高填方涵洞

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高填方涵洞地基处理范围的分析与计算

高填方涵洞地基处理范围的分析与计算
因此,地基处理在综合考虑沉降与涵洞受力时 处理宽度宜取(2~3)D。
通过数值模拟,对处理宽度为(1~5)D时不同 处理深度的涵顶土压力及涵体沉降进行研究,数值 模拟结果如图6和图7所示。
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500 O l 2 3 4 5 67 8 处理深度/m
图6处理深度与涵顶压力关系曲线
mental Engineering,2005,131(1):20一27.
[63顾安全,郭婷婷,王兴平.高填土涵洞(管)采用EPS 板减荷的试验研究[J].岩土工程学报,2005,27(5):
500—504.
F7l杨锡武,张永兴.山区公路高填方涵洞加筋桥减载方 法及其设计理论研究[J].岩石力学与工程学报,
从图5可以看出,处理宽度为1D,即仅处理基 础正下方范围的地基时,由于基础两侧地基沉降大 于加固区沉降,涵洞台背两侧填土相对涵体有一个
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地基处理宽度
图S涵顶压力随地基处理宽度的变化
向下的位移,对涵体产生向下的拖拽力,使涵顶压力 增大,此时涵顶压力比地基不处理时增大约11%。 当地基处理宽度大于2D以后,随着地基处理宽度 的增大,涵顶垂直土压力急剧减小。
从尽量控制差异沉降的观点出发,应尽量使差 异沉降值△S=0,则由式(6)可得:
百El565—E52如45|匕。3 瓦2E03一等一E3箬=o。
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现场取土测试结果表明,下卧层土质为老黏土
及中风化岩石,加权平均模量约为E。=20 MPa,代
入式(7)可得:

浅析提高铁路高填方涵洞稳定性的措施

浅析提高铁路高填方涵洞稳定性的措施

霰;塑整0瓜浅析提高铁路高填方涵洞稳定性的措施裘竹青(中铁第五勘察设计院集团有限公司东北分院,黑龙江哈尔滨150006)脯要]随着交通运输事业的快速发展,铁路运输变得越来越重要,因此,对铁路建设的要求无论是通车里程还是质量都越来越高,为了满足铁路建设的线型要求,离填方涵洞建设也越采越多。

但堤.,在高填方涵洞的建设中。

由于设计和施工水平的问题,造成了高填方涵洞稳定性差的后果。

本文从提高铁路高填方涵洞稳定性方面入手,提出了具体的稳定措施,期望对铁路高填方涵洞建设有所帮助。

/陕键词]铁路;高填方涵洞;稳蘑胜;措施1序言随着铁路建设速度的加快,高填方涵洞日益增多,在设计和应用中的问题不断出现。

姚晓平在镐填方涵洞土压力计算方法的试验研蓟一文中提出“涵洞是埋设在填土下的建筑物,它在水利、交通、供排水工程中被广泛使用。

目前,虽然国内外对涵洞土压力的计算理论有很多,但是有关高填方涵洞的研究成果报道不多,更多的是低填方涵洞或明涵的试验与研究成果。

高填方涵洞的土压力计算的研究大多都处于解决施工应用问题的水平,对涉及高填方涵洞设计陔心的土压力计算理论的研究成果并不多。

高填方涵洞(其是填土高度20m以上的高填方涵洞)尚缺乏合适的土压力计算方法,使高填方涵洞在设计和应用中产生各种问题,包括给工程造价带来浪费和给涵洞结构的安全性带来隐患”。

