混凝土顶管顶力计算书
顶管顶力计算书
深圳市城市轨道交通14号线土建四工区坳背站DN800污水管顶管计算书编制：审核：审批：中铁五局集团有限公司深圳市城市轨道交通14号线工程施工总承包土建四工区项目经理部2019年6月1、顶进阻力估算污水管采用内径Φ800mm 、壁厚δ80mm 的C40钢筋砼管。
管道直线段最长为31m ，在两端设置一个接收井，则最大顶进距离不超过31m ，在此，顶进距离按31m 考虑。
管道顶力主要由两部分构成，一是前端刃角处的正面阻力，二是管壁外侧与土壤间的摩阻力。
由于前端刃角处已超前掏空，前端正面阻力实际上较小，甚至忽略不计，为保证顶进过程中顶力足够，在此，不考虑超前开挖导致的正面阻力减小。
由于超前开挖导致管顶与管壁间出现一定空隙（扩孔），因此，管壁阻力不采用与土层厚度有关的计算公式（采用与土层厚度有关的计算公式将导致估算阻力过度偏大）。
根据《给排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-2008）6.3.4条及《给水排水工程顶管技术规程》（CECS246：2008）12.4.1条，顶管顶进阻力估算公式如下：01K F =F D Lf N π+F =g N D t tR π-()其中，1K D Lf π为管壁外侧摩阻力，F N 为前端刃角正面阻力。
式中，0F ——顶管总阻力标准值，t ；1D ——顶管外径，取0.96m ；L ——管道设计顶进长度，取31m ；g D ——工具管外径，取0.96m ；t ——工具管切土刃口壁厚，取0.1m ；K f ——管道外壁与土的单位面积摩阻力，t/㎡。
与管道的埋设深度、土质、地下水位等因素有关，估算本工程的综合摩擦力系数2/8M KN f k = R ——顶管刃角正面最大压强，t/㎡。
与土层密实度、土层含水量、地下水位状况有关。
本工程管道处地质主要为粘土层，估算顶管前端正面压强约为30～50t/㎡（即0.3～0.5MPa ），这里按2=50t /m R 取值。
因此，求得顶管总阻力为：01K F =F D Lf N π+=3.14*0.96*31*8+3.14*(0.96-0.1)*0.1*500=747.5712+135.02=882.59KN=88.3t 。
顶管顶力计算
总顶力标准值
管道外径
管道设计顶进长度 管道外壁和土的平均摩阻
力 顶管机的迎面阻力
3414
KN m m kN/m2 kN
计算公式 F0 D1Lf k NF
式中： F0 D1 L fk NF
总顶力标准值 管道外径
管道设计顶进长度 管道外壁和土的平均摩阻力
顶管机的迎面阻力
11623
KN m m kN/m2 kN
Φ3 0.85 γQd
Φ5 0.79 1.3
39387657
N 0.9 1.05 0.85 0.79 pa mm2 1.3
fc 32.4
Fde= 39387.66 KN
= 3938.77 t
顶力计算 钢筋混凝土管(d=3000mm)
计算公式 F0 D1Lf k NF
式中： F0 D1 L fk NF
11
183
F0
11622.77 KN = 1162.28 t
顶管机迎面阻力计算
钢筋混凝土管(d=3000mm)
计算公式
NF
4
Dg2 g H g
式中： NF Dg γg Hg
顶管机的迎面阻力 顶管机外径 土的重度 覆土层厚度
183.12
kN m kN/m3 m
基本数值
Dg 1.98
γg
Hg
1.8
11.37
材料脆性系数
混凝土强度标准调整系数
混凝土受压强度设计值
管道的最小有效传力面积
顶力分享系数
Φ3 0.85 γQd KN =
Φ5 0.79 1.3
1191 t
N 0.9 1.05 0.85 0.79 pa mm2 1.3
fc 32.4
顶管施工工艺顶力及后背计算
顶管施工工艺顶力及后背计算：1、顶力计算D=1000mm泥水平衡机械顶管顶力计算（1）顶力计算π=F+NfLfkDF--顶进阻力(KN)D0--顶管外径(m),按线路管径D=1200mm，取D0＝1.22 mL—管道设计最大顶进长度(m)，150mfk—管道外壁与土的单位面积平均摩阻力(KN/㎡)经验值fk=6KN/㎡NF--顶管机的迎面阻力(KN)，查表得：NF=π∕4Dg2P式中 H0—管道覆土厚度，取最大值5mγ—土的湿密度，取18KN/m3解得：NF=（3.14/4）×1.222×5×18=105.2KN则：F=3.14×1.22×150×6+105.2KN =3552.92KN即F=355.292t根据以上计算需要两支（型号）200t顶镐。
根据总顶力计算出顶力为3552.92kN，实际施工过程中选用的顶镐设备为2台200吨的顶镐，能够提供4000kN的顶力，根据现场情况与实际施工经验，采取注浆、涂蜡等减阻措施，可以不使用中继间，能够满足顶力的要求。
1.1.1.12、后背安全系数的核算：根据顶力计算取D=1200进行后背核算根据管道直径选择墙宽2.6m，高2.4m，墙厚0.8m，内衬Φ14@150双层钢筋网片，网片生根于底板钢筋，外侧以预制钢后背为模板，两侧支模，内浇混凝土，混凝土强度采用C30。
后背面积计算：F=V×n/Kp×r×hV：主顶推力n: 安全系数，取n≥1.5Kp ：被动土压力系数，取2r：土的重度，取19h：工作井深度F：后背面积F=3552.9×1.5/2×19×6=30.93后背墙的核算按右公式计算F≥P/[σ]；F—混凝土后背面积P—计算顶力5877.21KN[σ]—混凝土允许承载力1000 KN/m2F=P/[σ]= 5877.2÷1000≈5.88m2取安全系数2，（P/[σ]）’=11.76m2实际施工时采用9*4=36 m2〉30.96 m2 >11.76 能够保证安全由此计算出实际顶进坑的后背可以承受顶推力的作用，能够安全施工。
