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  頂管施工過程中產(chǎn)生地面變形的根本原因是頂管施工對(duì)周圍土體的擾動(dòng)，地面變形由一下五個(gè)部分組成:

  (1)掘進(jìn)機(jī)通過時(shí)的地面變形

  當(dāng)掘進(jìn)機(jī)通過時(shí)，掘進(jìn)機(jī)外殼與土層間會(huì)形成剪切滑動(dòng)面，剪切滑動(dòng)面附近的土層內(nèi)產(chǎn)生剪切應(yīng)力，剪切應(yīng)力引起地面變形。推進(jìn)速度越快，剪切應(yīng)力越大，周圍土體位移也越大。

  (2)掘進(jìn)機(jī)到達(dá)前的地面變形

  當(dāng)掘進(jìn)機(jī)離測(cè)點(diǎn)較遠(yuǎn)時(shí)，由于刀盤的切削攪拌、振動(dòng)，會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生擾動(dòng)。土體顆粒之間存在孔隙(孔隙中含有水和空氣)，在擾動(dòng)作用下，孔隙中的水和氣體被排出，土體顆粒相對(duì)移動(dòng)，土體產(chǎn)生一定的壓縮，地面會(huì)出現(xiàn)微小的沉降。

  頂管施工的過程中為什么會(huì)出現(xiàn)地面變形的情況

  (3)受擾動(dòng)土體再固結(jié)引起的地面變形

  頂管管道周圍土體受施工擾動(dòng)后，將形成超靜孔隙水壓力區(qū)。在掘進(jìn)機(jī)離開該區(qū)后，超孔隙水壓力下降，孔隙水消散，土體發(fā)生固結(jié)作用，引起地面沉降。這部分為主固結(jié)沉降，隨后，土體仍會(huì)產(chǎn)生蠕變，發(fā)生次固結(jié)沉降。

  (4)掘進(jìn)機(jī)到達(dá)時(shí)的地面變形

  當(dāng)掘進(jìn)機(jī)距離很近時(shí)，位于掘進(jìn)機(jī)正前方的土體，受到千斤頂推力的擠壓、刀盤的切削剪切力以及振動(dòng)荷載的作用，應(yīng)力狀態(tài)十分復(fù)雜。

  (6)掘進(jìn)機(jī)通過后的地面變形

  為減小摩擦阻力，后續(xù)管節(jié)的直徑比掘進(jìn)機(jī)的直徑要小2-5cm。所以，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)尾部通過后，管道周圍的土體要向管壁移動(dòng)，以填補(bǔ)后續(xù)管節(jié)外圍的間隙，這樣就會(huì)引起土體移動(dòng)。為保持土層穩(wěn)定及減小摩阻力，施工過程中必須在管節(jié)外周注漿，并保持適當(dāng)?shù)淖{壓力。因此，這部分土層位移與間隙的大小、注漿壓力、注漿方法等因素有關(guān)。

  作為非開挖頂管施工中常見的止水帷幕工法，高壓旋噴樁以其施工周期短、費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)在眾多頂管工程中大展拳腳。但面對(duì)不同的非開挖頂管施工，高壓旋噴樁也并非“包醫(yī)百病”。不同性質(zhì)的土體與施工技術(shù)的差異，會(huì)大大影響高壓旋噴樁的適用性和止水效果。

  非開挖頂管施工中，高壓旋噴樁一般需要兩個(gè)步驟進(jìn)行，先下鉆噴射，再提升攪拌，要想保證每米樁漿土比例和質(zhì)量，需要頂管施工人員提前做好準(zhǔn)備，按照施工步驟一步一個(gè)腳印的進(jìn)行，以免因施工不當(dāng)降低止水效果。

  與此同時(shí)，充分了解高壓旋噴樁適用于哪些類型的頂管施工場(chǎng)地，也是極為重要的。非開挖頂管施工中高壓旋噴樁的使用有以下注意事項(xiàng)。

  ①當(dāng)遇到以下地質(zhì)的頂管工程時(shí)，可以使用高壓旋噴樁：淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黃土、素填土和碎石土等。

  ②當(dāng)遇到以下地質(zhì)的頂管工程時(shí)，需要通過注漿實(shí)驗(yàn)來確定高壓旋噴樁的適用性和技術(shù)參數(shù)：土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬黏性土、含大量植物根莖或有過多的有機(jī)質(zhì)。

  ③當(dāng)遇到以下地質(zhì)的頂管工程時(shí)，需慎重使用高壓旋噴樁：基巖和碎石土中的卵石、塊石、漂石呈骨架結(jié)構(gòu)的地層;地下水流速過大和已涌水的地基工程;地下水具有侵蝕性。