论文部分内容阅读
山区地域冲沟发育,受地形及气候条件影响,其底部易淤积软弱土且厚度差异较大,物理力学特性不均一。一方面,在山区修建高速公路将无法避免产生大量高填方涵洞;另一方面,若直接在冲沟底部软土区修建涵洞等构筑物易产生地基承载力不足或沉降量过大等问题进而直接影响到公路工程的建设。此外,当地基土质较差且厚度较大及对沉降量要求较高等条件下时,采取其他地基处理方式显然不经济或达不到处理效果,此时,采用管桩处理涵底软弱地基则是必然选择之一。但高填方涵洞受荷机理复杂,其与桥梁、建筑等工程地基与基础的设计思路正好相反,地基和基础的刚度越大,涵顶应力集中现象越明显,结构实际外荷载也越大。因此,如何对软弱地基土加固的前提下尽可能降低由此引起的涵顶应力集中加剧现象值得进一步深入研究。本文结合包茂高速公路(粤境段)T6标高填方涵洞实体工程,采用工程调研、现场试验的方法对依托工程土压力及填土沉降特性进行了监测,由此利用数值仿真分析的方法研究了填土高度5~50m下管桩处理范围、深度、桩距、涵侧管桩桩长对涵顶应力集中现象及基底沉降量的影响,主要得到以下研究成果:(1)高填方盖板涵涵周土压力与现行规范存在较大差异,具体表现为:涵顶及基底垂直土压力呈两端大中间小的“U”型分布,侧墙水平土压力呈“3”型分布,这与规范中线性及梯形分布存在较大差异;受现场地形、地貌条件非对称的影响,涵周土压力及涵顶填土沉降分布规律均产生明显的偏载效应;(2)涵顶垂直土压力、垂直土压力系数、填土差异沉降及基底沉降量与管桩处理范围、桩距及涵侧管桩桩长呈负相关,与管桩处理深度呈正相关;(3)建议当采用管桩处理高填方盖板涵软基盖板涵时,在满足地基承载力并穿越了软弱土的条件下,管桩处理宽度宜取涵底外3D(D为涵洞跨径),同时严格控制管桩处理深度。此外,管桩布设时宜采用“外长内短”布置,即涵侧管桩桩长应尽量长于涵底管桩桩长,同时适当增大管桩桩距。若设置得当,当与天然地基相比,采用管桩复合地基后高填方涵洞基底沉降量减小近50%,而涵顶平均垂直土压力集中系数K_s增幅不超过10%。