顶管施工中路基沉降问题分析
顶管施工有它独到的优势，在地下管道施工过程中起着重要的作用，然而在施工过程中，不可避免会对路基产生一定的影响，本文主要阐述顶管施工导致路基沉降的影响因素及原因，以便在以后的施工过程中，能有效规避不良影响，发挥其最大的功效。
标签：顶管施工 土壤结构 地表压力 机械物理作用 路基沉降
一、顶管施工对土壤结构的破坏
顶管施工有很多优点，比如可以有效地利用地下空间，减少对地面施工、建筑、交通等影响，然而在施工过程中，如果不能合理地科学地进行规划，很有可能对土壤结构造成一定的影响，尤其是对土壤结构的破坏，若土壤结构遭到破坏，那么在一定程度上，也会对路基造成影响，引起路基的沉降，破坏力很大。
1、顶管施工对土壤的振动
土壤的振动，是指顶管施工过程中，机器的破坏力和震动力，容易引发土壤的振动，土壤振动势必会影响土壤结构的破坏。土壤的紧密度、压力、体积、土壤间隙结构、土壤含水量等这些结构发生变化，便会引起土壤结构的错位、沉降、下榻、变异等。
尤其是在土壤结构比较松软的地方，比如粉土层，淤泥质土等，一旦受到外力的扰动，土壤结构变异的可能性和破坏性非常大，路基沉降是比较小的影响，更坏的影响可能会造成路面整体塌陷，造成“空洞”现象。
所以，在顶管施工过程中，必须在施工前，对施工区域的土壤结构进行详细的勘察采样，进行非常详细的科学实验，确保顶管施工能够因地制宜，因土壤结构的差别而有所不同，分门别类，区别对待，尽可能地减少施工对施工区域的破坏。
2、顶管施工对土壤含水层的破坏
顶管施工虽然能有效地减少对周围建筑物和地面生产的影响，然而地下含水层结构千变万化，若不能有效地划分出含水层的结构分布图，一旦破坏含水层，不仅容易引发水土流失，还有可能引发路基沉降。
通常含水层，是指埋藏于地表以下贮水性能较强的岩土层，地表以下隔水层与含水层的相间分布，构成了地下空间上的含水层的多层展布，所以在頂管施工过程中，一定要有效地描述出施工区域的含水层分布情况，合理有效地规避对含水层的破坏，尽可能在保护含水层的条件进行施工，规避含水层破坏造成的路基沉降。
3、顶管施工对土质结构层的破坏
顶管施工是在地面以下进行，势必需要“破土”进行，就像穿山甲一样，在地面以下“穿行”的过程中，肯定会对土质结构层造成破坏。顶管法施工引起周围地层变形的内在原因是土体所处的天然静止平衡状态受到破坏，尤其是土质结构层的变化，不同于土地的表层，结构层一旦破坏，短时间内极难恢复正常，反而会引发一连串的蝴蝶效应。
所以在顶管施工过程中，一定要注重对土质结构层的研究，对土体进行合理有效地分区，在使用顶管机时，需要辅助机器支撑整个土体的重量，在这些机器支撑土体时，土体会释放一定的压力，支撑力和压力互有所长，势必会影响土质结构层，引起土质结构层的扭曲和破坏，所以如何释放机器器材的反作用力，是顶管施工过程中，尤其需要注意的。
在顶管施工过程中，提升机器的效率，改进机器的功能，将机器地支撑力予以固定，就像撑着一个帐篷一样，根据土质结构层的不同分区和表态，进行合理有效地扩充支撑力，做到作用力和反作用力相互抵消，避免造成土质结构层的破坏，从而引起路基沉降。
二、顶管施工应对地表压力的变化导致路基沉降
第一部分本文着重分析了顶管施工对地质结构层的破坏从而引发路基沉降，这一部分本文将着重分析顶管施工对地表压力的变化导致路基沉降。
地表压力，主要是指地表的建筑物、交通、水流、车辆甚至人。地表压力不同，顶管施工中所承受的压力就不同，根据研究发现，地表压力越大，顶管施工中越容易造成路基沉降。
