顶力计算

第1页共4页3.2、人工顶管施工本工程顶进距离在87米，使用2000mmIII级钢承口预制钢筋砼管。3.2.1、人工顶管顶力的计算：。管道总顶力的计算：根据公式：F0=πD1Lfk+NF。（式12.4.1）式中：F0——总顶力标准值；D1——管道外径，2.40m；L——管道顶进长度，取90（m）；fk——管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m2）,根据表12.6.14取8.0kN/m2。NF——顶管机的迎面阻力。F0=πD1Lfk+NF=3.14×2.40×90×8.0+3.14×（0.5-0.01）×0.01×500=5425.92+4.9=5431kN。计算得理论顶力F0＝5431kN。考虑工作空间及现场情况，采用1台500T千斤顶进行顶进，则最大顶力5000kN，需加设中继间。管道允许顶力验算：本工程钢筋混凝土顶管传力面允许最大顶力按下式计算：(式8.1.1)式中：Fdc——混凝土管道允许顶力设计值（N）Φ1——混凝土材料受压轻度折减系数，取0.9；Φ2——偏心受压强度提高系数，取1.05；Φ3——材料脆性系数，取0.85；Φ5——混凝土强度标准调整系数，取0.79；fc——混凝土受压强度设计值（N/mm2），取50；Ap——管道的最小有效传力面积（mm2），计算得0.456×106；γQd——顶力分项系数，可取1.3。计算得，Fdc=8880kN。管道允许顶力Fdc=8880kN＞最大顶力5000kN。pcdQdcAfF5321φγφφφ5.0=第2页共4页中继间数量估算：n=（式12.4.4）式中n——中继间数量（取整数）；f0——中继间设计允许顶力（kN），取4500kN。L——顶进长度，取90m。计算得n=1.68，取整数1，需设置中继间1套。根据实际地质情况及以往经验判断，中继间设置在45米处。3.2.2、顶管工作井内设备安装3.2.2.1、设备要求：采用吊车下管，用千斤顶、高压油泵作为顶进设备，用斗车、吊车作为出土设备，用空气压缩机带风镐机作为挖土设备。1)照明设备：井内使用电压不大于12V的低压照明。2)通风设备：人工挖土前和挖土过程中，采用轴流鼓风机通过通风管进行送风。3.2.2.2、导轨安装：由于工作井底板浇注了50cm厚的钢筋砼，地基稳定，可在工作井的底板上安装导轨，安装要牢固可靠，以保证管子的顶进过程不会产生位移。导轨采用浇注砼予以固定，导轨必须直顺。严格控制导轨的高程和中心.两导轨内距计算公式:)-()-(2ehehDA×+=A--两导轨上部内侧间距(mm)D--管外径,1800(mm)h--导轨高度,150(mm)e--一般为10～25mm，取20mm。计算得：A=932mm，导轨间距设置为90cm。3）工作平台：作为防雨及安装吊运设备。工作坑上设活动式工作平台，平台用20#工字钢梁。在工作平台上设起重架。3.2.2.3、后背安装及承载力验算：本工程底部钢筋混凝土护壁厚度50cm。后背墙验算，深度7.4m计算：Kp=tg²（45°+Φ/2）=tg²（45°+20.0°/2）=1.428²=2.3961-7.0)50(π01fLfDk×+第3页共4页R=aB(rH²Kp/2+2CH+rhHKp)=2×6×(17.8×4.9²×2.396/2+2×35×4.9×1.428+17.8×7.4×4.9×2.396)=30.6×103KN最大顶力5000KN＜R=30.6×103KN结论：说明后背承载力适合最大顶力，且安全有效。式中：R—总推力之反力（KN），5000KN；a—系数（取1.5—2.5之间），取2.0；Φ—内摩擦角，取20.0°；B—后背墙宽度，取6m；r—土的容重（KN/m3），取17.8；H—后背墙高度，取7.4m；Kp—被动土压系数[为tg²（45°+Φ/2）]C—土的内聚力（Kpa），取35；h—地面到后背墙顶部土体高度（m）,取7.4m。3.2.3、风量的计算：1）、按洞内同时工作的最多人数计算：Q=k×m×q式中：Q－所需风量，m3/min;k－风量备用常用系数，常取k=1.1～1.2m－洞内同时工作的最多人数q－洞内每人每分钟需要新鲜空气量，通常按3m3/min计算。现管内有两人工作，一人开挖，一人负责运余土，取k=1.1,m=2,则有Q=k×m×q=1.1×2×3=6.6m3/min2）、漏风计算Q供＝P×Q式中：Q－计算风量P－漏风系数采用Ф200PVC管，每百米漏风率一般可控制在2％以下。取P＝1.02，则Q供＝P×QPK第4页共4页＝6.6×1.02＝6.73m3/min取风量大于7000L/min离心鼓风机（或高压空气压缩机）作为通风设备则可以满足要求。