基于主动式纠偏的曲线顶管施工力学特性研究

曲线顶管施工技术在市政管线工程中得到越来越广泛的应用。在分析曲线顶管施工机理的基础上,提出并对比分析了3种管节纠偏方案,进而结合主动式纠偏方案的施工特点,对三维曲线顶管施工过程中管土间挤压作用力进行计算分析,并推导了管节顶进摩阻力计算公式,其后对管线平面夹角、管线半径及管径大小3个摩阻力影响因素进行单因素分析。考虑管外注浆对管土接触状态的影响,进而引入土压力作用系数对顶进摩阻力计算公式进行修正,并通过对比分析顶进摩阻力的现场实测值、规范建议值及公式计算值,给出了土压力作用系数的建议取值范围。研究表明:主动式纠偏方案在管节姿态调整、施工扰动控制及管身衬砌受力等方面优于其他两种纠偏方案;顶管施工过程中管土间的挤压作用力呈三维复杂状态,不能进行简单的叠加;管线平面夹角对管节转动摩阻力有显著影响,管线半径对侧向顶推摩阻力和管节转动摩阻力均有一定的影响,而管径大小则主要影响地层土压力摩阻力的数值;管土接触状态是真实存在的,其土压力作用系数的取值范围大致在0.2~0.6之间。

非开挖拉顶管施工过程管道力学计算及案例分析

随着我国排水管网项目的快速发展,拉顶管这一新型施工工艺在城市复杂环境施工中展现了独有的工程优势。针对目前拉顶管设计与施工中仍面临的拉顶力分布不确定,管道受力不明确等问题。首先明确了拉顶管与传统顶管的区别,并基于其工艺的特殊性,通过深入分析拉顶设备在作业过程中前端拉力与后端顶推力的传递模式,对管道在拉顶过程中与周围土体的摩阻力及迎面阻力进行了详细分析,结合管土全接触假设提出了拉顶管施工中总摩阻力计算式。最后,将该方法应用于肇庆市水环境工程拉顶管设备选型,根据计算结果确定了拉顶力允许范围,比选出合理机械配置用于管道铺设。应用结果验证了该计算方法的有效性,对于类似工程的设计及施工具有重要的指导意义。

矩形顶管管周差异摩阻力对地层纵向水平位移的影响

矩形顶管施工过程中管周摩阻力是引起周围土体扰动的重要影响因素。为了更加准确地预测矩形顶管施工对地层位移的影响,结合管节受力分析和泥浆运动规律,假定“U”字形泥浆套状态,基于弹性力学Mindlin解建立土体水平位移计算公式,对正面附加应力、管周摩阻力等因素引起的地层纵向水平位移进行计算,最后与苏州某矩形顶管工程实测值进行对比分析。结果表明:在顶管机头顶进穿过某一断面前,正面附加应力对周围土体的影响大于管周差异摩阻力,而在穿过该断面后,由于管节数量的增多以及已穿过部分的管节管周摩阻力产生的“拉力”作用,后者的累计影响占比逐渐大于前者;管周差异摩阻力情况下比管周均一摩阻力情况下的计算值更贴近实测值,预测效果更好。

逆作法桩复合基础水平承载性能试验研究

为研究砂性土中逆作法桩复合基础在水平静荷载下的承载特性,进行了模型桩系列试验,包括单桩、承台单桩、逆作法单桩以及高承台8桩和逆作法8桩。通过测试,比较分析它们在水平荷载下的位移变化,得出桩在水平荷载下承载特性,结果表明:逆作法桩基比普通桩基承载力高。

软土地区顶管施工顶力计算与应用

分析了影响直线顶管施工顶力的因素,根据宁波市区土质的实际情况,以多个排水管道顶管工程为参考,结合现场实测数据,对淤泥质土层中直线顶管的顶推力进行了研究,得出了符合宁波软土地区管道外壁与土的单位面积平均摩阻力的取值。

土体力学特性下顶管施工横向荷载与摩擦阻力的响应性分析

研究顶管施工横向荷载与摩擦阻力的响应性对降低顶管施工中的受力损耗具有重要意义。为分析横向荷载下的土体扰动,文章基于力学特性对顶管作用土体稳定性进行宏观分区,结合具体工程实例,深入探究了土体在横向荷载扰动下的摩擦阻力变化,并建立横向荷载与摩擦阻力的响应性关联。结果表明:顶管施工的土体稳定性状态可分为摩擦阻力区和挤压扰动区;横向荷载随推进里程的增加而增大,挤压扰动区扰动状态加剧,形成较大摩擦阻力抑制顶管推进;熵值趋于稳定,横向荷载与摩擦阻力响应性存在阈值,可通过探究动态响应阈值降低顶管施工过程中受力损耗。

双护筒对旋挖桩受力变形特性的影响分析

为消除基坑范围桩身侧摩阻力的影响,对部分试桩在空桩段设置双层钢护筒,通过与其他未设置双护筒的试桩检测结果相对比,分析了两种类型试桩承载力差异,并与理论估算结果进行了对比,从桩土相对位移的角度分析了形成差异的原因,提出了昆明地区旋挖桩空桩段侧摩阻力近似估算。

桥涵顶进施工后背土抗力分析

为深入分析顶进过程中后背受力变形特征及后背土体的应力、位移特性,针对某钢筋混凝土重力式后背,分别采用朗肯被动土压力理论和三维有限元分析,对顶力作用下后背的位移和土抗力进行对比分析;对影响后背结构的受力变形各因素进行了分析。结果表明:顶力合力作用点与后背土体抗力一致时,后背表现为整体移动;后背土抗力理论值较数值计算值偏大;后背原状土的弹模和强度指标对后背在最大顶进荷载下的变形影响较大。