1、地表压力大造成路基沉降
地表压力与路基沉降成正比，在顶管施工过程中，若地表是高大的建筑物或者繁忙的交通枢纽路段，那么在顶管施工过程中，很容易引发路基沉降。一方面是因为在顶管施工过程中，对承受地表压力的地质结构进行了破坏，如果不能及时有效地舒缓地表建筑物的压力，那么路基沉降是必然会发生的，不仅有可能会造成地表建筑物倾斜甚至会引起坍塌。另一方面，地表承受的压力越大，在顶管施工过程中，对千斤顶、承重器的要求越高，在顶管推进的过程中，这些承重器材不能有效地反作用力与地表建筑物的压力，那么压力大于反作用力，极有可能会造成路基沉降。
2、地表压力扩充造成路基沉降
地表压力不是一层不变的，比如一座高档写字楼，在顶管施工过程中，因人员流动性比较大，所以它的压力也会随时变化。在施工前期的试验中，应该充分
考虑这些不断变化的地表压力。另外，除了外在因素影响地表压力外，地表压力自身也会有变化，比如重力加速度，在顶管施工过程中，一旦地质结构层被破开，那么地表压力自身的重力加速度就会释放出来，这也是需要在施工前进行反复验证和考虑的问题。
三、顶管施工器械的物理破坏
相比顶管施工中器械的坚韧，无论地质结构还是含水层都显得很薄弱，所以在顶管施工过程中，这些器械势必会发挥它们的物理破坏力，从而引起路基沉降。
1、施工工具对土体的积压
顶管施工过程中，为了腾出一定的施工空间，需要通过专业的器械对地面以下的土体结构进行一定的积压，而土体中分布着含水层，土质结构也不同，受到这些机械的物理作用，土体结构会扭曲变形，甚至坍塌，一旦土质结构发生扭曲，路基沉降是肯定的。
所以在器械作业里，一定要尽可能减少其物理破坏力，避免过多地造成土体变形，有效地分流器械的物理挤压，提升是施工技术、改良陈旧的施工方案，根据土质结构的差别，区别对待。
2、施工工具对土体的荷载
迫于地表压力的影响，顶管施工，需要利用大型千斤顶承受土体和地表的荷载压力，在这一过程中，机器地作用力稍微有些变化，势必会影响其承受力，从而造成荷载力变动，引发路基沉降。
所以在施工过程中，要通过科学试验、科学器械有效地计算承载力，把承载力和荷载力科算出来，并尽可能地精确到小数点后六位，减少误差。
3、施工对水压力的作用力
顶管施工过程中，除了承受土体压力，还要承受孔隙水压力，土压力有一定的标准，水压力的标准相对模糊一些，因为它的变化空间很大，在施工过程中，稍微对水压力的变化掌握不准，承受力自然不能精确，压力发生了变化，水压力加重了土体压力，便会导致路基沉降。
4、施工进程与土体变化值
顶管施工的进程需要与土体的变化值相对应，若施工速度过于追求效率，没有把土体变化值考虑进去，很有可能造成地面隆起。若施工速度过于缓慢，也是不科学的，土体变化值相对变快，那么很有可能造成路基沉降。
四、结语
无论是顶管施工还是其他施工，都是一种破坏与重建的结合，顶管施工对土体结构、土质结构、地表、含水层等都是有一定的破坏作用。为什么还要进行顶管施工呢，除了能有效减少在地面施工带来的影响外，更重要得是，我们有足够的信心能够证明顶管施工利大于弊，这就要求我们在顶管施工中，一定要科学验证其对土壤结构、地表压力、含水层等影响和破坏，有效规避这些不良影响，科学施工，根据地表、地质等不同，因地制宜，充分发挥先进机器地建设力，有效抵消其物理破坏力，真正做到顶管施工利大于弊，造福于人类。
参考文献
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