如何解决铁路高填方涵洞在设计和施工中存在的问题,提高高填方涵洞的稳定性,僦为摆在铁路高填方涵洞设计者和建设者面前艰巨的任务。

2提高铁路高填方涵洞稳定性的措施21充分利用好地形。

做好铁路高填方涵洞的设计充分利用好地形,做好铁路高填方涵洞的设计是提高铁路高填方涵洞稳定性的基础。

高填方涵洞是在路基土体中埋置的结构物,可以有效地成为铁路路基的—部分,因此,确保高填方涵洞的安全是保证铁路畅通的必要条件,这就要求在设计涵洞时要充分利用利用地形条件,对埋置地的结构、地下水等地质条件予以充分考虑,了解埋置场地地形、地貌的历史变迁以及土质的构成状况,精确地计算出该处地域的实际承载能力,断面尺寸、墙体强度等要符合场地地形的要求,提高土石方利用率,尽量避免主要、中沟,因势利导,充分利用地形地貌形成的有利条件,进行涵洞的设计和建设。

高填方路基和高填方涵洞qq

高填方路基和高填方涵洞qq

1.5 减小高填方路基沉降的综合填筑施工方案
1.路基上部3m高度范围内强夯, 其余下部采用分层碾压施工
2.各平台顶部3m高度范围内强夯,
其余层次分层碾压施工
3.上部和下部强夯,其余层次分层 碾压
4. 平台顶部3m高度范围内强夯,宽度范围 为路基宽度再加宽3m,其余层次和范围分层碾 压施工。石院子高填方路基强夯与分层压实组 合施工方案。 5.全高度分层压实,在上部3m高度范围内加 土工格栅,减小下部压实不均可能产生的沉降。
到一定高度应考虑拱效应。
2.3 高填方涵洞的非线性土压力计算方法
涵顶土压力随填土高度变化的实验关系曲线和数值模
拟计算关系曲线表明,涵顶填土达到一定高度以后,土压 力随填土高度成非线性变化,通过统计回归,得出了涵顶 土压力随填土高度非线性变化的计算公式: 狭窄沟谷沟心设涵:σ=3.9365γH0.5882 宽坦沟谷沟心设涵:σ=3.7128γH0.4543
高填方路基及高填方涵洞设 计与施工控制
杨 锡 武
重庆交通大学 二O一四年十二月
一、高填方路基的设计与施工控制
1.1 高填方路基的产生背景
1.2 高填方路基的稳定性设计
1.3 高填方路基的沉降变化规律和影响因素 1.4 影响高填方路基沉降的因素 1.5 减小高填方路基沉降的综合施工方案 1.6 高填方路基压实施工关键技术
普氏地压理论 Γ= 21.9 g/cm3 H=40m
3 高填方路基存在的问题
◆边坡稳定性设计与防护
◆施工压实方法
◆工后沉降
◆压实质量控制
1.2 高填方路基的结构形式与稳定性设计
1 高填方路基的结构形式与坡率 (1)边坡结构形式 ◆设台阶的折线形,台阶上设截水沟

高填方涵洞关键问题探讨

高填方涵洞关键问题探讨

高填方涵洞关键问题探讨摘要:在山区公路设计过程中,受平纵指标及填挖平衡的限制,高填方工程是无法避免的,为了满足路基横向排水或被交道路交通要求,需要设置涵洞。

高填方涵洞由于上覆土层厚度大,垂直土压力大,巨大的压力容易使混凝土开裂破坏。

上覆土层厚度大,对地基承载力的要求也高,而且容易发生不均匀沉降,导致涵内积水甚至裂缝,严重影响了涵洞的正常使用。

由此可见,在设计高填方涵洞时,如何确定高填方土压力分布状态,有效地减小涵洞上的垂直土压力,提高地基承载力及涵洞基础设计是首要解决的问题。

关键词:高填方涵洞减载承载力基础设计1、高填方涵洞的定义及特点我国的公路桥涵设计规范,对于高填方涵洞并没有明确定义。

而根据我国路基设计规范,把填方高度超过20m的填方路基定为高路堤,故在高路基底部修建的涵洞也就是高填方涵洞。

高填方涵洞具有土压力较大,对地基沉降要求高,工程造价高以及出现问题后,加固维修难度大的特点。

2、合理确定高填方土压力分布状态目前在涵洞设计中存在两个误区。

一方面,如果在涵洞设计过程中过于保守,采用过大的安全系数,那么为了使地基承载力满足设计要求,往往需要投入大量的人力和物力进行涵洞地基的处理,同时造成涵洞顶部填土压力更加集中,这种做法是不经济的,也是不合理的。

