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大直径多孔顶管施工相比单孔顶管对土体的扰动更加严重,造成更大的地面沉降。本文主要针对大直径多孔顶管的施工过程进行分析,旨在探讨顶管对周围土体的扰动机理以及带来的地面沉降等不良影响。具体研究内容和结论如下:
(1)介绍了施工中的土仓压力、地层损失、注浆压力和管道纠偏对土体造成的影响。总结了单孔顶管施工引起地面沉降的预测方法:Peck沉降公式、随机介质法、离心实验法和源汇法。介绍了并行顶管施工常用地面沉降计算方法:Peck修正公式、等效大圆模型、双圆叠加模型和随机介质理论模型。
(2)利用ABAQUS有限元软件建立了两孔并行顶管施工的三维模型,并具体介绍了各种材料参数的选取方法以及模型中各种条件的施加,分析了不同土仓压力下的地面沉降。数值计算得到的地面沉降曲线符合Peck沉降曲线。土仓压力取值在管道轴线处的静止土压力±20kPa内时,引起的地面沉降最小。
(3)首次考虑并行顶管同时施工时,由纵向间距的不同而引起的地面沉降问题,针对此问题给出了六种施工情况,并用数值模拟进行计算验证。当并行顶管同时施工时,随纵向间距的增加,并行顶管施工引起的地面沉降也逐渐增加。两顶管纵向无间距同时施工,即k=0L时,土体受力均匀,施工引起的地面沉降最小。后行顶管开始施工时会引起地面的急剧下沉。
(4)基于海口市美兰机场二期扩建场外排水项目中四孔并行顶管工程,研究了四孔顶管的施工顺序对最终地面沉降的影响,结合双圆叠加模型,对所得出的地面沉降曲线进行验证。四孔顶管在施工过程中,从左到右依次顶进引起的地面沉降最大,且最大值出现在顶管轴线连线的中点。间隔施工能减小相邻顶管施工造成的扰动从而减小地面沉降,但是最大值出现的位置会发生偏移。
(5)讨论了大直径四孔顶管周围土体的应力分布。管道周围土体出现明显的应力释放现象,在管道上下方的土体应力小于周围土体应力,管道之间的土体应力大于周围土体应力。
(1)介绍了施工中的土仓压力、地层损失、注浆压力和管道纠偏对土体造成的影响。总结了单孔顶管施工引起地面沉降的预测方法:Peck沉降公式、随机介质法、离心实验法和源汇法。介绍了并行顶管施工常用地面沉降计算方法:Peck修正公式、等效大圆模型、双圆叠加模型和随机介质理论模型。
(2)利用ABAQUS有限元软件建立了两孔并行顶管施工的三维模型,并具体介绍了各种材料参数的选取方法以及模型中各种条件的施加,分析了不同土仓压力下的地面沉降。数值计算得到的地面沉降曲线符合Peck沉降曲线。土仓压力取值在管道轴线处的静止土压力±20kPa内时,引起的地面沉降最小。
(3)首次考虑并行顶管同时施工时,由纵向间距的不同而引起的地面沉降问题,针对此问题给出了六种施工情况,并用数值模拟进行计算验证。当并行顶管同时施工时,随纵向间距的增加,并行顶管施工引起的地面沉降也逐渐增加。两顶管纵向无间距同时施工,即k=0L时,土体受力均匀,施工引起的地面沉降最小。后行顶管开始施工时会引起地面的急剧下沉。
(4)基于海口市美兰机场二期扩建场外排水项目中四孔并行顶管工程,研究了四孔顶管的施工顺序对最终地面沉降的影响,结合双圆叠加模型,对所得出的地面沉降曲线进行验证。四孔顶管在施工过程中,从左到右依次顶进引起的地面沉降最大,且最大值出现在顶管轴线连线的中点。间隔施工能减小相邻顶管施工造成的扰动从而减小地面沉降,但是最大值出现的位置会发生偏移。
(5)讨论了大直径四孔顶管周围土体的应力分布。管道周围土体出现明显的应力释放现象,在管道上下方的土体应力小于周围土体应力,管道之间的土体应力大于周围土体应力。