uj高填方涵洞土壓力與填土沉降差關(guān)系分析

1、高填方涵洞土壓力與填土沉降差關(guān)系分析作者：?jiǎn)挝唬簳r(shí)間：2007-08-07點(diǎn)擊：269 次摘要：關(guān)鍵詞：籍 延 青（山西交通科學(xué)研究院，山西太原030006）摘要：結(jié)合工程實(shí)際，通過對(duì)兩個(gè)試驗(yàn)段的對(duì)比，分析了涵洞土壓力與填土沉降差關(guān)系，總結(jié)了形成土拱的條件，對(duì)類似工程設(shè)計(jì)與施工有一定借鑒與指導(dǎo)。關(guān)鍵詞:涵洞；沉降差；土壓力；土拱效應(yīng)隨著我國(guó)公路建設(shè)投資的不斷加大和公路等級(jí)的明顯提高，公路中涵洞結(jié)構(gòu)物所占比重也越來越大。對(duì)于涵洞上填土較高，往往是其上土壓力計(jì)算值較實(shí)際的土壓力偏小而造成涵洞結(jié)構(gòu)物的開裂破壞，或者是土壓力計(jì)算值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際的土壓力值而造成不必要的浪費(fèi)?，F(xiàn)行公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范中，涵洞垂

2、直土壓力采用土柱重量計(jì)算，即，h。事實(shí)上，該公式并不能真實(shí)反映涵洞上作用的土壓力。另外，對(duì)涵洞地基與基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)，大多數(shù)方法是采取地基加固處理，使基礎(chǔ)做得又大又厚，這對(duì)涵洞結(jié)構(gòu)受力也是非常不利的。因?yàn)檫@樣做加大了涵洞洞身兩側(cè)路基與涵洞之間的沉降差，從而增大了作用在涵洞上的土壓力。本文基于汾離高速公路k24+383和k52+273兩處高填方涵洞實(shí)體工程特點(diǎn)，具有針對(duì)性地進(jìn)行了研究，通過對(duì)比分析，得出一些有益結(jié)論。1、工程概況k24383處為14m臺(tái)階式鋼筋混凝土拱涵，與路線呈30斜交，涵洞長(zhǎng)198.8m，填土高度41.98m。開挖地基主要表現(xiàn)為礫石土，且礫石含量較高，在上游有約20米左右為基巖，地

3、基地質(zhì)條件較好。涵洞兩側(cè)坡體較緩，植被豐富，表層有約50cm腐殖土；以下土質(zhì)在汾陽(yáng)方向主要為礫石土，下臥基巖；離石方向主要為黃土，上游下臥基巖。k52273處為14m鋼筋混凝土拱涵，與路線正交，涵洞長(zhǎng)96m，填土高度38m。涵址區(qū)地處黃土丘陵地區(qū)，地表出露馬蘭黃土，堅(jiān)硬硬塑；級(jí)自重濕陷性。地表開挖后為黃土層夾砂礫層，地表以下約6m處有自由水，地基承載力與均勻性都不滿足設(shè)計(jì)要求，屬不良地基。采用高壓噴射水泥漿法進(jìn)行加固，設(shè)計(jì)高壓噴射注漿體28天的抗壓強(qiáng)度應(yīng)不小于3.0mpa。兩側(cè)坡體為馬蘭黃土，堅(jiān)硬硬塑；級(jí)自重濕陷性，坡度較陡，植被稀少。根據(jù)兩個(gè)試驗(yàn)段的具體情況，分別對(duì)k24+383和k52+2

4、73高填方涵洞工程作了應(yīng)力和變形兩方面的監(jiān)控量測(cè)工作。2、涵洞土壓力與填土變形之間的關(guān)系影響涵洞頂土壓力v的因素很多且變化很大,彼此間互有影響。各種影響因素的變化結(jié)果都將引起涵洞頂平面內(nèi)土柱沉降差的變化。若涵洞頂平面外土柱的沉降差大于內(nèi)土柱的沉降差,則沉降差為+,反之為-。當(dāng)沉降差為+,外土柱將一部分荷載通過摩阻力轉(zhuǎn)嫁給內(nèi)土柱,導(dǎo)致涵洞上土壓力v增大;而沉降差為-,內(nèi)土柱則將一部分荷載通過摩阻力嫁給外土樁,導(dǎo)致涵洞上土壓力v減小。由此可見,各種因素對(duì)土壓力的影響可以綜合為沉差的變化結(jié)果,研究涵洞上土壓力的問題也就大大簡(jiǎn)化了。 圖1土壓力與填土沉降差示意圖根據(jù)分析,通常情況下當(dāng)填土高度h (35