顶管计算书
顶管计算书一、顶管顶力计算根据《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268中采用公式Fp=πD0Lfk+NF式中Fp---计算的总顶进阻力（KN）D0管道外径（m）L顶进长度（m）fk管道外壁与土的单位面积平均阻力（KN/m2）NF 顶管机的迎面阻力NF=лDg2HS/4：土的容重（KN/m3）取19.5 KN/m3HS 覆盖土层厚度（m）Dg顶管机外径（m）将顶进222m，管道外径2.2m，顶管机外径2.2m，fk 取5KN/m2，带入上述公式计算Fp=3.1415*2.2*222*5+3.1415*2.2*19.5*14.1/4=8146.6KN 因此总推力大于9000KN，即大于900t可满足顶管施工。
二、顶管后背墙稳定性计算1、后背墙要求：4.5m×4.5m×0.6m（采用钢筋混凝土）；2、后背铁要求：4.5m×3.5m×0.2m（采用箱式结构）。
工作井后背的受力分析分析见图工作井后背受力分析图反力R应为总推力P的1.2～1.6倍,确保安全R=B(γH2KP/2+2cH KP1/2+γhH KP)式中：R：总推力之反力（KN）α：系数（取1.5～2.5之间）取1.5B：后座墙的宽度取4.5米γ：土的容重（KN/m3）取20.5 KN/m3H：后座墙的高度（米）取5米KP：被动土压系数为 tg2(45︒+φ/2) φ取26︒c：土的内聚力（KPa）取24 KPah：地面到后座墙顶部土体的高度（m）取4.5米代入得：R =αB(γH2KP/2+2cH KP1/2+γhH KP)=1.5⨯5⨯[20.5⨯4.52tg2(45︒+26︒/2)/2+2⨯24⨯4.5⨯tg(45︒+26︒/2)+20.5⨯4.5⨯5⨯tg2 (45︒+26︒/2) ]=7.5⨯(532+345+1063)=14550KN4口250T油缸总顶力10000 KNR/P=14550/10000=1.455可确保安全工作井后背以钢筋混凝土浇筑墙体为后背墙，底板施工中应预留钢筋，后背墙钢筋与预留钢筋连接，与底板形成整体。
顶管计算书(混凝土管)
顶管计算书（混凝土管）一、设计条件计算为不开槽顶管施工为检查井W152至W155段管，基本参数如下：内径D0=1.00m管壁厚度t=0.10m选用等级：Ⅲ级γ1=1.20γ2=1.27支撑角2a=120°覆土深度H S=3.60m 管内水重力密度γw=10kN/m3K aμ=0.11 参照CECS 246：2008的6.2.1取钢筋混凝土管重力密度γc=26kN/m3K0=0.50管底土层内摩擦角ψ=30°覆土平均重力密度γs=18kN/m3C=0.0kPa二、荷载计算1、永久作用1.1管自重：管自重标准值:G0k=γcπ(D0+t)t=9.0kN/m设计值:G0=γ1G0k=10.8kN/m1.2管内水重：管内水重标准值:G wk=γwπ(D0/2)2=7.9kN/m设计值:G w=γ2G wk=10.0kN/m1.3管顶土压力：H S/D1=H S/(D0+2t)=3.00c je=0.73竖向土压力标准值:F SV,k=C jeγs H s D1=56.8kN/m设计值:F sv=γ2F sv,k=72.1kN/m1.3管侧土压力：标准值:F ep,k=K0(F sv,k/D1+γs+D1/2)=33.0kN/mp ep,k=F rp,k D1=39.5kN/m2、可变作用2.1地面堆积荷载：q mk=10kN/m2q mk D1=12kN/m设计傎q m D1=16.8kN/m三、圆管内力分析管底弯矩最大时，地基土支撑角取2a=120°-30°=90°查表得：k m0=0.123k mw=0.123k mv=0.178k mp=-0.1253.1满水时：M A=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0+k mw G w+k mv(F sv+q m D1)+k mp p ep,k]/2==14.8kN/mM A,k=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0k+k mw G wk+k mv(F sv,k+q mk D1)+k mp p ep,k]/2==11.2kN/m3.2空水时：M A=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0+k mv(F sv+q m D1)+k mp p ep,k]/2==13.4kN/mM A,k=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0k+k mv(F sv,k+q mk D1)+k mp p ep,k]/2==10.1kN/m3.3计算取值：M A=14.8kN/m M A,k=11.2kN/m四、核定圆管的荷载查表知，预制钢筋混凝土管的破坏荷载为:179kN/mp=2M A/0.318(D0+t)=84kN/m<197kN/m，满足要求。
顶管顶力计算书
顶管顶力计算书计算：聂石宇（中铁九局铁路工程处）混凝土管的口径D=1800 mm ,壁厚t=150 mm ,管外径B C =2.1 m ,每米管的重力W=18.63 KN /m ,土的容重γ=18 KN / m 3 ，内摩擦角 Ф=15º，土的内聚力C= 10 Kpa ,管与土的粘着力C ′= 10 Kpa , 标准贯入数 N = 4 ,复土深度H = 6 m ，顶程L = 30 m 。
