顶管安全施工第篇计算书及相关施工图纸

9.1顶管计算书 18.1.1顶力计算 18.1.2混凝土管道允许顶力计算 38.1.3后靠背稳定性验算 38.1.4 4附件一：W1工作井基坑结构图 5附件二：W2工作井基坑结构图 6附件三：W3工作井基坑结构图 79.1顶管计算书8.1.1顶力计算最大推力计算，参照《顶管工程施工规程》DG/TJ08－2049－2008第7.4.1条及《顶管工程设计与施工》第4.1.2条，总顶力可按下式估算。;;;;;;;式中：F为总顶力（kN）；F1为顶管机的迎面阻力（kN）；F2为管道外壁与土层的摩阻力（kN）；D为管道外径（m），D=1.8m；P0为顶管机控制土压力；K0为静止土压力系数，一般取0.55；Fs为管道竖向土压力标准值（kN/m2）;Cj为管道竖向土压力系数；Bt为管顶上部土压力传递至管顶处的影响宽度（m）；Φ为土的内摩擦角（°），取28；c为土的内聚力（kPa），取6.7；Kaμ为原状土的主动土压力系数和内摩擦系数的乘积，一般可取0.13；Hs为地面至管顶的高度（m），取最大值为10.24m；γ为土的重度，取18.8KN/m3；L为管道顶进长度（m），取最大值L=104.14m；f为混凝土管道外壁与土的平均摩阻力（kN/m2）根据《给排水管道施工及验收规范》,取5KN/m2。管顶土加权内摩擦角：Φ1取28.8°管顶土加权内聚力：c1取6.7kPa管顶土加权重度：γs1取18.8KN/m3顶管土的自重应力：σ1=γs1*Hs=18.8*10.24=192.512kPa管顶土的折算内摩擦角（采用朗肯土压力理论按抗剪强度相等的原则进行换算）：Φ=2*{45°-αtan[tan(45°-Φ1/2）-2c1/σ1}=2*{45°-αtan[tan(45°-28/2）-2*6.7/192.512}=37.617°经计算得：=1.8*1.6=2.88m；=4.12；=4.12*(18.8*2.88-2*6.7)=167.87kN/m2；=0.55*167.87=92.33kN/m2；=π/4*1.8*1.8*92.33=234.83kN；=π*1.8*104.14*5=2943kN；=234.83+2943=3177.83kN；因此，总顶力为3177.83kN。8.1.2混凝土管道允许顶力计算混凝土管顶管传力面允许的最大顶力计算参照《给水排水工程顶管技术规程》第8.1.3条。;;式中：Fdc为混凝土管管道允许顶力设计值（kN）；φ1为混凝土材料受压强度折减系数，可取0.90；φ2为偏心受压强度提高系数，可取1.05；φ3为材料脆性系数，可取0.85；φ5为混凝土强度标准调整系数，可取0.79；γQd为顶力分项系数，可取1.3；Ap为管道的最小有效传力面积（mm2）；d1为管道外半径；d2为管道内半径；fc为混凝土受压强度设计值（N/mm2）取23.1N/mm2。经计算得：AP=π*（9002-7502）=777544.18mm2；Fds=0.5*0.9*1.05*0.85/（1.3*0.79）*23.1*777544.18=7024.046kN；混凝土管材允许顶力为7024.046*0.85=5970.439kN。DN1500管道顶进施工工作井配置2台2000KN千斤顶，满足施工要求。根据现场情况与实际施工经验，采取注浆、涂蜡等减阻措施，能够满足顶力的要求。8.1.3后靠背稳定性验算工作井后靠背计算：式中：R—后座反力;α—系数，α=1.5~2.5，此处取2；B—后座墙的宽度（m），此处取8.3m；γ—土的容重（kN/m3)，此处取18.8kN/m3；H—后座墙的高度（m），此处取4.65m；Kp—被动土压系数,为tan²（45°+Φ/2），Φ取28°，Kp=2.76;

c—土的内聚力（kPa）,

c=6.7kPa;h—地面到后座墙顶部土体的高度（m），此处取7.94米。=2*8.3*（18.8*4.652*2.76/2+2*6.7*4.65*1.66+18.8*7.94*4.65*2.76）=19769.94kNR值为顶力值的1.95倍，后座保证安全顶进。式中：Pred—作用在后背土体上的应力（kPa）；V—顶力（kN）；B—后座墙的宽度（m），此处取8.3m；H—后座墙的高度（m），此处取4.65m；h1—地面到后座墙顶部土体的高度（m），此处取7.94m；H2—工作井底板到刃脚的高度（m）因为是现浇井，此处取0m。==44.42kPa式中：ep—被动土压力，ep=Kpγh=2.76*18.8*13.19=684.4kNη—安全系数，