另一方面,如果对涵顶“土拱效应”认识不足,没有考虑到高填方涵洞拱顶的土压力集中现象,得出较小的土压力,从而导致结构物因强度不够而开裂,或因地基承载力不能满足实际受荷要求,而导致基底沉降和不均匀沉降过大,造成涵洞结构物顶部拉裂或路面开裂,有些涵洞还可能出现中部沉降值较大,造成涵洞内积水甚至基础开裂的情况,严重影响涵洞的正常使用。

因此,合理确定高填方土压力分布状态成为高填方涵洞设计和施工中的首要问题。

在实际工程设计中,需根据地基条件不同,选择不同的竖向土压力计算方法。

当涵洞周围为非软土的稳定地基时,涵顶填土与涵台外填土的沉降差很小。

由沉降差引起的附加剪应力很小,可以忽略,此时若填土高度较低,可采用土柱法计算。

高填方涵洞设计问题研究

高填方涵洞设计问题研究
摘 要 : 高填方涵洞是山区高等级公路 的特殊排 水结构物之 一。随着高填 方涵洞的 日益增 多, 高填方涵洞问题越 来越 多地 出现 , 高填 土涵洞
的 研 究 也 越 来越 多地 引起 重视 。 关 键 词 : 填 方 涵 洞 ; 筑 ; 。 3 提高地基 承载力 3 3. 31强夯置换 根据高填方涵洞所处的地形地质条件 、 受力特 涵I 设置在原沟位置, 2 涵 设置在沟坡上披 两 点和排水要求, 山区公路高填方涵洞多采用盖板涵 种方案分别设让 主要参数见表 1 强夯处理技术广泛应用于碎石 、 砂土、 低饱和 表 1涵 1 与涵2 主要指标表 度的粉土与粘 陛土、 湿陷性黄土 、 杂填土、 素填土等 地基。置换材料采用级配 岚好的碎石、 块石等坚硬 相 比高填土条件下的涵洞具有填土高度大、 土压力 大但不随填土高度线性增加的特点根 明显, 的 现有 粗颗粒材料,粒径大于 30 m的颗粒含量不大干 0r a 2B 2.3 l sl 不 靠蜚 较 大 轻 菇 涵洞设计标准图已不能满足这种高填土条件下 的 涵 I 9, l 全重的 3%。夯点间距 3 0 驰并保证外缘的夯点距基 L0 L0 蔼 錾 较 小 较 l 匠 涵洞设计需要, 而要使其结构设计安全可靠 、 经济合 涵 2 3 I2 础边缘不小于 3 5 根据实际地质计算墩长及墩 . m, 理, 首先必须正确评价和计算高填土条件下的涵顶 涵 2的涵长仅为涵 1的 I , / 大大降低了造价; 体直径’ 证墩底穿透软弱土层。 3 并保 一般单击夯击能 拱 效 应及 拱效 应 对土 压 力 的影 响, 高或 过 低地 估 填土高降低 5倍以上, 过 可减小各构造尺寸, 降低基底 不 小 于 3 0 k l’ 点 的夯击 次数 应 通过 现 场试 0 0 N・l夯 I 0 m 实践 计拱效应对土压力的影响将会使涵洞的结构设计 承载力要求避 免复杂的地基处理. 2 涵 进出口需要 夯确定最后两击的平均夯沉量不大于 5 m 。 不安全或不经济。 处理进 口 应将原沟底填起至洞 口 设计标高, 出口应 证明采 用强夯挤密碎石桩工艺处理湿陷性黄粘土 2高填方涵洞的特点 砌槽将水引至原沟. 因此需增加征地但 山区沟中多 涵洞地基, 投入少, 周期短’ 了施工质量, 明 保证 具有 与低填方涵洞和其它填埋式涵管相比' 路高 为杂木, / 公 填起后亦可恢复植被, 对周围环境影响较 显的经济效益和社会效益。 3. 32水泥旋喷桩 填方涵洞具有 以下特点: 小。因此涵 2 具有明显的优势。 求高。 