A型剛性防水套管與B型剛性防水套管特性對比

針對A型剛性防水套管和B型剛性防水套管結(jié)構(gòu)特點,先從理論上對比了兩種套管結(jié)構(gòu)的強度及變形特性,再采用ABAQUS軟件進行三維有限元模擬,定量分析了兩種套管結(jié)構(gòu)在使用期間的力學(xué)特性,包括套管豎向變形、水平收斂變形及Mises主應(yīng)力。

研究結(jié)果表明:(1)A型剛性防水套管可急大程度上分散由荷載所產(chǎn)生的應(yīng)力集中,并且能與土體共同承擔(dān)荷載；而B型剛性防水套管無法很好的分散應(yīng)力,大部分的荷載也將由管道結(jié)構(gòu)直接承擔(dān)；(2)采用高強度且適應(yīng)變形能力強的A型剛性防水套管代替,其適應(yīng)地基與基礎(chǔ)變形的能力更優(yōu)；(3)通過三維數(shù)值模擬,對兩種套管結(jié)構(gòu)的豎向沉降、水平收斂及Mises主應(yīng)力進行分析,結(jié)果表明A型剛性防水套管結(jié)構(gòu)的整體性能明顯較好。

A型剛性防水套管施工過程中的技術(shù)內(nèi)容為：預(yù)留拱度設(shè)置、回填土壓實度、管節(jié)間密閉性控制等，消除質(zhì)量隱患及杜絕返工，以實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能效益。

埋設(shè)于一般土質(zhì)地基上的A型剛性防水套管，常會時間性沉降，且往往管身中部大于兩端?？紤]到水流要求和結(jié)構(gòu)整體性，應(yīng)設(shè)置基礎(chǔ)的縱向預(yù)留拱度，以實現(xiàn)管身預(yù)留拱度。預(yù)留拱度大小根據(jù)地基土可能出現(xiàn)的下沉量、管底縱坡和填土高度等因素綜合考慮，基礎(chǔ)在管道縱向預(yù)留拱度一般為0.5%～1%（一般情況下取0.6%），大不宜大于2%，以確保管身中部不出現(xiàn)凹陷或縱向滑移。

A型剛性防水套管兩側(cè)回填應(yīng)采用砂礫或與路基填料相同的材料。涵管兩側(cè)回填應(yīng)對稱施工，分層回填，每層厚度為20cm。A型剛性防水套管兩側(cè)近處用機械夯實，管底下方粗砂用“水密法”震蕩器振實。A型剛性防水套管兩側(cè)回填應(yīng)采用振動夯實機逐層夯實。密實度不小于96%。當(dāng)管頂回填土厚度超過50cm后，采用壓路機靜壓；填土厚度超過60cm后，采用壓路機振壓，壓實度不小于96%。

采用粗砂“水密法”振蕩器密實，或采用流態(tài)粉煤灰回填，或水泥漿體澆筑。也可選用更大粒徑不超過3cm的級配碎石回填，用小型夯實機械斜向夯實，確保管底回填質(zhì)量。級配碎石夯實，對于大直徑（3m以上）A型剛性防水套管，可采用素混凝土或氣泡混合輕質(zhì)土回填，待其固化后再實行其外延部分的正?；靥?。