《沙土层顶管施工操作工艺及关键控制技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沙土层顶管施工操作工艺及关键控制技术（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毛飘鹏 ( 浙江天瑞建设工程有限公司 )摘 要 ：结 合 多 年 的 实 践 工 作 经 验 ， 笔 者 首 先 分 析 了 当 前 手 掘 式 工 具 管 砂土层顶管法施工存在的技术问题， 随后探讨了开敞式手掘式工具管 砂 土 层 顶 管法施工操作工艺及关键控制技术 。关 键 词 ：砂土层 开敞式顶管法 关键技术0 引 言手 掘 式 工 具 管 由 于 其 正 面 敞 胸 ， 人 工 开 挖 ， 操 作 方 便 的 优 点 ， 从 顶管初期一直使用到现在 ， 但是 ， 采用手掘式工具管顶管法施工对地质 条 件 有 一 定 的 要 求 ， 它 特 别 适 用 于 在 壤 土 ， 砂 壤 土 、
2、 粘 土 和 泥 灰 等粘 性 土 层 ， 而 对 流 砂 、 淤 泥 、 沼 泽 地 来 说 ， 顶 管 法 施 工 受 到 一 定 的 限 制 ， 特别是在砂土层中 。 结合多年的实践经验 ， 笔者就沙土层顶管施 工操作工艺及关键控制技术 ， 谈谈自己的一些心得体会 。1 当 前 手 掘 式 工 具 管 砂 土 层 顶 管 法 施 工 存 在 的 技 术 问 题1.1 后靠土体稳定性差 由于砂 土 层 中 砂 体 自 稳 性 能 很 差 ， 一 方 面工作井的形成较难，再加之顶管所需要的总推力要通过后背 墙 传 递给后靠土体 ， 而后靠土体属于无粘性的松散砂土 ， 往往会引起后靠 土体的滑
3、动和坍塌产生大幅度位移 ， 使后靠土体缺乏稳定性 ， 导致顶管工作井无法形成 。1.2 进 出 洞 土 体 不 能 满 足 工 具 管 进 出 洞 要 求 砂 土 层 顶 管 进 出 洞时， 由于砂土层中土体属粒状结构， 颗粒之间无粘性， 呈松散性， 流 动态， 导致工具管一方面很难进入土体， 另一方面往往会造成大量的 砂土体漏入工作井， 导致洞口周围地表大面积沉陷， 造成顶管工具管无法正常进出工作井和接收井 。1.3 挖 掘 面 坍 塌 顶 管 过 程 中 ， 由 于 工 具 管 前 挖 掘 面 的 土 体 坍 塌 、 流 砂 ， 很 难 形 成 工 具 管 头 部 正 常 需 要 的 挖
4、土 空 间 ， 一 方 面 造 成 顶 力加大， 另一方面造成头部的流砂堆积， 并且由于土体缺乏顶管所必 需的导向力， 导致顶管过程中的关键环节纠偏工作难以进行， 并且出土量大 ， 引起地面沉陷 ， 造成顶管无法正常进行工作 ， 缺乏安全性 、 可 靠性 。2 开 敞 式 手 掘 式 工 具 管 砂 土 层 顶 管 法 施 工 操 作 工 艺 及 关 键 控 制 技 术2.1 顶管施工操作技术2.1.2 主 油 缸 合 力 中 心 必 须 与 顶 进 方 向 一 致 两 台 主 油 缸 左 右对称分布， 但其合力中心直接影响顶进管道顶进的方向， 由于在管道 进洞时， 工具管入土较浅， 土的支撑
5、面较小， 支撑面的应力就较大， 工 具管头部易下沉， 入土深度增加后支撑面应力很快减小， 工具管不再 下 沉 ， 为 了 防 止 在 进 洞 初 期 工 具 管 下 沉 ， 顶 力 的 合 力 中 心 也 应 偏 下 ， 一般顶力合力中心低于管中心 R/5 R/4。2.1.3 采 用 先 顶 后 挖 的 掘 进 方 式 在 砂 土 层 顶 管 施 工 操 作 中 ， 掘 进方式上和普通粘土地区顶管正好相反，普通砂土地区掘进方 式 是 先 挖 后 顶 ， 而 在 砂 性 土 中 ， 必 须 采 用 “ 先 顶 后 挖 ” 的 掘 进 方 式 ， 由 于 工 具管前段的管帽较长 ， 可直接切入砂土
