均相同，故只需计算一个即可。 Fp=ΠD0Lfk+Nf =3.14*1.44*76*5+3.14*（1.44-0.15）*0.15*400 =1961.2KN =196.1t （2）对于W旧2～W’2、Y’4与Y旧2～W’2、Y’4段，取管径、管长均大的后者计算。 Fp=ΠD0Lfk+Nf =3.14*2.4*55*5+3.14*（2.4-0.15）*0.15*400 =2496.3KN=249.6t （3）对于W’3、Y’5～W’2、Y’4与W’3、Y’5～W’4、Y’6段，因为管径、管长均相同，故只需计算一个即可。 Fp=ΠD0Lfk+Nf =3.14*2.4*80*5+3.14*（2.4-0.15）*0.15*400 =3438.3KN =343.8t 顶管阻力与各承载力对比表 顶进区间 最大顶进力（t） 后背墙允许承载力（t） 管道允许承载力（t） 墙后土抗力允许值（t） W1、Y1～W0、Y0 本工程段顶管施工最大顶力为449.