顶管推力计算公式辨析VIP免费

1B顶管顶力计算公式辨析1前言在顶管工程之前，为了顺利推动管道在土中前进，千斤顶的顶力需要克服顶进中的各种阻力（摩阻力、工具管前端端面阻力等），同时在顶进过程中还不断受到各种外界因素影响（纠偏、后背的位移等）所以准确的顶力计算不仅有利于合理确定千斤顶的数量和吨位，而且对于后背墙的的设计也是至关重要的。2计算公式的比较目前在顶管推力计算中有两类算法，一是在采用顶管施工时管道所处的土层为稳定土层且厚度较大时，作用于管道上的土压力仅是其上部分高度的土柱重，即考虑土拱效应。此土柱的高度一般按照普罗托季扬宽诺夫公式或太沙基公式即隧道土压力公式计算。管道顶部以上覆盖土层的厚度超过一定值时，作用于管道上的土压力计及此定值高度的土柱重。若土层为不稳定土层，则计算时不采用上述两个隧道土压力公式计算土压力，而是土压力按照覆盖层的全部厚度计算。值得指出的是按照全部厚度计算时得到的结果对具有稳定性土层而言结果偏大。下面分两类进行分析。2.1考虑土拱效应的理论公式1管子顶部垂直均布荷载的确定为了求出管周边的均布荷载。可以先求出管顶上方土方的垂直荷载与地面的动荷载，然后把两者加起来作为管周边的均布荷载。即：qWep(1)式中：We——管顶上方的土的垂直荷载（kPa）；p——地面的动荷载（kPa）W(2c)C；——土的容重eec——土的内聚力（kPa）；（m）Ce——土的太沙基荷载系数（土的有效高度）Be——管顶土的扰动宽度2K1Ce1ee2KBe(2)式中：K——土的太沙基侧向土压力系数（K=1）；——土的摩擦系数（tg）H——管顶以上覆土厚度；Be221sin(45)BB2(3)etcos(45)2式中：Bt——挖掘的直径（m）；BtBc0.1p2P(1i)B(a2Htg)(4)式中：P'——汽车单只后轮的荷载(P'100kN)；i——冲击系数B——车身宽度（m）；a——车轮接地宽度（m）——车轮分布角度（45o）冲击系数i取值见表1表1冲击系数表H（m）H≤1.51.5＜H＜6.5H≤6.5i0.50.65-0.1H02不同顶力计算公式A顶力计算公式1FFBqWu'BC'L(5)0cc式中：F——总推力（kN）；F0——初始推力（kN）；Bc——管外径（m）q——管周边均布荷载（kPa）；（u'tg）u'——管与土之间的摩擦系数C'——管与土之间的粘着力（kPa）；L——推进长度（m）在手掘式顶管中，初始推力F013.2BcN式中：N——标准贯入值将式（5）适当变换后得(6)FFBqu'LBC'LWu'L（7）0ccB顶力计算公式2在采用降水措施以后，挖掘面的土体稳定而且能自立，这时的手掘式顶管施工的推力可以用下述方法计算：FF0BcLW'L（8）式中：F——总推力(kN)；F0——初始推力(kN)；a3——管与土的摩擦系数（0.5~0.75）；Bc——管外径（m）——管与土之间的剪切应力（kPa）；L——推进长度（m）ca04W——每米管子的重力（kN/m）；'——管与土的摩擦系数（'tg）2'C'（9）q式中：——管周边的均布荷载（kPa）；（kPa）（10）C'——管与土之间的粘着力——管周边的荷载系数（1.0~1.5）；q——管子顶上的垂直均布荷载（kPa）初始推力F13.2BN'式中：N'——刃口贯入阻力系数；在普通粘性土中，N'1.0；在砂性土中，N'2.5，在硬土中N'3.0将式（9）、（10）代入（8）并适当变换位置后得：FF0Bq'LBC'LW'L（11）C顶力计算公式3在普通泥水顶管施工中，推力计算：FF0BcaL（12）式中：F——总推力(kN)；（m）F0——初始推力(kN)；Bc——管外径——管子与土之间的剪切摩阻力（kPa）；L——推进长度（m）初始推力F0(pepw2p)4Bc（13）式中：pe——挖掘面前土压力（pe150kPa）；pw——地下水的压力（kPa）p——附加压力（一般为20kPa）C'''式中：——管子法向土压力取值范围，可参见表q——管子顶上的垂直均布荷载（kPa）；数（'tg）2（14）'——管与土的摩擦系'qW(Bct)（15）5式中：W——每米管子的重力（kN/m）；t——管壁厚度（m）0cc6将式...