高填方涵洞一 J 外' 可考虑将原沟填起至理想标高然后 在 比 j 丕 水泥旋喷桩加固涵洞地基的效果 比较明显, 常 板涵, 基础的不均匀沉降 填土 E 设置涵洞, 出口设置急流坡, 也可减小涵长, 降 用水泥旋喷桩是用单层注浆管喷射水泥浆液用 此 会导致涵台的开裂或拱圈的开裂与塌陷, 同时涵洞 低填土高度胆 填土需要特殊压实处理翊晚 地基不 浆液 的喷射流冲击土体, 使被冲下来的部分土颗粒 的坍塌会 引 起路面的 沉降破坏。 因此扁 填方涵洞对 与水泥浆搅拌、 、 混合 凝固形 成旋喷桩。 施工时用旋 3 减 小涵 顶土 压力 2 地基土容许承载力及均匀性要求较高 般要求地 喷钻机 自 下而上高压旋转喷射水泥浆, 喷头提升速 基为基岩。 涵洞建成后, 与周围路基均会有沉降。当周围 度为 0 m ti 喷头转速一般为 2 r i . mr 2  ̄ 0/ n为宜’ m 喷浆 工程量大造 价高。由于填土高度大, 高填方涵 土体相对于涵洞无位移盹 涵顶上的土压力 盯 I 压力—般不小于 2 P。为确保水泥浆在地基 中 I ; 0M a 洞洞身较长造 价较高, 如果结构设计不合理结构尺 土体相对于涵洞下沉时 y}涵洞相对于土体下沉 充分均匀和饱满 、 Y; l 保证旋喷效果和旋喷桩质量以及 寸偏大 0 使高填方涵洞的造价剧增造 成浪费例 如 Ia< h  ̄ ' 。因此 十中可利用此变化规律减小涵顶 桩径满足设计要求可 以采用提高喷射压力、 l ' y 泵送或 阜朝 高速一拱 涵前墙顶 宽达到 4 m 底宽达 到 土压力’ 适 当降低涵底地基刚度' ., 8 女 口 使涵洞相对于周 降低回 转与提升速度等措施' 也可采用复喷工艺。 这 67, . m全涵工程造价达到 2 0 6 7 多万; 结构尺寸 围土体下沉戚 利用两岸边城 阻止土体下沉等。 反之' 种方法 日 本称为 C P C 工法, 已经在我 国山区涵洞地 偏,. J可能会使结构承载力不能满足荷载要求而导 、 如 图 基处理中得以应用 。 致涵洞的开裂坍塌, 酿成质量事故, 并增加加固维修 2。 3 3 压 力 注浆 . 3 工程费用。 涵洞上方一定高度和宽度范围内用 比周 围填 压力注浆法加固地基是通过一定的压力将可 承受的土压力大。由于填土高度大艘 其承受 土压实度低的土填筑形 成—个 内松外实的软弱土 固化的化学浆液或水泥浆液 注入地基上的裂隙或 的土压力随填土高度的增加而增加结 构尺寸也随 区 然后在此区域的上方设置钢筋, 域。 钢筋上铺没土 孔院 以改善地基的物理力学性能。 压力注浆一般是 填土高度而增大。 工布等, 钢筋两端锚固在周围高压实度的密实土体 对地基垂直钻孔, 在孔内注入浆液。 在注浆孔附近一 加固维修难度大。高填方涵洞填土高度大, 长 内。 通过软弱土区域 内 较软弱土体与其周围密实土 定影响半径范围内, 固化的浆液和土颗粒凝聚成圆 度大, i 苴风采光条件差, 工作面狭窄, 一旦产生破坏, 体的沉降差艘 区域上方钢筋在涵顶填土压力作用 柱状的固结体, 该固结圆柱体的抗压强度和抗压缩 加固维修较为困难 费用也较高。 下产生下挠通 过钢筋的锚固作用与被动受力把 涵 变形能力高于未注浆 的土体, 密布排列的固结圆柱 3 设计 思路及设 计方法 顶垂直土压力荷载传递到涵台外侧的密实土体上, 体形成了群桩效果提 高了地基的物理力学性质。 浆