5、)h時(shí),填土在涵洞上引起的附加應(yīng)力v與沉降差僅限于填土頂面以下的某個(gè)高度(hs)范圍內(nèi),這個(gè)范圍小于填土高度h。從土力學(xué)的基本理論中知,涵洞頂填土的附加應(yīng)力與沉降值呈線性函數(shù)關(guān)系。根據(jù)以上分析,v與的關(guān)系可以表達(dá)為當(dāng)0時(shí),v 0,v =h +v ,則: k 1( k為土壓力集中系數(shù),即實(shí)測(cè)值/h) ,涵洞頂產(chǎn)生土應(yīng)力集中;當(dāng)0時(shí),v 0,v =h -v ,則: k 1。而且，增量隨填土高度之變化，將決定kh之變化，反過來說kh曲線也將反映增量隨填土高度之變化。由于v形溝谷的影響，存在著不均勻沉降，溝谷中部的沉降大于兩側(cè)的沉降，同時(shí)溝谷兩側(cè)邊坡也對(duì)中間填土起到“側(cè)限”作用，具備拱效應(yīng)形成的充要條

6、件，因此v型溝谷填土路基土壓力及沉降與一般高填方路基的土壓力及沉降存在明顯的不同特性3、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析圖2k24+383拱頂壓力盒埋設(shè)示意圖 圖358號(hào)壓力盒壓力對(duì)比曲線圖圖458號(hào)壓力盒k值對(duì)比曲線圖圖3表明從填土開始，實(shí)際壓力值低于計(jì)算值h；到施工完畢后7號(hào)壓力盒壓力值大于計(jì)算值，土壓力集中系數(shù)k隨著時(shí)間的推移有所降低；6號(hào)壓力盒的壓力值一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于計(jì)算值。圖4應(yīng)力集中系數(shù)k曲線圖表明一般情況下k1，當(dāng)出現(xiàn)應(yīng)力集中,即實(shí)際土壓力大于計(jì)算土壓力時(shí)k1。k24+383涵洞地基在上游主要是基巖，在下游為碎石土。下游采用強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。由于該涵洞處理后地基剛度較大，尤其是上游部分，幾乎不存在工后

7、沉降，因此該涵洞未設(shè)沉降觀測(cè)。圖5k52+273拱頂壓力盒埋設(shè)示意圖圖637號(hào)壓力盒壓力對(duì)比曲線圖圖737號(hào)壓力盒k值對(duì)比曲線圖圖6表明在拱頂8米處土壓力，除個(gè)別異常值外，均低于計(jì)算值，各壓力盒土壓力在施工前期（填土厚度低于1520米）大致成線性增長(zhǎng)，然后成非線性增長(zhǎng)即以對(duì)數(shù)曲線形式增長(zhǎng)。圖7表明k值除異常值外，均小于1。圖8k52+273沉降曲線圖圖8表明：涵洞的沉降在施工初期不太明顯，隨著填土高度h的增加，沉降量逐漸變大，施工完畢后沉降速率又逐漸減緩，趨于平和。由于涵洞中間部位填土較兩端高，因此中間部位沉降較大。4、兩個(gè)試驗(yàn)段對(duì)比分析綜合兩個(gè)試驗(yàn)路段，k52+273高填方路堤涵洞雖然發(fā)生了