6、中 ， 这样 ， 再进行挖土工作 ， 由 于有了管帽的保护，一方面工作人员能在安全保护下进行，另 一 方面 ， 由于管帽的阻挡 ， 又防止大量流砂坍塌 ， 或出砂量过大 ， 及引起地 面沉降等的问题 。2.1.4 设 置 活 动 隔 板 在 顶 管 过 程 中 ， 为 了 防 止 正 面 阻 力 过 大 ， 可将水平隔板设计为活动隔板，顶进时取掉隔板，顶进后再插入 隔 板 ，这样既可防止顶管阻力太大，又可保证挖土工作时防止砂土坍塌 。2.1.5 充 分 利 用 砂 土 的 假 粘 聚 现 象 由 于 本 试 验 地 段 属 一 般 性 风 积 砂 地 区 ， 风 积 砂 尽 管 其 C 值 很
7、 小 ， 但 顶 管 处 的 砂 土 ， 由 于 具 有 一 定含水量而存在着假粘聚现象，因此每次顶进后尽快将其格栅 上 的 砂土清理 ， 挖掘面的砂土由于存在假粘聚力 ， 并不会立即发生坍塌和 流砂现象， 从而使挖掘面保持短暂的稳定.2.1.6 顶 进 速 度 控 制 顶 进 开 始 时 ， 应 缓 慢 进 行 ， 待 各 接 触 部 位 密 合 ， 再 按 正 常 顶 进 速 度 顶 进 ， 顶 进 中 发 现 油 路 压 力 突 然 增 高 ， 应 停 止 顶 进 ， 检 查 原 因 并 经 过 处 理 后 方 可 继 续 .回 镐 时 ， 油 路 压 力 不 得 过 大 ， 速度不得过
8、快 。 另外 ， 挖出的土应及时外运 ， 及时顶进 ， 尽可能使顶力限制在较小的范围 。2.2 砂土层顶管顶进方向偏离的原因及其特点2.2.1 顶 进 方 向 偏 离 的 原 因 顶 管 过 程 中 ， 由 于 各 种 原 因 使 管 道 偏离轴线是经常发生的，分析顶管施工偏差的原因主要是由于作 用 于工具管的外力不平衡造成的， 外力不平衡的主要原因有: 推进管线不可能绝对在一直线上 。 地 层 正 面 阻 力 不 均 匀 ， 使 工 具 管 受 力 不 均 匀 ， 形 成 导 向 差 ， 造 成管道偏离轴线 。 顶管后背发生位移或不平整 ， 使顶力合力偏移 ， 造成管道差 。 管道截面不可能
9、绝对垂直于管道轴线 。2.1.1 千 斤 顶 必 须 同 步 顶 进 千 斤 顶 不 同 步 或 千 斤 顶 相 差 较 大或 安 装 精 度 不 够 ， 造 成 顶 力 合 力 偏 差 ， 尤 其 在 软 弱 砂 土 中 顶 进 ， 极 易造成管道轴线偏差 ， 为此我们试验过程中选 用 同 样 规 格 的 两 台 320T 千斤顶， 其顶力 、 行程 、 顶速相一致 ， 这样可以确保顶力合力与管道中 心线相重合 ， 保证管道轴线不会由于顶力相差面出现偏差 。（ 上接第 102 页 ）度 时 小 于 等 于 18m ， 8 度 时 小 于 等 于 15m ， 以 满 足 楼 盖 对 传 递 水
10、 平地震力所需的刚度要求，嵌砌于框架之中的配筋砌块砌体墙具 有 较 强的抗震能力 。2.4 抗震结构构件应力求避 免 脆 性 破 坏 。 对 砌 体 结 构 宜 采 用 钢筋混凝土圈梁和构造柱 、 芯柱 、 配筋砌体或钢筋混凝土和砌体 组 合 柱 ； 对钢筋混凝土构件 ， 应通过合理的截面选择 、 配筋和构造措施 ， 避免剪切破坏先于弯曲破坏 、 混凝土受压破坏先于钢筋屈服 、 钢筋锚固 破坏先于构件破坏 。3 计 算 设 计 中 的 两 个 关 键3.1 水 平 地 震 剪 力 计 算 计 算 底 部 框 剪 多 层 砌 体 房 屋 的 地 震 剪 力时 ， 当高度小于 40m 时 ， 采用
11、底部剪力法计算水平地震 作 用 力 ， 房屋高度超过 40m 时 ， 采用振型分解法计算水平地震作用 力 。 对 底 部 纵 向 和 横 向 地 震 剪 力 设 计 值 ， 需 根 据 侧 移 刚 度 比 值 的 大 小 乘 以1.2 1.5 的增大系数 。在 房 屋 极 限 承 载 能 力3.2 侧 移 刚 度 比 底 部 框 架 抗 震 墙 的 侧 移 刚 度 小 于 上 部 砌 体部分的侧移刚度 ， 才能保证这种房屋结构的薄弱层不致向上部转移， 从而充分利用底部框架 抗震墙的耗能作用 。 参考已有的研究成 果 ，在设计计算中应注意做到底层与底部第二层侧移刚度应接近；第 三层 与 第 二
