某頂管計(jì)算書

頂管計(jì)算書頂管計(jì)算書一、概況根據(jù)地質(zhì)勘查結(jié)果，標(biāo)高40.7～38.0m為雜填土，標(biāo)高38.0～35.0m為粉質(zhì)粘土，標(biāo)高35.0～33.2m為粉砂，標(biāo)高33.2～19.4m為卵石土，標(biāo)高19.4～18.3m為強(qiáng)風(fēng)化砂礫巖，標(biāo)高18.3～15.6m為中風(fēng)化砂礫巖。沿線多數(shù)地段管道位于卵石土中，最深工作坑為10m，混凝土管的口徑為，壁厚，管外徑，每米管的重力為，卵石土的容重為，內(nèi)摩擦角，土的粘聚力，管與土的粘著力，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊錘數(shù)，覆土深度，推進(jìn)長度。二、推力的計(jì)算1、總推力為初始推力與各種阻力之和；式中：；；；；；；；；在手掘式頂管中，其初始推力為：；式中：；（取值參照《頂管施工技術(shù)》）；即初始推力為：；挖掘直徑：管頂土的撓動(dòng)寬度：；土的摩擦系數(shù)：；土的太沙基荷載系數(shù)：管頂上方土的垂直荷載：；，沖擊系數(shù)；地面動(dòng)荷載：式中：P’－汽車單只后輪荷載，取100KN；B－車身寬度，取2.75m；a－車輪接地寬度，取0.2m；θ－車輪分布角度，取45度；管周邊的均布荷載：；管與土之間的摩擦系數(shù)：；所以總推力為：三、工作坑后座的受力分析（一）、考慮工作井整體受力的情況工作坑的后座又后靠背、后座墻和工作坑后方的土體三者組成，這個(gè)后座必須能完全承受油缸總推力P的反力。計(jì)算過程中，忽略鋼制后靠背而假設(shè)主頂油缸的推力是通過后座墻均勻地作用在工作坑后的土體上的。工作坑及后背墻如下圖：地質(zhì)堪察資料給出各土層的物理力學(xué)特性如下表：層號(hào)土層名稱h(m)γ()C()(°)1雜填土2.718.725160.491.760.572-1粉質(zhì)粘土3.017.830150.451.700.592-2粉砂1.819.010200.302.040.492-3卵石土3.220.00350.203.690.27加權(quán)平均值18.99220.362.370.47表中，－層厚，－容重，－內(nèi)聚力，－內(nèi)摩擦角，－靜止土壓力系數(shù)，見下表取值，－被動(dòng)土壓力系數(shù)（）；－主動(dòng)土壓力系數(shù)參見《土質(zhì)學(xué)與土力學(xué)（第三版）》1、后座井壁后部土體反力的計(jì)算后座土體反力沿頂進(jìn)方向的集中力為：式中：R為工作井外徑，H為工作井總高度。2、井側(cè)壁摩阻力計(jì)算式中：為摩阻力比例系數(shù)（取0.4～07），圓形井側(cè)壁與土體接觸摩擦角；3、前壁主動(dòng)土壓力計(jì)算4、最大土體反力及容許頂力計(jì)算根據(jù)整體受力平衡，圓形沉井容許的頂進(jìn)方向的最大土體反力為：；則圓形工作井容許的頂力值為：；式中：k為安全系數(shù)，一般取值1.2～1.6；可見頂管最大頂力只有7046.6KN，遠(yuǎn)小于容許頂力22613KN，滿足要求。后座墻受力分析圖（二）、僅考慮混凝土后座墻受力的情況后座墻受力分析圖總推力的反力為：式中：－總推力之反力（KN）；－系數(shù)（取1.5～2.5之間）；－后座墻的寬度（m）；－土的容重（），－后座墻的高度（m）；－被動(dòng)土壓力系數(shù)（）；－土的內(nèi)聚力（Kpa）；－地面到后座墻頂部的土體高度（m）；根據(jù)設(shè)計(jì)資料，上式中各種參數(shù)的取值如下：；；；其他參數(shù)如下：層號(hào)土層名稱h(m)γ()C()(°)2-1粉質(zhì)粘土1.317.830151.702-2粉砂1.819.010202.042-3卵石土3.220.00353.69加權(quán)平均值19.39272.81即可得出總推力的反力為：則容許頂力為：；式中：k為安全系數(shù)，一般取值1.2～1.6；可見頂管最大頂力只有7046.6KN，遠(yuǎn)小于容許頂力12667KN，滿足要求。（四）、后座墻強(qiáng)度的驗(yàn)算由于井壁后的土體穩(wěn)定性滿足要求，即土體在推力的作用下產(chǎn)生的變形在容許范圍之內(nèi)，后座墻的驗(yàn)算只要計(jì)算后靠背（鋼板）后的混凝土強(qiáng)度。鋼板的大小為：；即作用在混凝土上的均布荷載為：；假設(shè)混凝土后座為四邊支撐的雙向板，即沿長、短邊均布荷載的值分別為：根據(jù)力的分配原則：；可得：，；，，；查雙向板計(jì)算系數(shù)表，可得彎矩系數(shù)如下：，；即彎矩值如下：；；鋼筋混凝土的泊桑比為，即鋼筋混凝土后座的彎矩值為：；；設(shè)計(jì)提供后座墻配筋土如下：由上圖可以知知道，其配配筋為雙筋筋截面，按按雙筋截面面驗(yàn)算截面面受彎承載載力；1、參數(shù)：C30混凝土土，，，，，，，，，HRB級