8、比較明顯的沉降變形，但是后期運(yùn)營(yíng)良好；k24+383涵洞地基剛度較高，沒有比較明顯的下沉，施工完畢后發(fā)現(xiàn)涵洞有6節(jié)產(chǎn)生了裂縫。測(cè)試數(shù)據(jù)表明距拱頂基本相同高度土層土壓力值k24+383總體要比k52+273高，結(jié)合理論分析內(nèi)容，推斷在k24+383高填方路堤涵洞可能產(chǎn)生了“應(yīng)力集中”現(xiàn)象；而在k52+273高填方路堤涵洞則產(chǎn)生了“土拱效應(yīng)”。（1）兩側(cè)邊坡角度的影響k52+273高填方路堤涵洞兩側(cè)邊坡較陡，在后期沉降過程中對(duì)中間填土起到了很好的支撐作用，使中間部分填土重量轉(zhuǎn)嫁到涵洞兩側(cè)土體，減輕了涵洞結(jié)構(gòu)所受的土壓力；而k24+383高填方路堤涵洞兩側(cè)邊坡角度較小，填方斷面開闊，兩側(cè)邊坡土體未發(fā)

9、揮其“側(cè)限”作用。（2）地基剛度的影響k52+273高填方路堤涵洞采用高壓水泥旋噴樁加固，屬半剛性地基，后期沉降較k24+383明顯，涵洞下沉帶動(dòng)內(nèi)土柱下沉量大于外土柱，使拱頂土體產(chǎn)生“土拱效應(yīng)”；k24+383高填方涵洞地基剛度較高尤其是涵洞上游，隨著填土高度的增加，涵洞荷載逐漸變大，致使涵洞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞。（3）填土壓實(shí)度的影響兩個(gè)試驗(yàn)路段的路堤填土工藝基本一致，每一土層的壓實(shí)度相同，因此對(duì)于k24+383高填方涵洞加大了“應(yīng)力集中”效應(yīng)的影響程度，而k52+273高填方涵洞的“土拱效應(yīng)”的影響范圍也不明顯，所以應(yīng)該采取中松側(cè)實(shí)的填筑工藝，給內(nèi)土柱下沉創(chuàng)造條件，同時(shí)加大外土柱的壓實(shí)度，使其充

10、分承發(fā)揮拱肩的作用，因此尤其要保證涵洞臺(tái)背回填的壓實(shí)度。5、結(jié)論及建議(1)理論分析和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果分析表明:涵洞上填土壓力的大小是高填土下涵洞結(jié)構(gòu)物的合理設(shè)計(jì)控制指標(biāo),而填土壓力的大小則是和填土沉降變形差有著十分密切的聯(lián)系,因此,在公路路基高填土下涵洞結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工中,對(duì)于不同地形地質(zhì)條件下的涵洞結(jié)構(gòu)物,都應(yīng)從受力機(jī)理出發(fā),調(diào)整結(jié)構(gòu)物填土的沉降變形差,使涵洞結(jié)構(gòu)受力科學(xué)合理。(2)高填方涵洞路堤，其地基處理在滿足地基承載力要求的前提下，要盡可能的采取柔性地基處理方式，要保證整體在后期沉降過程中有一定的沉降量，促使中間沉降值大于兩側(cè)沉降值，這樣就可以人為地使上部填土在沉降固結(jié)過程中形成土拱，

11、從而承擔(dān)拱上部土體重量。參考文獻(xiàn):1顧安全.上埋式管道及洞室垂直土壓力的研究.巖土工程學(xué)報(bào)第1期，no.1,1981年2馮忠居.大型溝埋式蛋型管道土壓力的研究c .巖土工程論文集,陜西科技出版社,1994.3汾柳高速公路高填方涵洞現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)資料,2006佛學(xué)經(jīng)典勵(lì)志語(yǔ)錄，一、人之所以痛苦，在于追求錯(cuò)誤的東西。二、與其說是別人讓你痛苦，不如說自己的修養(yǎng)不夠。三、如果你不給自己煩惱，別人也永遠(yuǎn)不可能給你煩惱。因?yàn)槟阕约旱膬?nèi)心，你放不下。四、好好的管教你自己，不要管別人。五、不寬恕眾生，不原諒眾生，是苦了你自己。六、別說別人可憐，自己更可憐，自己修行又如何?自己又懂得人生多少?八、福報(bào)不夠的人，就會(huì)常

