頂管計算書頂管計算書一、概況根據地質勘查結果，標高40.7～38.0m為雜填土，標高38.0～35.0m為粉質粘土，標高35.0～33.2m為粉砂，標高33.2～19.4m為卵石土，標高19.4～18.3m為強風化砂礫巖，標高18.3～15.6m為中風化砂礫巖。沿線多數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，內摩擦角，土的粘聚力，管與土的粘著力，標準貫入擊錘數，覆土深度，推進長度。二、推力的計算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》）；即初始推力為：；挖掘直徑：管頂土的撓動寬度：；土的摩擦系數：；土的太沙基荷載系數：管頂上方土的垂直荷載：；，沖擊系數；地面動荷載：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：；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，這個后座必須能完全承受油缸總推力P的反力。計算過程中，忽略鋼制后靠背而假設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：地質堪察資料給出各土層的物理力學特性如下表：層號土層名稱h(m)γ()C()(°)1雜填土2.718.725160.491.760.572-1粉質粘土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加權平均值18.99220.362.370.47表中，－層厚，－容重，－內聚力，－內摩擦角，－靜止土壓力系數，見下表取值，－被動土壓力系數（）；－主動土壓力系數參見《土質學與土力學（第三版）》1、后座井壁后部土體反力的計算后座土體反力沿頂進方向的集中力為：式中：R為工作井外徑，H為工作井總高度。2、井側壁摩阻力計算式中：為摩阻力比例系數（取0.4～07），圓形井側壁與土體接觸摩擦角；3、前壁主動土壓力計算4、最大土體反力及容許頂力計算根據整體受力平衡，圓形沉井容許的頂進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，一般取值1.2～1.6；可見頂管最大頂力只有7046.6KN，遠小于容許頂力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（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）；－被動土壓力系數（）；－土的內聚力（Kpa）；－地面到后座墻頂部的土體高度（m）；根據設計資料，上式中各種參數的取值如下：；；；其他參數如下：層號土層名稱h(m)γ()C()(°)2-1粉質粘土1.317.830151.702-2粉砂1.819.010202.042-3卵石土3.220.00353.69加權平均值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，一般取值1.2～1.6；可見頂管最大頂力只有7046.6KN，遠小于容許頂力12667KN，滿足要求。（四）、后座墻強度的驗算由于井壁后的土體穩定性滿足要求，即土體在推力的作用下產生的變形在容許范圍之內，后座墻的驗算只要計算后靠背（鋼板）后的混凝土強度。鋼板的大小為：；即作用在混凝土上的均布荷載為：；假設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：根據力的分配原則：；可得：，；，，；查雙向板計算系數表，可得彎矩系數如下：，；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：；；設計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，按按雙筋截面面驗算截面面受彎承載載力；1、參數：C30混凝土土，，，，，，，，，HRB級