工程监理 摘要:顶管施工中管道四周受土体摩擦产生摩擦阻力,阻止管道前进。阻力的工程监理 大小受多种因素的工程监理 影响是比较复杂的,其中最大的因素是施工误差引起的管道轴线弯曲。管道轴线弯曲严重时可使摩阻力成倍增长。正是由于这一原因,引出了许多计算摩阻力的经验公式。但本文仅限于讨论理论公式,而且仅限于管轴线严格为直线状态下的摩阻力理论公式,即在排除由于管轴线弯曲所引起的附加摩阻力的前题下讨论管道摩阻力的理论公式,这时管道摩阻力的理论公式可以简化为平面问题,可以以管道的横断面为模型例出计算图式。 关键词:理论公式 摩阻力
一、规范公式存在的问题
管道摩阻力的理论公式在许多文章和手册中都曾经出现过,后来集中反映在GB 50268-97《给水排水管道工程施工及验收规范》中。规范的6.4.8条规定,顶管的顶力可按下式计算:
式中 P—计算的总顶力(kN);
γ—管道所处土层的重力密度(kN/m3);
D1—管道的外径(m);
H—管道顶部以上覆盖土层的厚度(m);
φ—管道所处土层的内摩擦角(°);
ω—管道单位长度的自重(kN/m),(笔者:应改为由自重产生的力);
L—管道的计算顶进长度(m);
f—顶进时,管道表面与其周围土层之间的摩擦系数;
PF—顶进时,工具管的迎面阻力(kN)。
仅就管道摩擦力而言,上述公式可以简化。设p为单位长度管道的摩阻力,则:
这一公式引用了摩擦力的基本理论:摩擦阻力等于正压力乘摩擦系数。摩擦系数f采用已有的成果,所以问题的讨论重点转移到正压力的计算上来,式中的tg2(45°-φ/2)是主动土压力系数,用K1来表示:K1=tg2(45°-φ/2),代入上式得:
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