1、 总顶力为初始顶力与各种阻力之和F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] LF — 总顶力 （ KN ） F 0 — 初始顶力 B C — 管外径 q — 管周边均布载荷 （ Kpa ） μ′— 管与土之间的摩擦系数2、初始顶力 F 0 = 13.2πB C N=13.2×3.1415926×2.1×4=348.34（ KN ）3、挖掘直径 B t = B C + 0.1 =2.1 +0.1 = 2.2 m4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )245cos(245sin(1Φ-︒Φ-︒+）] =2.2×(79.061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15º= 0.2686、土的太沙基载荷系数Ce = )21BeK μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ⨯120.01[1-0.487] = 4.275 m7、管顶上方土的垂直载荷W e = ( γ- Be C 2 ) Ce = (18- 48.4102⨯)×4.725 = 57.87 (Kpa ) 8、冲击系数 i = 0.65 – 0.1H = 0.65 – 0.6 = 0.059、地面的动载荷 p = )2()1('2θHtg a B i p ++ = 55.33210)45622.0(75.2)05.01(10020=⨯⨯+⨯+⨯⨯tg = 6.25 Kpa 10、管周边的均布载荷 q = We + p = 57.87 + 6.25 = 64.12 Kpa11、管与土之间的摩擦系数 μ¹= tg 2Φ =tg 2150= 0.132 12、总顶力F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L= 348.34 + [ （3.1415926×2.1×64.12+18.63）×0.132 +3.1415926×2.1×10] ×30 = 4076.44 KN= 407.65 吨 （力）使用2个400 T 千斤顶 按70%效率计算T = 400 T ×2×70% = 560 吨 （力）因此 T > F =407.65 吨 （力）所以千斤顶配置满足要求。
顶管计算书.doc
目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、 1000 直径管涵顶力计算 (1)三、1200 直径管涵顶力计算 ( 参数取值采用1000 直径管涵顶力计算) (3)第二章工作井及接收井计算 (4)一、设计条件 (4)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (5)三、抗浮验算 (10)四、地基承载力验算 (11)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1. 国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008）。
1.2. 工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深 3.028 ～7.426 米。
1.3 钢筋及砼强度等级取值：（1）钢筋HPB300级钢筋强度设计值2 fy=fy ′=270N/ mmHRB400级钢筋强度设计值2 fy=fy ′=360N/ mm2（2）三级混凝土管 fc=23.1N/ mm1.4 本工程地下水埋深为0.3 ～4.5m。
二、 1000 直径管涵顶力计算2.1. 推力计算管径 D1=1.0m综合摩擦阻力根据取 f k=6 kPa管外周长S=3.14d=3.14 ×1.2= 3.768m 顶入管总长度 L=70m管壁厚t=0.1m 土的重度s18kN / m 3管道覆土层厚度 Hs=3.2m顶管机迎面阻力 N F D g2 s Hs3.141.22 18 3.2 65.1kN4 4管线总顶力计算 : F0 π D1Lf k N F=3.14×1.2×70×6+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:F dk 0.5 1 2 3 f c A p 0.5 0.9 1.05 0.85 23.1 3.14 (12002 10002 )Qd 51.3 0.79 43120215.6N 3120.2kNF0 1.3 1647.66 1.3 2141.958kN ＜ F dk3120.2kN满足要求三、 1200 直径管涵顶力计算 ( 参数取值采用 1000 直径管涵顶力计算 )3.1. 推力计算管径 D1=1.2m综合摩擦阻力 f k=6 kPa管外周长S=3.14D=3.14 ×1.44= 4.5216m顶入管总长度 L=85m 管壁厚 t=0.12m土的重度s 18kN / m 3管道覆土层厚度 Hs=7.426m顶管机迎面阻力 N F D g2 s Hs3.141.442 18 7.426 217.58kN4 4管线总顶力计算 : F0 π D1 Lf k N F=3.14×1.44×85×6+217.58= 2523.596kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:Fdk 0.5123 f c A p 0.5 0.9 1.05 0.85 23.1 3.14(14402 12002 )Qd 51.3 0.79 4 4493110.5N 4493.11kNF0 1.3 2523.596 1.3 3280.68kN ＜ F dk 4493.11kN 满足要求第二章工作井及接收井计算一、设计条件1.1 工程概况本计算书为肇庆市端州区蓝带公司污水管网建设工程顶管工作井、接收井结构设计，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先进行四周外侧及井底的水泥搅拌桩施工 , 桩身达到设计强度后 , 再开挖基坑施工护壁成井。