12、层 侧 移 刚 度 比 ， 6， 7 度 时 不 应 大 于 2.0， 8 度 时 不 应 大 于1.5， 且均不小于 1.0。4 结 语底 部 框 剪 多 层 砌 体 房 屋 在 结 构 体 系 上 具 有 头 重 脚 轻 、 上 刚 下 柔 的 质 量 和 刚 度 分 布 特 点 。 文 中 的 分 析 表 明 ， 在 底 部 框 剪 多 层 砌 体 房 屋 抗震 设 计 中 ， 应 保 证 结 构 规 则 均 匀 、 传 力 途 径 简 单 明 确 、 设 置 多 道 可 靠 的 抗 震 防 线 。 抗 震 计 算 分 析 要 选 择 合 理 的 分 析 计 算 方 法 ， 同 时 注
13、意 侧 移刚 度 比 对 结 构 抗 震 的 影 响 。 文 中 对 以 上 问 题 均 作 了 较 详 细 的 分 析 ， 同 时 建 议 了 部 分 参 数 的 取 值 ， 这 些 可 为 工 程 实 践 提 供 必 要 的 参 考 。参 考 文 献 ：1中华人民共和国国家标准 .建筑抗震 设 计 规 范 (GB50011- 2001).京 .中 国建筑工业出版社 .2002.26- 81.266- 2782高小旺 ， 孟 俊 义 ， 廖 兴 祥 等 .七 层 底 层 框 架 抗 震 墙 砖 房 1/2 比 例 模 型 抗 震试验研究 .北京 .建筑科学 .1995.11(4).18- 2
14、33钟 锡 根 . 底 层 框 架 砖 房 的 抗 震 计 算 和 构 造 . 北 京 . 建 筑 结 构 1986.16(2).32- 36表 1 底 部 框 剪 砖 房 总 高 度 /m 和 层 数 限 值 的计算时 ， 底部框架 抗 震墙 的 抗 震 等 级 按 设 防 烈 度 确 定 ， 6， 7， 8 度 时 分 别 按 三 、 二 、 一级采用 。烈度 六 七 八总高度 /m层数 / 层227227196103从汶川地震谈对建筑抗震设计的认识王宁 （ 宁夏恒润铁路建设有限责任公司设计事务 所 ）摘 要 ：本文通过对遭受汶川地震作用下的钢筋混凝土建筑和砌 体 结 构 的震 害 ， 针
15、 对 概 念 设 计 、 构 造 、 未 成 年 人 保 护 、 楼 梯 间 等 问 题 ， 依 据 建 筑 抗 震 设方法 。1.1 结 构 体 系 合 理 建 筑 抗 震 设 计 规 范 第 3.5.2 条 3.5.3 条 规计 规 范 （ 50011- 2001） 版 条 文 及 08 年 修 订 版 变 更 条 款 （ 以 下 简 称 规 范 ） ， 定 ， 不 论 是 钢 筋 混 凝 土 结 构 还 是 砌 体 结 构 ， 均 要 求 结 构 体 系 完 整 ， 传结合工作经验 ， 分析原因 ， 浅谈对建筑抗震设计的认识 。关 键 词 ：汶川地震 概念设计 构造 未成年人保护 楼梯间
16、0 引 言2008 年 5 月 12 日 .四川省汶川地区发生 8.5 级大地震 在这次地震中， “ 89 规范 ” 之 前 的 建 筑 物 多 数 遭 受 严 重 破 坏 ， 直力 路 径 明 确 ， 但 在 设 计 中 ， 为 满 足 建 筑 师 的 创 新 突 破 ， 结 构 设 计 以 拆柱子 、 开大洞 、 砌体结构中大量钢筋混凝土构件承重 、 转角开门窗 、 楼 梯间凹凸于建筑转角等作为代价，结果破坏了结构整体性及传 力 路径 ， 在 地 震 中 率 先 破 坏 导 至 结 构 失 稳 坍 塌 ； 钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 中 ，围 护 墙 和 隔 墙 （ 不 包 括 轻 质 隔 墙 ） 不 合 理 布 置 ， 可 使 结 构 形 成 刚 度 和至 倒 塌 ； 90 年 以 后 建 造 的 建 筑 大 部 分 作 到 了 “ 小 震 不 坏 ， 中 震
