交通荷載作用下軟土地基中檢查井的沉降性狀研究

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1、摘要隨著城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，各類市政公用管道越來越多，在路面上所設(shè)的各類管網(wǎng)的檢查井也隨之增多，這些檢查井的存在為道路工程的施工增加了許多不利因素，也產(chǎn)生了許多問題。本文以城市道路上所設(shè)的檢查井為研究對(duì)象，采用Ansys有限元程序，對(duì)檢查井在交通荷載下的沉降性狀進(jìn)行分析。并分析了各種影響因素對(duì)檢查井沉降性狀的影響。影響檢查井沉降的因素包括路基土體壓縮模量Es、井周回填土綜合變形模量Ed、檢查井井壁彈性模量、檢查井埋深等。并提出了一些防止檢查井沉降的措施。關(guān)鍵詞：檢查井沉降軟土有限元第一章緒論交通荷載作用下軟土地基中檢查井的沉降性狀研究1．1研究背景與意義1．1．1檢查井沉降問題提

2、出隨著城市現(xiàn)代化程度的不斷提高，各類城市公用管道越來越多，在道路上所設(shè)的各類管網(wǎng)的檢查井也隨之增多。檢查井的分類有很多種：從材料上分有砌體結(jié)構(gòu)的檢查井、混凝土結(jié)構(gòu)的檢查井以及塑料檢查井等；從功能上分有雨水檢查井、污水檢查井、自來水檢查井和電纜檢查井等。檢查井雖然屬于市政工程中的附屬構(gòu)筑物，但其對(duì)道路工程及排水工程均有重要的影響。檢查井周圍的路面往往比其它處路面更容易遭到破壞。檢查井危害產(chǎn)生的過程相對(duì)較長(zhǎng)，屬于漸進(jìn)過程，在道路建成初期，道路與檢查井的沉降基本一致，即整體下沉，隨著時(shí)間的推移和在荷載作用下，道路與檢查井二者的沉降量發(fā)生變化，一般情況下，檢查井的沉降要大于道路的沉降，由于兩者

3、沉降量不同，加上地下水的影響，檢查井四周的土體產(chǎn)生松動(dòng)，密實(shí)度降低，使檢查井(尤其是磚砌檢查井)的井室、井頸產(chǎn)生微小變形，從而又影響到道路結(jié)構(gòu)層，這樣，檢查井四周道路基礎(chǔ)的承載力降低致使檢查井四周的路面開裂破壞，初期在檢查井四周的路面上形成放射狀裂紋，然后形成環(huán)向裂縫，路面結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生變形。井四周的土壓力的不均勻變化，又容易使檢查井井圈被破壞。在道路上行駛的汽車和自行車，在通過一些檢查井時(shí)容易產(chǎn)生顛簸感，這主要是由于檢查井井口相對(duì)于路面的起伏造成的。有些檢查井的起伏較大，凸出路面或凹進(jìn)路面，這種現(xiàn)象在修建時(shí)間較長(zhǎng)的道路上較為明顯。造成檢查井相對(duì)于道路路面起伏的原因很多，其主第一章緒論交通

4、荷載作用下軟土地基中檢查井的沉降性狀研究要原因是由于不均勻沉降造成的。常規(guī)檢查井的構(gòu)造由基礎(chǔ)、井室、井頸、井圈和井蓋等組成，檢查井作為一個(gè)整體構(gòu)筑物，其井頸、井圈和井蓋位于道路的路面結(jié)構(gòu)層中，而井室位于道路路面結(jié)構(gòu)層以下，在檢查井和道路建設(shè)中，其施工順序?yàn)橄冗M(jìn)行管道鋪設(shè)并預(yù)留出井位，在管道鋪設(shè)完成后再砌筑檢查井，最后完成道路施工，由于受施工條件、雨季降水、地基處理、地質(zhì)條件等各種因素的影響，檢查井與道路結(jié)構(gòu)層很難形成一個(gè)整體，另外檢查井四周路面結(jié)構(gòu)層的施工處理也是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，因?yàn)樵趯?duì)此處的路面進(jìn)行路基碾壓時(shí)，為保證檢查井不受破壞，一般都不采用重型機(jī)械施工，這樣使檢查井井體與周圍土體不

5、能達(dá)到設(shè)計(jì)最佳密實(shí)度，當(dāng)?shù)缆方ǔ墒褂煤?，在道路自重荷載和車載的作用下，隨著時(shí)間道路結(jié)構(gòu)層與排水檢查井均產(chǎn)生沉降，當(dāng)?shù)缆仿坊某两盗颗c檢查井的沉降量不同時(shí)，形成檢查井在路面上凹凸不平。檢查井沉降對(duì)檢查井本身并不會(huì)造成太大損傷，但是，檢查井的沉降引起道路路面破損，引起路面不平整度加劇，進(jìn)而使得車輛通過時(shí)產(chǎn)生跳車現(xiàn)象，車輛跳車使得道路破損進(jìn)一步加劇，進(jìn)而進(jìn)入到下一個(gè)惡性循環(huán)。就這樣日積月累，檢查井沉降問題日益加重。檢查井引起路面破損的問題普遍存在，特別是在軟弱地基上，情況更為嚴(yán)重。由于檢查井沉降導(dǎo)致井周路面龜裂、破損、井框與路面高差過大等現(xiàn)象。這些直接影響道路的使用功能及外觀形象，還影響行車

6、安全、嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸾煌ㄊ鹿省Ｃ磕暧糜诰S修因檢查井導(dǎo)致的路面破損的費(fèi)用很大，且維修后不久路面仍會(huì)破損。因此，有必要從根本上解決檢查并沉降導(dǎo)致的路面破損現(xiàn)象。1．1．2杭州市區(qū)檢查井沉降情況調(diào)查第一章緒論交通衙載作用下軟土地基中檢查井的沉降性狀研究為確切了解檢查井的服役現(xiàn)狀，作者同杭州市政工程管理處的工作人員一起，對(duì)杭州市區(qū)內(nèi)一些路段的檢查井損壞情況做了一些調(diào)查。通過調(diào)查，作者發(fā)現(xiàn)檢查井沉降問題是一個(gè)普遍現(xiàn)象。調(diào)查結(jié)果見表1．1。表1．1杭州市區(qū)部分道路檢查井沉降情況序號(hào)調(diào)查時(shí)間路名詳細(xì)地址存在問題屬地管理單位產(chǎn)權(quán)單位10511i0南山路144號(hào)新貴俱樂部快車道煤氣井下沉上城市政所煤氣

7、公司20511i0南山路軍區(qū)司令部快車道污水井下沉上城市政所排水公司3051llO南山路146號(hào)西側(cè)快車道污水井下沉上城市政所排水公司4051110南山路148號(hào)西側(cè)快車道污水井下車上城市政所排水公司5051110南山路148-5號(hào)快車道污水井下車上城市政所排水公司6051ii0南山路152-I號(hào)快車道雨水井下沉上城市政所7051Ii0南山路152-I號(hào)快車道污水井下沉上城市政所排水公司8051110南山路154號(hào)快車道兩只雨水井下沉上城市政所