顶管施工计算书
顶管施工计算书计算依据：1、《顶管施工技术及验收规范》2、《给水排水工程顶管技术规程》CECS246-20083、《混凝土结构设计规范》GB50010-20105、《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008一、基本参数工作坑后座墙示意图二、土层参数土的重度γ(kN/m3) 19 土的内聚力c(kPa) 40土的内摩擦角φ(°) 30 被动土压力系数K p 3F=K pγH1B(h5+2H+h6)/(2η)=3×19×10.44×3×(5+2×3+1)/(2×1.5)=7140.96 kN三、管道参数管材类型混凝土管道管道尺寸(mm)：【外径DX壁厚t】1000X250 管道最小有效传力面积A(m2) 1.8 顶力分项系数γd 1.3管材受压强度折减系数φ1 0.9 偏心受压强度提高系数φ2 1.05管材脆性系数φ3 0.85 混凝土强度标准调整系数φ5 0.79管材受压强度设计值fc(N/mm2) 14.3管道管道许用顶力：[Fr]=0.5φ1φ2φ3f c A/(φ5γd)=0.5×0.9×1.05×0.85×14.3×1800/(0.79×1.3)=10066.044KN四、主顶工作井顶进井布置设置中继间主顶工作井千斤顶吨位Pz(kN) 2000主顶工作井千斤顶个数n z 4 主顶工作井千斤顶液压作用效率系数ηh0.7管道外壁与土的平均摩擦力fk(kN/m2) 5 挤压阻力R(kN/m2) 400f总顶力：P=πDLf k+N f=3.14×1×170×5+562.688=3231.688KN主顶工作井的千斤顶顶推能力：Tz=ηh n z P z=0.7×4×2000=5600KN五、中继间中继间平均周长C(mm) 4200 中继间千斤顶液压作用效率系数ηh0.8第N个中继间到顶管机端部距离S i(m) 中继间净距L i(m) 千斤顶吨位P i(kN)单个油缸的作用面积A i(mm2)千斤顶台数n1 20 20 800 50000 102 50 30 850 50000 10J1i k f=3.14×1×20×5+562.688=876.688 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×800=6400 kNP J1=876.688 kN ≤T=6400 kNP J1=876.688 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J1/(nηh A i)=876.688/(10×0.8×0.05)=2191.72 kPa千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm第2个中继间顶推力：P J2=πDL i f k=3.14×1×30×5=471 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×850=6800 kNP J2=471 kN ≤T=6800 kNP J2=471 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J2/(nηh A i)=471/(10×0.8×0.05)=1177.5 kPa 千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm第3个中继间顶推力：P J3=πDL i f k=3.14×1×40×5=628 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×900=7200 kNP J3=628 kN ≤T=7200 kNP J3=628 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J3/(nηh A i)=628/(10×0.8×0.05)=1570 kPa千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm第4个中继间顶推力：P J4=πDL i f k=3.14×1×50×5=785 kN千斤顶顶推能力：T=ηh nP i=0.8×10×950=7600 kNP J4=785 kN ≤T=7600 kNP J4=785 kN ≤[Fr]=10066.044 kN满足要求！中继间安全阀的最大压力：maxP1= P J4/(nηh A i)=785/(10×0.8×0.05)=1962.5 kPa 千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm主顶工作井顶推力：P=max{ P J1，P J2，P J3，P J4，πD*(L-S N)f k }=max{ 876.688，471，628，785，3.14×1×30×5 }=876.688 kNP =876.688 kN≤T z =5600 kNP =876.688 kN≤[F r] =10066.044 kN满足要求！六、注浆压力计算h0=D(1+tan(45°-φ/2))/(2tanφ)=1×(1+tan(45°-30°/2))/(2×tan30°)=1.366 mPA=γw H z1+γh0=10×0.005+19×1.366=26.004 kPa七、导轨间距112200+50)×( 200-50))0.5+150=864 mm。