12、常聽到是非;福報(bào)夠的人，從來就沒聽到過是非。九、修行是點(diǎn)滴的工夫。十、在順境中修行，永遠(yuǎn)不能成佛。十一、你永遠(yuǎn)要感謝給你逆境的眾生。十五、當(dāng)你快樂時(shí)，你要想，這快樂不是永恒的。當(dāng)你痛苦時(shí)你要想這痛苦也不是永恒的。十六、認(rèn)識(shí)自己，降伏自己，改變自己，才能改變別人。十八、你可以擁有愛，但不要執(zhí)著，因?yàn)榉蛛x是必然的。十九、不要浪費(fèi)你的生命在你一定會(huì)后悔的地方上。二十、你什么時(shí)候放下，什么時(shí)候就沒有煩惱。二一、內(nèi)心沒有分別心，就是真正的苦行。二二、永遠(yuǎn)不去只看眾生的過錯(cuò)。你只看眾生的過錯(cuò)，你永遠(yuǎn)污染你自己。二五、每一種創(chuàng)傷，都是一種成熟。二六、當(dāng)你知道迷惑時(shí)，并不可憐， 當(dāng)你不知道迷惑時(shí)，才是最可憐的

13、。二七、狂妄的人有救，自卑的人沒有救。二八、你不要一直不滿人家，你應(yīng)該一直檢討自己才對(duì)。不滿人家，是苦了你自己。二九、一切惡法，本是虛妄的，你不要太自卑你自己。一切善法，也是虛妄的，你也不要太狂妄你自己。三十、當(dāng)你煩惱的時(shí)候，你就要告訴你自己，這一切都是假的，你煩惱什么?三一、當(dāng)你未學(xué)佛的時(shí)候，你看什么都不順。當(dāng)你學(xué)佛以后，你要看什么都很順。三二、你要包容那些意見跟你不同的人，這樣子日子比較好過。你要是一直想改變他，那樣子你會(huì)很痛苦。要學(xué)學(xué)怎樣忍受他才是。你要學(xué)學(xué)怎樣包容他才是。三四、修行就是修正自己錯(cuò)誤的觀念。三五、醫(yī)生難醫(yī)命終之人，佛陀難渡無緣的眾生。三六、一個(gè)人如果不能從內(nèi)心去原諒別人，

14、那他就永遠(yuǎn)不會(huì)心安理得。三七、心中裝滿著自己的看法與想法的人，永遠(yuǎn)聽不見別人的心聲。三八、毀滅人只要一句話，培植一個(gè)人卻要千句話，請(qǐng)你多口下留情。三九、當(dāng)你勸告別人時(shí)，若不顧及別人的自尊心，那么再好的言語(yǔ)都沒有用的。四十、不要在你的智慧中夾雜著傲慢。不要使你的謙虛心缺乏智慧。四一、根本不必回頭去看咒罵你的人是誰(shuí)?如果有一條瘋狗咬你一口，難道你也要趴下去反咬他一口嗎?四二、忌妒別人，不會(huì)給自己增加任何的好處。忌妒別人，也不可能減少別人的成就。四三、永遠(yuǎn)不要浪費(fèi)你的一分一秒，去想任何你不喜歡的人。四四、多少人要離開這個(gè)世間時(shí)，都會(huì)說出同一句話，這世界真是無奈與凄涼啊!四五、戀愛不是慈善事業(yè)，不能隨

15、便施舍的。感情是沒有公式，沒有原則，沒有道理可循的。四六、請(qǐng)你用慈悲心和溫和的態(tài)度，把你的不滿與委屈說出來，別人就容易接受。四七、創(chuàng)造機(jī)會(huì)的人是勇者。等待機(jī)會(huì)的人是愚者。四八、能說不能行，不是真智慧。四九、多用心去傾聽別人怎么說，不要急著表達(dá)你自己的看法。五十、同樣的瓶子，你為什么要裝毒藥呢?同樣的心理，你為什么要充滿著煩惱呢?五一、得不到的東西，我們會(huì)一直以為他是美好的，那是因?yàn)槟銓?duì)他了解太少，沒有時(shí)間與他相處在一起。當(dāng)有一天，你深入了解后，你會(huì)發(fā)現(xiàn)原不是你想像中的那么美好。五二、這個(gè)世間只有圓滑，沒有圓滿的。五三、修行要有耐性，要能甘于淡泊，樂于寂寞。五四、活著一天，就是有福氣，就該珍惜。