高填方涵洞地基处理探讨

高填方涵洞地基处理探讨

高填方涵洞地基处理探讨摘要:高填方涵洞上填土荷载较大,过大的填土压力通常会引起涵洞基础沉降量过大,导致涵顶开裂,影响结构的安全和正常使用。

为了获得涵洞地基处理的合理方法,本文采取换填天然地基土的方式,模拟不同换填宽度和深度对高填方涵洞基础沉降量和地基承载力的影响,以便获得指导工程设计的理论依据。

关键词:高填方涵洞;涵顶土压力;地基沉降;地基承载力1.1 工程介绍涵洞位于屯留县某城际连接线上,设计跨径为2-4x5m,顶板厚1m,立墙厚度均为0.9m,承台高1.5m,涵顶填土为16m,为高填方箱涵。

1.2 几何模型简化和材料参数的选取(1)几何模型简化为了突出研究重点,几何模型进行了如下简化:①不考虑车辆荷载引起的竖向土压力,仅计算填土引起的竖向土压力。

②对于高填方涵洞可简化为平面应变问题。

③利用施工阶段来模拟土体的分层回填过程。

有限元计算模型如图1所示。

图1 有限元计算模型利用平面应变单元来模拟地基土、回填土及涵洞洞口外侧已完成的路基填土,采用梁单元来模拟箱涵立墙及基础。

(2)材料参数选取结合工程场地土工试验结果选取数值模拟所采用的计算参数如表1所示。

表1数值模拟所采用的计算参数材料名称下层粉质粘土中层粉质粘土上层粉质粘土天然砂砾涵顶上方填土混凝土弹性模量(KN/m2)100000 60000 45000 120000 100000 30000000泊松比 0.28 0.3 0.3 0.2 0.25 0.2容重(KN/m3)20.6 20.3 20.1 19.2 17.5 25粘聚力(KN/m2)15 15 15 0 10 -摩擦角(度) 30 30 30 35 23 -1.3 涵洞地基沉降计算(1)地基处理宽度对沉降的影响为了研究涵洞地基处理宽度对涵洞地基沉降的影响,本文采取换填天然地基土的方式来进行地基处理,换填后的地基土刚度E=10MPa其余土体及结构参数同表1,换填宽度B分别按照0m(即天然地基,不处理),8m,13m和18m来控制。

