r——土的容重
c——土的內聚力(kPa);
Be——管頂土的擾動寬度(m)
Ce——土的太沙基荷載系數(土的有效高度)
(9)
式中:K——土的太沙基側向土壓力系數(K=1); μ——土的摩擦系數( μ=tgφ)
(10)
式中:Bt——挖掘的直徑(m); Bt=Bc + 0.1
在一般的泥水平衡頂管所適應的土質中,根據經驗a與C′的取值可參見下表。
3 中繼間在頂進管道中的分布
為了留有足夠的頂力儲備,當頂力達到中繼間最大頂力的一半的時候就要放中繼間。
F=0.5F中 (11)
由式(1)、式(6)和式(11)可得出放第一個中繼間距離L1。
第一個中繼間工作后,主頂的頂力就只有第一個中繼間后面管道的摩阻力。
即 (12)
F’=0.5F中 (13)
由式(12)和式(13)可得第二個中繼間和往后的中繼間的位置L2。
4 工程實例計算分析
某工程砂性土根據標慣資料N平均值為7,依據《工程地質手冊》標貫值查得砂性土的內摩擦角為29°。砂性土的容重18kN/m3,土的內聚力為11kPa,土與管子的粘著力C’=0,覆土深度為5.5m,地下水位為5m;管外徑2400mm,壁厚20mm,每米管子的重力35.06kN/m,取a=1.0。計算無須考慮地面的動荷載。
Bt=Bc+0.1=2.4+0.1=2.5m
q=40.93kPa
Fo=(Pe+Pw+ΔP)πBc2 /4
=(200+50+20)×3.14×2.42/4=1220.832kN
=1220.832+38.65L1kN
F=0.5F中
即1220.832+38.65L1=0.5×11632
得第一個中繼間的距離是
L1=119m
由式(12)和(13)得第二個中繼間以后的間距為
L2=150m
施工過程中如果采用注漿減摩,頂力會相應變小,而中繼間的間隔也可以相應增加。
參考文獻
1.余彬泉 陳傳燦 頂管施工技術 人民交通出版社 1998.8
2.朱林海 安關峰 頂管頂力計算公式辨析