16、當(dāng)我哭泣我沒有鞋子穿的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)有人卻沒有腳。五五、多一分心力去注意別人，就少一分心力反省自己，你懂嗎?五六、眼睛不要老是睜得那么大，我且問你，百年以后，那一樣是你的。五七、欲知世上刀兵劫，但聽屠門夜半聲。不要光埋怨自己多病，災(zāi)禍橫生，多看看橫死在你刀下的眾生又有多少?五八、憎恨別人對(duì)自己是一種很大的損失。五九、每一個(gè)人都擁有生命，但并非每個(gè)人都懂得生命，乃至于珍惜生命。不了解生命的人，生命對(duì)他來說，是一種懲罰。六十、自以為擁有財(cái)富的人，其實(shí)是被財(cái)富所擁有。六一、情執(zhí)是苦惱的原因，放下情執(zhí)，你才能得到自在。六四、當(dāng)你對(duì)自己誠(chéng)實(shí)的時(shí)候，世界上沒有人能夠欺騙得了你。六五、用傷害別人的手段來掩飾自

17、己缺點(diǎn)的人，是可恥的。六七、在你貧窮的時(shí)候，那你就用身體去布施，譬如說掃地、灑水、搬東西等，這也是一種布施。六八、內(nèi)心充滿忌妒，心中不坦白，言語(yǔ)不正的人，不能算是一位五官端正的人。六九、默默的關(guān)懷與祝福別人，那是一種無形的布施。七十、多講點(diǎn)笑話，以幽默的態(tài)度處事，這樣子日子會(huì)好過一點(diǎn)。七一、與人相處之道，在于無限的容忍。七二、不要刻意去猜測(cè)他人的想法，如果你沒有智慧與經(jīng)驗(yàn)的正確判斷，通常都會(huì)有錯(cuò)誤的。七三、要了解一個(gè)人，只需要看他的出發(fā)點(diǎn)與目的地是否相同，就可以知道他是否真心的。七四、人生的真理，只是藏在平淡之中。七五、不洗澡的人，硬擦香水是不會(huì)香的。名聲與尊貴，是來自于真才實(shí)學(xué)的。有德自然香

18、。七六、與其你去排斥它已成的事實(shí)，你不如去接受它。七七、佛菩薩只保佑那些肯幫助自己的人。七八、逆境是成長(zhǎng)必經(jīng)的過程，能勇于接受逆境的人，生命就會(huì)日漸的茁壯。七九、你要感謝告訴你缺點(diǎn)的人。八十、能為別人設(shè)想的人，永遠(yuǎn)不寂寞。八一、如果你能像看別人缺點(diǎn)一樣，如此準(zhǔn)確般的發(fā)現(xiàn)自己的缺點(diǎn)，那么你的生命將會(huì)不平凡。八二、原諒別人，就是給自己心中留下空間，以便回旋。八三、時(shí)間總會(huì)過去的，讓時(shí)間流走你的煩惱吧!八四、你硬要把單純的事情看得很嚴(yán)重，那樣子你會(huì)很痛苦。八五、永遠(yuǎn)扭曲別人善意的人，無藥可救。八六、人不是壞的，只是習(xí)氣罷了，每個(gè)人都有習(xí)氣，只是深淺不同罷了。只要他有向道的心，能原諒的就原諒他，不要把他看做是壞人。八七、說一句謊話，要編造十句謊話來彌補(bǔ)，何苦呢?八八、其實(shí)愛美的人，只是與自己談戀愛罷了。八九、世界上沒有一個(gè)永遠(yuǎn)不被毀謗的人，也沒有一個(gè)永遠(yuǎn)被贊嘆的人。當(dāng)你話多的時(shí)候，別人要批評(píng)你，當(dāng)你話少的時(shí)候，別人要批評(píng)你，當(dāng)你沈默