浅谈高填方涵洞处理方法

浅谈高填方涵洞处理方法

2高填方酒洞的减载方法
2.1利用涵洞基础的形式进行减载 通过涵洞基础形式的设计使涵洞利用土体相对下沉的
影响进行减载。但是在软土地基上涵洞的下沉不均匀或者沉 降过大都会使涵洞开裂漏水,同时怎样控制涵洞的下沉量, 这个是很难计算和控制。在高等级公路工程中,规范是不允 许路面下沉的,对于软土地基都要进行加固处理,因此这种 减载方法并不实用。 2.2充分利用涵洞地形优势
• 69 •
■路桥工程
杂,也没有实际的计算理论,因此也不实用。
2019 年
图1塑性垫层减载原理 2.3.2固化法
在涵洞的周围包裹刚度较大的固化材料,即在涵洞外加 了一个像箱涵的“套子”,涵洞上的土压力大部分由其承担, 从而达到减小涵洞顶部土压力荷载的目的,如图2所示。固 化法通过增加涵洞周围土体强度和刚度以减小作用于涵洞 顶的土压力,但其施工过程复杂,对于材料的要求很高,也没 有实际的计算理论。因此,此法也不实用。
1高填方涵洞存在的问题
髙填方涵洞大多是“十涵九裂”。总结涵洞病害产生的原 因,主要有以下三点:
(1) 涵洞顶覆土荷载过大,结构尺寸偏小,地基形式不合 理等。对于低填方涵洞,大多是用“土柱法”进行外部荷载的 等效,为了节约经济,常采用分离式地基。但是对于高填方涵 洞,涵顶土压力系数总体上随填土高度的增大而增大,由于 土拱效应的不稳定性,土压力系数在增大过程中会产生波 动,土体的压力并不是线性变化而是非线性的,所以对于计 算往往是不精确的。为了安全性考虑采用“土柱法”计算是偏 大的,造成成本的浪费,同时分离式基础也很容易破坏,在高 填方涵洞中不建议采用。
(2) 基础的不均匀沉降,对于软土地基的处理,大多是理 论计算,对于下层地基的变形是难以估计的。随着填方高度 的增高,涵顶和地基平面的沉降及差异沉降也随之增大,尤 其在不对称涵洞布设时,因此造成了基础的不均匀沉降,拉 裂涵洞。

高填方路堤涵洞室内试验研究

高填方路堤涵洞室内试验研究

[1汉斯 ・ 1 洛伦 茨 . 道路 线 形 与 环 境设 计 『 . 京 :人 民交 通 出版 M] 北
社 . 】8 . 9 4
绿 化的 重点 ,绿 化效果 直 接影 响
土护坡 、水 土 保持 的 同时完 成生 态恢 复 。
5 结 语
水 土流 失 、农 田砂化 等 ,但 由于 场地 位 置偏 僻 ,施工 时不 规 范作
物 品种也 要尽 量 和原地 貌植 物 品
内的生态 环境 质 量 .而且对 树 立 山水 特 色突 出 的工贸旅 游 城市 形 象 的具有 重要 意 义 。
参 考文 献
43 取 土场 、弃 土场 的绿 化 -6 . 取 、弃 土 的绿化 设计 应 当是
种 相 同或 相 近 ,这 样 便 于 采 种 , 便 于种植 。便 于 成活 。在 实现 固
文献 标 识 码 :B
文 章编 号 :10 — 7 6 2 1 )8 0 6 — 2 0 2 4 8 (0 10 — 0 2 0
DO  ̄1.8 9 .s.0 2 4 8 .0 0 .1 I 03 6 0i n10 - r s Re e r h n s a c o Hi h fl n Em b n m e t g - l g i i a k n Cu v r le t
c a g r ls T e e t e u t s o t a a c e fc wi e i i s i h n h u p r r k n r f l h n e u e . h t s r s l s h w h t r h f t l xs n ol e l t w e t e p e b o e o e i s l t s me e g t n f l g ol e t me t n u v r s ig r h n h t f t e a e a o u v r. o o h i h a d i i s i ln s t e n i c le i l t b g e t a t a o h l tr l f c l e t Ke wo d :c l e t t h g f l g o l a c ef c ; smi r y h o y y r s u v r wi h ih i i s i; r h f t i l i t e r ln e a t
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涵洞设计研讨
主讲:李 林
重庆海特科技发展有限公司 PCVX项目组
1 8/8/2012
3、高填方涵洞的设计
基于经验的上部土压力计算 高填土分离式和整体式源自础基于土力学的上部土压力计算
地基承载力的一些影响因素
2 8/8/2012
基于经验的上部土压力计算(1)
3 8/8/2012
基于经验的上部土压力计算(2)
10 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(2)
11 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(3)
12 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(4)
13 8/8/2012
4 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算(1)
5 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算 (2)
6 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算 (3)
7 8/8/2012
基于土力学的上部土压力计算 (4)
8 8/8/2012
高填土分离式和整体式基础
9 8/8/2012
地基承载力的一些影响因素(1)
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