顶管施工工艺顶力及后背计算.doc
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顶管施工工艺顶力及后背计算:
1、顶力计算
D=1000mm泥水平衡机械顶管顶力计算
(1)顶力计算
F--顶进阻力(KN)
D0--顶管外径(m),按线路管径D=1200mm,取D0=1.22m
L—管道设计最大顶进长度(m),150m
fk—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/㎡)经验值fk=6KN/㎡
NF--顶管机的迎面阻力(KN),查表得:
NF=π∕4Dg2P
式中H0—管道覆土厚度,取最大值5m
γ—土的湿密度,取18KN/m3
解得:
NF=(3.14/4)×1.222×5×18=105.2KN
则:
F=3.14×1.22×150×6+105.2KN=3552.92KN即F=355.292t
根据以上计算需要两支(型号)200t顶镐。
根据总顶力计算出顶力为3552.92kN,实际施工过程中选用的顶镐设备为2台200吨的顶镐,能够提供4000kN的顶力,根据现场情况与实际施工经验,采取注浆、涂蜡等减阻措施,可以不使用中继间,能够满足顶力的要求。
1.1.1.12、后背安全系数的核算:
根据顶力计算取D=1200进行后背核算
根据管道直径选择墙宽2.6m,高2.4m,墙厚0.8m,内衬Φ14@150双层钢筋网片,网片生根于底板钢筋,外侧以预制钢后背为模板,两侧支模,内浇混凝土,混凝土强度采用C30。
后背面积计算:
F=V×n/Kp×r×h
V:
主顶推力
n:
安全系数,取n≥1.5
Kp:
被动土压力系数,取2
r:
土的重度,取19
h:
工作井深度
F:
后背面积
F=3552.9×1.5/2×19×6
=30.93
后背墙的核算按右公式计算F≥P/[σ];
F—混凝土后背面积
P—计算顶力5877.21KN
[σ]—混凝土允许承载力1000KN/m2
F=P/[σ]=5877.2÷1000
≈5.88m2
取安全系数2,(P/[σ])’=11.76m2
实际施工时采用9*4=36m2〉30.96m2>11.76能够保证安全
由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用,能够安全施工。
5.4.2顶管平面布置图(详见附图《顶管工作井平面布置图》: