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顶管工程常用计算的简要说明 主讲：xxx 2012年2月 顶管工程常用计算的简要说明 一、顶管工作坑尺寸计算 (1)B工作坑的底部内径宽度(m) B=D1+2C=1.27+2*1.2=3.67m D1管外径(m) C管两侧操作空间(m) A锚喷/钢木支撑厚度(m) 顶管工程常用计算的简要说明 一、顶管工作坑尺寸计算 (2)L工作坑的底部内径长度(m) L=L1+L2+L3+L4+L5 =3+1.0+1.0+0.5+0.2=5.8 L1管节长度 L2顶镐机长度(m) L3出土工作间长度(m) L4后背墙的预留厚度(m) L5稳管时,已顶进的管节留在导轨上的最小长度(m) 顶管工程常用计算的简要说明 二、顶坑钢木支撑安全系数的核算 假设：基坑深度5m。 取坑壁土的平均重度：=18KN/m3； 坑壁土的平均内摩擦角：=30； 考虑地面动荷载等因素，取安全系数K=1.2； （1）在顶坑5.0m深处土的水平主动土压力Pa： （郎肯主动土压力无粘性土质；若为粘性土则： Pa=htan2(45-/2) -2c*tan(45- /2)） Pa=Khtan2(45-/2) =1.2*18*5.0* tan2(45- 30/2) =36 KN/m2 (压力强度) 顶管工程常用计算的简要说明 二、顶坑钢木支撑安全系数的核算 竖直挡土板选用50*200mm木板，横撑、竖撑（立柱）采用25a工字钢；查资料 得知：25a工字钢截面矩Wx=402cm3，抗弯强度fc=190N/mm2。 （2）在5米处土压力作用在最下两道横撑立柱工字钢上的主动土压力荷载q1可 按如下考虑: q1= Pa*l1=36*1.8=64.8KN/m。 l1水平横撑的垂直间距。 最下一跨立柱的最大弯矩M1= q1* l12/8=64.8*1.82/8=26.2KNm。 立柱所能承受的最大弯矩 Mmax=Wx*fc=402*103*190*10-6=76.38KNm。 M Mmax max M M 1 1 ，故采用，故采用25a25a工字钢作立柱可行。工字钢作立柱可行。 由上弯矩公式可知，立柱最大间距 =3.07m 取L不大于3.07m，可取2.4m。 5.0米处水平撑工字钢主动土压力荷载q2： q2= Pa*L=36*2.4=86.4 KN/m。 水平撑最大弯矩M2= q2* L2/8=86.4*2.42/8=62.2KNm。 M Mmax max M M 2 2 ，故采用，故采用25a25a工字钢作水平撑可行。工字钢作水平撑可行。 顶管工程常用计算的简要说明 三、钢轨的内距计算 D=1050管径钢轨内距（h=0.17 e=0.02 ） A = 2(D12)2-D12-(h-e)21/2 =2(1.252)2-1.252-(0.17-0.02)21/2 =0.812m 顶管工程常用计算的简要说明 四、顶力及后背安全稳定性验算 （1）顶力的计算 例：按井距最长的一段（L=79m）,管径为1050mm计算顶力： 砼管每节长3米，重3吨。土质为砂质粉土。 依据顶力经验公式计算顶力： PNGL P为总顶力 N为土质系数，砂质粉土取2 G单位管体自重 L为顶进总长度 P239.8379=1548kN 顶管工程常用计算的简要说明 四、顶力及后背安全稳定性验算 （2）后背安全稳定性的核算 一般土壤的承载力为：=150（kN/m2）（锚喷结构允许承载力：400） 则在总顶力1548KN的作用下，（弹性平衡状态）后背所需均布荷载最小面积为(后背墙 壁排方木的最小面积)： =P/F得：F=P/=154815010.32平方米 Ep土壤的总被动承载压力（郎肯的被动土压力理论） Ep 12rh2tg2(45+/2)+2chtg(45+/2) r：为土壤容重（kNm3） 砂质粉土为：20.5 kNm3 ：为土壤内摩擦角 砂质粉土为：27.5 c：为土壤粘聚力（kNm2） 砂质粉土为 ：24 h：为挡墙 后背土的高度 5m Ep (1/2)rh2tg2(45+/2)+2chtg(45+/2) (1/2)20.5（5）2tg2(45+27.5/2)+2245tg(45+27.5/2) 1192Kn/m (注：在力的作用点出每水平延米的均布线荷载) 那么在总顶力作用下后背所需最小宽度：WP Ep1548/1192