顶管施工计算书
管道最小有效传力面积A(m2)
1.8
顶力分项系数γd
1.3
管材受压强度折减系数φ1
0.9
偏心受压强度提高系数φ2
1.05
管材脆性系数φ3
0.85
混凝土强度标准调整系数φ5
0.79
管材受压强度设计值fc(N/mm2)
14.3
管道
管道许用顶力：[Fr]=0.5φ1φ2φ3fcA/(φ5γd)=0.5×0.9×1.05×0.85×14.3×1800/(0.79×1.3)=10066.044KN
PJ4=785 kN ≤T=7600 kN
PJ4=785 kN ≤[Fr]=10066.044 kN
满足要求！
中继间安全阀的最大压力：maxP1= PJ4/(nηhAi)=785/(10×0.8×0.05)=1962.5 kPa
千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm
主顶工作井顶推力：P=max{ PJ1，PJ2，PJ3，PJ4，πD*(L-SN)fk}=max{ 876.688，471，628，785，3.14×1×30×5 }=876.688 kN
千斤顶布设间距：l=C/n=4200/10=420 mm
第3个中继间顶推力：PJ3=πDLifk
=3.14×1×40×5=628 kN
千斤顶顶推能力：T=ηhnPi=0.8×10×900=7200 kN
PJ3=628 kN ≤T=7200 kN
PJ3=628 kN ≤[Fr]=10066.044 kN
PJ1=876.688 kN ≤T=6400 kN
PJ1=876.688 kN ≤[Fr]=10066.044 kN
满足要求！
中继间安全阀的最大压力：maxP1= PJ1/(nηhAi)=876.688/(10×0.8×0.05)=2191.72 kPa
顶管顶力计算
二、顶管顶力计算（1）顶管总顶力和传力面允许最大顶力计算D600钢筋混凝土排水管，混凝土强度C50，内径=600mm ，外径D=720mm ，壁厚60mm 顶入管总长度L=58+45=103m ，土的重度3s =19kN/m γ，管道覆土层厚度Hs=5.5m综合摩擦阻力 4kPa k f =（触变泥浆减阻，参《给水排水工程顶管技术规程》表12.6.14） 管道的总顶力估算：0k F F DLf N π=+（公式参《给水排水工程顶管技术规程》12.4.1条） 顶管机迎面阻力223s s 3.14=D H =0.7219 5.5=42.5kN/m 44F N πγ⨯⨯⨯（选用泥水平衡式） 管线总顶力计算：30 3.140.72103442.5973.9kN/m k F F DLf N π=+=⨯⨯⨯+=钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算：（公式参《给水排水工程顶管技术规程》8.1.3条） ()22123de c p d 500.9 1.050.85 3.140.50.523.17206001.30.7941123087N 1123kN Q F f A F φφφλφ⨯⨯==⨯⨯⨯⨯-⨯==≥满足要求。
（2）工作井后背土体稳定验算土的内摩擦角：=12φ；土的重度3s =19kN/m γ；编号W A48工作井沉井入土深度：H=8.58m 地下水位埋深：w z =1.6m ；地下水位以下土的有效重度：3s =9kN/m γ'根据《给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程CECS137：2015》6.2.8条：土压力合力至刃脚底的距离：H /3 2.86m p h == 顶管力到刃脚底的距离： 2.2 1.1 3.30m f h =+=考虑顶管力与土压力合力作用点可能不一致的折减系数： ()()p =/ 3.3 3.3 2.86/3.30.86f f f h h h h ξ--=--= 主动土压力系数：20tan 450.662K αφ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭被动土压力系数：20p tan 45 1.522K φ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭刃脚底部主动土压力标准值： ()()ep,k F 0.6619 1.698.58 1.661.52m s w s w K z z z αγγ⎡⎤'=⋅+⋅-=⨯⨯+⨯-=⎡⎤⎣⎦⎣⎦沉井前方主动土压力合力标准值：ep k ep k 11E r 3.14 4.48.5861.521823.1kN 44HF π==⨯⨯⨯⨯=,, 刃脚底部被动土压力标准值：()()p,k p F 1.5219 1.698.58 1.6141.70m s w s w K z z z γγ⎡⎤'=⋅+⋅-=⨯⨯+⨯-=⎡⎤⎣⎦⎣⎦沉井后方被动土压力合力标准值：pk pk 11E r 3.14 4.48.58141.704199.3kN 44HF π==⨯⨯⨯⨯= 顶管力标准值：()()tk pk ep,k 0.80.860.84199.31823.11321kN P E E ξ=-=⨯⨯-= 综上计算得出结论，顶管限制值取110吨。
顶管计算书(精编文档).doc
