工作井后靠土體對頂進反力的響應(yīng)監(jiān)測分析

劉 祥 （丹陽市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 丹陽 212300）

工作井后靠土體對頂進反力的響應(yīng)監(jiān)測分析

劉 祥 （丹陽市建筑工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 丹陽 212300）

隨著頂管關(guān)節(jié)尺寸的增大，頂進反力引起的后靠土體擾動問題已經(jīng)不容忽視。文章以南京市江東門過街通道工程為依托，在后靠土體中埋設(shè)了測點監(jiān)測頂管頂進施工過程中后靠土體的擾動情況。監(jiān)測內(nèi)容包括：土體深層水平位移、側(cè)向土壓力、孔隙水壓力。在對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析后，討論了后靠土體對反力的響應(yīng)規(guī)律，可以為今后類似工程提供有益的借鑒。

現(xiàn)場監(jiān)測；頂管；工作井；后靠土體

1 工程概況

南京江東門地下人行過街通道工程，位于南京市建鄴區(qū)江東中路與江東門北街交叉口，通道下穿江東中路呈東西走向，由東、西兩部分地下空間及一個聯(lián)絡(luò)東、西兩側(cè)的地下人行過街通道組成。整體呈長方形，為地下一層建筑，最大深度10.95m；西側(cè)為地下一層建筑，最大深度9.45m。通道采用矩形頂管施工工藝，兩條主通道全長95.0m，依次先后頂進，內(nèi)部結(jié)構(gòu)凈尺寸為6.0m×4.0m，頂部最大覆土約為6.6m，工程總平面如圖1所示。近些年隨著頂管管節(jié)的平面尺寸越來越大，所需的頂力也隨之增加，導致工作井后靠墻需要承受的千斤頂推力由過去的百噸級上升到千噸級，工作井后靠土體的穩(wěn)定與變形控制已經(jīng)不容忽視[1-7]。

圖1 工程總平面

2 測點布置

在距離始發(fā)工作井后靠墻1m處后靠土體中布置一個監(jiān)測斷面1-1，如圖1所示，包括測點1和測點2。監(jiān)測面1-1立面布置如圖3所示，分布有測點1、2，設(shè)置在后靠墻體中相應(yīng)于頂管中線軸線處。土壓力計及孔壓計埋深約為8.5m，測斜管埋深分別約為18.5m和19m。

圖2 測點平面布置圖

圖3 測點豎向布置圖(1-1剖面)

3 監(jiān)測數(shù)據(jù)及分析

3.1 土體水平位移

頂管頂進方向是由西向東頂進，測點1、2反應(yīng)的是后靠墻在千斤頂反作用力下墻后土體的位移情況，是東西方向的位移。數(shù)據(jù)整理時，東西方向偏移以向東為正，向西為負，監(jiān)測結(jié)果見圖4、圖5所示。由于文章篇幅所限，本文只呈現(xiàn)左線頂進時測點1、測點2處的數(shù)據(jù)及其所反應(yīng)出的土體擾動規(guī)律。

測點1布置在后靠墻體后方1m處，左線通道的正后方，這段土體既受到大型起重機重力荷載作用，也受到由于油缸頂力引起墻體后靠作用。由圖4的數(shù)據(jù)分析表明，在這兩種荷載作用下，隨著頂力的不斷增大，土體逐漸向西側(cè)偏移。5.19、5.20、5.25三組數(shù)據(jù)表明，在掘進機停止后，隨著油缸頂力的撤除，土體單獨在起重機重力荷載作用下開始向東側(cè)移，然后趨于穩(wěn)定。從上圖還可看出正向最大位移約為4.5mm，深度為1.5m；負向最大位移約為-10mm，深度為2.5m。而且在2.5m深度處均有轉(zhuǎn)折點，由此看出在起重機重力荷載作用下，地表淺深度覆土變形較大。測點2相對測點1而言，沒有直接受到起重機重力荷載作用和后靠墻體作用，但是影響也是較明顯。圖5表明，在掘進機頂進中，頂力不斷增大，總體位移趨勢是向西側(cè)位移，但是位移變化值較測點1小很多，符合實際情況。

圖4 測點1沿深度分布的水平位移曲線

圖5 測點2沿深度分布的水平位移曲線

3.2 土壓力及孔隙水壓

圖6表示在頂管頂進過程中不同頂程下測點1的土壓力值、孔隙水壓力值變化情況。其中最大土壓力值為58kPa左右，最小土壓力值為42kPa左右，最大孔隙水壓力為52kPa左右，最小孔隙水壓力為35kPa左右。其實土壓力值代表的就是總應(yīng)力值，根據(jù)有效應(yīng)力原理，測點1的有效應(yīng)力變化不大，即表示此測點處土體強度和變形并不大。這跟此處為加固土的要求吻合，也跟圖4測出的水平位移變化也是吻合的。

圖6 測點1土壓力和孔隙水壓力變化曲線

圖7表示在頂管頂進過程中不同頂程下測點2土壓力值、孔隙水壓力值的變化情況。其中最大土壓力值為52kPa左右，最小土壓力值為42kPa左右，相應(yīng)孔隙水壓力變化情況也類似。

圖7 測點2土壓力和孔隙水壓力變化曲線

4 結(jié)論

在頂進反力的作用下，后靠土體在頂管埋深上下各6m范圍內(nèi)都發(fā)生了一定的擾動，最大變形值發(fā)生在頂進反力作用點處。監(jiān)測數(shù)據(jù)同時顯示，孔隙水壓與土壓呈現(xiàn)除了相近的變化規(guī)律，表明測點處土體強度變化并不大?，F(xiàn)場的監(jiān)測結(jié)果是指導施工的可靠依據(jù)，通過量測結(jié)果的分析，可以判別前一步施工工藝和施工參數(shù)是否符合預(yù)期要求，以確定和優(yōu)化下一步施工參數(shù)，從而指導現(xiàn)場施工，做到信息化施工。

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TU433

B

1007-7359（2016）06-0160-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.062

劉祥（1965-），男，本科，江蘇丹陽人，高級工程師。