湖北顶管施工中管顶垂直土压力取值分析

图2.1-1~图2.1-3分别给出了不同覆土厚度、不同摩擦角和不同管径条件下，有限元计算得到的顶管施工中管顶土压力与不同垂直土压力计算方法的比较。可见，管顶土压力在浅埋阶段与顶管规程相近，随着埋深的增加，土压力增加得越来越慢，最终将趋于稳定；内摩擦角对管顶垂直土压力的影响不太明显，与顶管规程相似。随着φ的增大，拱效应越来越强；随着管径增大，管顶处接触压力逐渐增大，表明土拱效应在逐渐减弱，但趋势很缓慢，这与太沙基理论等相同。

表2.1-3中列出了管顶管底土压力的变化量。管径越大，管顶土压力变化量越小，但管底土压力的变化量越来越大。

综上分析，不同理论在不同参数下垂直土压力的变化表现出不同的趋势，但总体上看出，有限元计算结果与太沙基理论和顶管规程计算的结果都比较接近，其差值不会太大。

所以建议在顶管施工中顶管的垂直土压力值仍然按照顶管规程的方法计算，当管顶上方地面有荷载时，可将该荷载转换为等效的覆土厚度后再按规程计算。