【最新整理，下载后即可编辑】目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、1000直径管涵顶力计算 (1)三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) (4)第二章工作井及接收井计算 (5)一、设计条件 (5)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (7)三、抗浮验算 (12)四、地基承载力验算 (13)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1.国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范GB50268-2008）。
1.2.工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3.028～7.426米。
1.3钢筋及砼强度等级取值：（1）钢筋HPB300级钢筋强度设计值fy=fy′=270N/ mm2HRB400级钢筋强度设计值fy=fy′=360N/ mm2（2）三级混凝土管fc=23.1N/ mm21.4本工程地下水埋深为0.3～4.5m。
二、1000直径管涵顶力计算2.1.推力计算管径D=1.0m1综合摩擦阻力根据取 f k =6 kPa管外周长 S=3.14d=3.14×1.2= 3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m 土的重度3sm /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×6+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφkN 2.3120F 2141.958kN 3.11647.663.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算)3.1.推力计算 管径D 1=1.2m 综合摩擦阻力 f k =6 kPa管外周长 S=3.14D=3.14×1.44= 4.5216m 顶入管总长度L=85m 管壁厚t=0.12m 土的重度3sm /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=7.426m 顶管机迎面阻力217.58kN 426.71844.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.44×85×6+217.58=2523.596kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 11.44934493110.5N )12001440(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφ kN 11.4493F 3280.68kN 3.1596.25233.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求第二章 工作井及接收井计算一、设计条件 1.1工程概况本计算书为肇庆市端州区蓝带公司污水管网建设工程顶管工作井、接收井结构设计，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先进行四周外侧及井底的水泥搅拌桩施工,桩身达到设计强度后,再开挖基坑施工护壁成井。
顶管计算书
目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、1000直径管涵顶力计算 (1)三、1200直径管涵顶力计算（参数取值采用1000直径管涵顶力计算） (3)第二章工作井及接收井计算 (4)一、设计条件 (4)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (5)三、抗浮验算 (10)四、地基承载力验算 (11)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章 顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1.国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008）。
1.2。
工程性质为管线构筑物,兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3。
028～7。
426米。
1。
3钢筋及砼强度等级取值： （1） 钢筋HPB300级钢筋强度设计值fy=fy ′=270N/ mm 2 HRB400级钢筋强度设计值fy=fy ′=360N/ mm 2 （2） 三级混凝土管fc=23.1N/ mm 2 1.4本工程地下水埋深为0。
3～4。
5m 。
二、1000直径管涵顶力计算 2。
1。
推力计算 管径D 1=1。
0m 综合摩擦阻力根据取 f k =6 kPa管外周长 S=3。
14d=3.14×1。
2= 3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0。
1m 土的重度3s m /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算：F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×6+65。
1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφkN 2.3120F 2141.958kN 3.11647.663.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求三、1200直径管涵顶力计算（参数取值采用1000直径管涵顶力计算） 3。
