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    无粘性土对顶管施工的影响

    点击数:29012014-10-13 21:24:35 来源: 上海诚义顶管工程有限公司

    在无粘性土(粗粒土)中,单个的矿物颗粒或岩石碎片由于颗粒表面存在的相互摩擦力 而形成一种松散的土体,其性能主要受颗粒大小、粒径分布、颗粒形状和粗糙度的影响。无 粘性土包括砂、砾石、碎石以及由它们组成的粒径小于0.06mm颗粒的重量百分比低于15%的混合物。

      砂土在顶管施工工作面的分布状态一般可以归纳为5种


    (a)工作面全是砂土层(b)顶管存在砂土层 (c)管底存在砂土层

    (d)工作面上有砂土夹层  (e)砂土层内有其他土夹层

    (a)工作面全是砂土层

    当顶进管道穿过砂土层时,顶管施工的难易取决于砂土的含水量。当含水率小于50%时,细砂、粉砂在毛细管压力下具有假内聚力,能在较短的时间内保持稳定,但时间一长,水分蒸发,砂土变干燥而呈松散状态;或在地下水内浸泡都会使假内聚力消失。假内聚力消失后土体就会开始坍方。坍下来的土压在管顶上,使管顶土压力加大,所需的顶力也随之增加。

    在这种情况下,地层中虽无水头压力,但含有饱和水的粉砂和细砂也要出现流砂现象。此时将无法进行正常作业,必须采取辅助措施封闭工作面后再顶进。若地层为密实的中粗砾砂,只要逆坡顶进,地下水不断排走,就可顶进,但操作困难,施工效率很低。

    当遇承压水地层时,地下水涌水量增加,必须作好排水工作,否则难以顶进。在承压水作用下的粉、细砂层流沙现象严重;或出现管涌,严重地破坏地基,此时必须封闭工作面,另外采取辅助措施。

    b)顶管存在砂土层

    管顶为砂土层时,无论是稍湿的粉细砂或很湿的中粗砂,在中等密实状态下均可顶进。但最好在工具管端装保护罩,在其下保护下进行作业,不得向前超挖。在此种情况下所需顶力较大。

    砂土孔隙比大于0.85 时呈松散状态;或在很湿的粉细砂土层内,一般顶进困难,必要时采取加固措施。若很湿的粉细砂土层很厚,就要封闭工作面,用管端刃角贯入后再开挖土方,防止破坏原土结构。

    (c)管底存在砂土层

        当管底为砂土层时,除了很湿的粉细砂土和孔隙比大于0.85的松散砂层外,一般均为良好地基。其容许荷载可达160~400 kN/m2。当粉砂或细砂的饱和度大于80%,且临界水力坡度接近1时,砂土液化呈流砂现象,顶进时地基土要受到扰动。如果临界水力坡度大于 1,说明存在压力水头,流砂现象严重时将形成管涌,使地基土遭到严重破坏。

    (d)工作面上有砂土夹层

       当工作面上有砂夹层时,只要夹层上下两层土质较好,顶进时一般较安全。如砂层厚、松散或很湿时,只要保持一定的静止角就不致影响正常作业,但砂夹层呈流沙现象时,仍会给施工带来困难。

    (e)砂土层内有其他土夹层

       管节穿过其中含有其它土夹层的砂土层时,如果夹层很薄,则不会对顶进工作造成任何影响。如夹层厚度达管外径一半时,顶进的难易则和该夹层土的种类、性质、含水量等因素有关,但此时管顶和管底的砂土性质仍是决定性条件。

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