顶管计算书(混凝土管)
顶管计算书（混凝土管）一、设计条件计算为不开槽顶管施工为检查井W152至W155段管，基本参数如下：内径D0=1.00m管壁厚度t=0.10m选用等级：Ⅲ级γ1=1.20γ2=1.27支撑角2a=120°覆土深度H S=3.60m 管内水重力密度γw=10kN/m3K aμ=0.11 参照CECS 246：2008的6.2.1取钢筋混凝土管重力密度γc=26kN/m3K0=0.50管底土层内摩擦角ψ=30°覆土平均重力密度γs=18kN/m3C=0.0kPa二、荷载计算1、永久作用1.1管自重：管自重标准值:G0k=γcπ(D0+t)t=9.0kN/m设计值:G0=γ1G0k=10.8kN/m1.2管内水重：管内水重标准值:G wk=γwπ(D0/2)2=7.9kN/m设计值:G w=γ2G wk=10.0kN/m1.3管顶土压力：H S/D1=H S/(D0+2t)=3.00c je=0.73竖向土压力标准值:F SV,k=C jeγs H s D1=56.8kN/m设计值:F sv=γ2F sv,k=72.1kN/m1.3管侧土压力：标准值:F ep,k=K0(F sv,k/D1+γs+D1/2)=33.0kN/mp ep,k=F rp,k D1=39.5kN/m2、可变作用2.1地面堆积荷载：q mk=10kN/m2q mk D1=12kN/m设计傎q m D1=16.8kN/m三、圆管内力分析管底弯矩最大时，地基土支撑角取2a=120°-30°=90°查表得：k m0=0.123k mw=0.123k mv=0.178k mp=-0.1253.1满水时：M A=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0+k mw G w+k mv(F sv+q m D1)+k mp p ep,k]/2==14.8kN/mM A,k=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0k+k mw G wk+k mv(F sv,k+q mk D1)+k mp p ep,k]/2==11.2kN/m3.2空水时：M A=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0+k mv(F sv+q m D1)+k mp p ep,k]/2==13.4kN/mM A,k=∑k mi p iγc=(D0+t)[k mo G0k+k mv(F sv,k+q mk D1)+k mp p ep,k]/2==10.1kN/m3.3计算取值：M A=14.8kN/m M A,k=11.2kN/m四、核定圆管的荷载查表知，预制钢筋混凝土管的破坏荷载为:179kN/mp=2M A/0.318(D0+t)=84kN/m<197kN/m，满足要求。
顶管计算书
顶管计算书目录顶管顶力、工作井及接收井计算书 (1)第一章顶管顶力计算书 (1)一、结构计算依据 (1)二、1000直径管涵顶力计算 (1)三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) (3)第二章工作井及接收井计算 (4)一、设计条件 (4)二、井壁水平框架的内力计算及结构配筋计算 (5)三、抗浮验算 (10)四、地基承载力验算 (11)顶管顶力、工作井及接收井计算书第一章 顶管顶力计算书一、结构计算依据1.1.国家现行的建筑结构设计规范、规程行业标准以及广东省及肇庆市建筑行业强制性标准规范、规程（给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268-2008）。
1.2.工程性质为管线构筑物，兴建地点肇庆市端州区城西，管道埋深3.028～7.426米。
1.3钢筋及砼强度等级取值： （1） 钢筋HPB300级钢筋强度设计值fy=fy ′=270N/ mm 2 HRB400级钢筋强度设计值fy=fy ′=360N/ mm 2 （2） 三级混凝土管fc=23.1N/ mm 2 1.4本工程地下水埋深为0.3～4.5m 。
二、1000直径管涵顶力计算 2.1.推力计算 管径D 1=1.0m 综合摩擦阻力根据取 f k=6 kPa管外周长 S=3.14d=3.14×1.2=3.768m 顶入管总长度L=70m 管壁厚t=0.1m 土的重度3s m /kN 18=γ管道覆土层厚度Hs=3.2m 顶管机迎面阻力65.1kN 2.3182.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.2×70×6+65.1=1647.66kN钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 2.31203120215.6N )10001200(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφkN 2.3120F 2141.958kN 3.11647.663.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求三、1200直径管涵顶力计算(参数取值采用1000直径管涵顶力计算) 3.1.推力计算 管径D 1=1.2m 综合摩擦阻力 f k =6 kPa管外周长 S=3.14D=3.14×1.44=4.5216m 顶入管总长度L=85m 管壁厚t=0.12m 土的重度3s m /kN 18=γ 管道覆土层厚度Hs=7.426m 顶管机迎面阻力217.58kN 426.71844.1414.342s s 2g =⨯⨯⨯==H D N F γπ管线总顶力计算:F k 10f N L D F +=π=3.14×1.44×85×6+217.58=2523.596kN 钢筋混凝土管顶管传力面允许最大顶力计算:NA f F p c Qd dk k 11.44934493110.5N )12001440(414.31.2379.03.185.005.19.05.05.0225321==-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==φλφφφ kN 11.4493F 3280.68kN 3.1596.25233.1dk 0==⨯=⨯＜F满足要求第二章 工作井及接收井计算一、设计条件 1.1工程概况本计算书为肇庆市端州区蓝带公司污水管网建设工程顶管工作井、接收井结构设计，工作井、接收井施工方法采用逆作法，即先进行四周外侧及井底的水泥搅拌桩施工,桩身达到设计强度后,再开挖基坑施工护壁成井。
顶力计算
3.2、人工顶管施工本工程顶进距离在87米，使用2000mm III 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： F 0=πD 1Lf k +N F 。
（式12.4.1）式中：F 0——总顶力标准值；D 1——管道外径，2.40m ；L ——管道顶进长度，取90（m ）；f k ——管道外壁与土的平均摩阻力（KN/m 2）,根据表12.6.14取8.0kN/m 2。
N F ——顶管机的迎面阻力。
F 0=πD 1Lf k +N F =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F 0＝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：F dc ——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；f c ——混凝土受压强度设计值（N/mm 2），取50；Ap ——管道的最小有效传力面积（mm 2），计算得0.456×106；γQd ——顶力分项系数，可取1.3。
计算得，F dc =8880kN 。
管道允许顶力F dc =8880kN ＞最大顶力5000kN 。
p c d Q dc A f F 5321φγφφφ5.0=中继间数量估算：n= （式12.4.4） 式中 n ——中继间数量（取整数）；f 0——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。
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顶管顶力计算书
混凝土管的口径D=1800 mm ,壁厚t=150 mm ,管外径B C =2.1 m ,
每米管的重力W=18.63 KN /m ,土的容重γ=18 KN / m 3 ，内摩擦角 Ф=15º，土的内聚力C= 10 Kpa ,管与土的粘着力C ′= 10 Kpa , 标准贯入数 N = 4 ,复土深度H = 6 m ，顶程L = 30 m 。
1、 总顶力为初始顶力与各种阻力之和
F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L
F — 总顶力 （ KN ） F 0 — 初始顶力 B C — 管外径
q — 管周边均布载荷 （ Kpa ） μ′— 管与土之间的摩擦系数
2、初始顶力 F 0 = 13.2πB C N
=13.2×3.1415926×2.1×4 =348.34（ KN ）
3、挖掘直径 B t = B C + 0.1 =2.1 +0.1 = 2.2 m
4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )2
45cos(245sin(1Φ-︒Φ-︒+）] =2.2×(79
.061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15º= 0.268
6、土的太沙基载荷系数
Ce = )21Be
K μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ⨯120.01[1-0.487] = 4.275 m
7、管顶上方土的垂直载荷
W e = ( γ- Be C 2 ) Ce = (18- 48
.4102⨯)×4.725 = 57.87 (Kpa ) 8、冲击系数 i = 0.65 – 0.1H = 0.65 – 0.6 = 0.05
9、地面的动载荷 p = )2()1('2θHtg a B i p ++ = 55
.33210)45622.0(75.2)05.01(10020=⨯⨯+⨯+⨯⨯tg = 6.25 Kpa 10、管周边的均布载荷 q = We + p = 57.87 + 6.25 = 64.12 Kpa
11、管与土之间的摩擦系数 μ¹= tg 2
Φ =tg 2150= 0.132 12、总顶力
F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L
= 348.34 + [ （3.1415926×2.1×64.12+18.63）×
0.132 + 3.1415926×2.1×10] ×30 = 4076.44 KN
= 407.65 吨 （力） 使用2个400 T 千斤顶 按70%效率计算
T = 400 T ×2×70% = 560 吨 （力） 因此 T > F =407.65 吨 （力）
所以千斤顶配置满足要求。