朱科橋

【摘要】：預(yù)制拼裝箱涵已經(jīng)成為公路建設(shè)中應(yīng)用非常廣泛的構(gòu)件之一，但是在實(shí)際應(yīng)用中其節(jié)段之間的連接相對(duì)較弱，非常容易受到地基的影響而發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題，特別是處在軟土地基上更容易發(fā)生不均勻沉降。為了對(duì)軟土地基上預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降因素進(jìn)行分析，本文主要以某案例分析軟土地基彈性模量、寬度、深度、回填土厚度等因素對(duì)于箱梁不均勻沉降的影響，希望能夠?qū)ο嚓P(guān)人士有所幫助。

【關(guān)鍵詞】：軟土地基;預(yù)制拼裝箱涵;不均勻沉降

0 引言

預(yù)制拼裝涵洞在應(yīng)用過(guò)程中常常會(huì)受到周邊環(huán)境影響而發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題，此種不均勻沉降主要和路基表層載荷情況、下臥土層分布情況相關(guān)。一旦涵洞縱向不均勻沉降值超出了限定值就會(huì)造成涵洞形成應(yīng)力集中，從而使得其內(nèi)力不斷增加，嚴(yán)重情況下就會(huì)造成涵洞形成裂縫，最終會(huì)造成漏水問(wèn)題，對(duì)于涵洞耐久性以及運(yùn)行的安全性造成較大影響。所以對(duì)于軟土地基對(duì)預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降因素進(jìn)行分析是非常必要的。

1 案例基本情況概述

某高速公路其中一標(biāo)段采取的是預(yù)制拼裝箱涵，該標(biāo)段箱涵的尺寸設(shè)定為6.8m×4.4m，其中壁厚為0.4m，總體設(shè)置14個(gè)節(jié)段。箱涵以及周邊土體材料情況如表1所示。

2 軟土地基對(duì)于預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降的影響分析

工程施工時(shí)常常利用降低軟土層寬度來(lái)降低隧道不均勻沉降的影響，由于實(shí)際地層土質(zhì)常常是不均勻的，下臥土層中存在著軟弱的夾層，這些非常容易造成涵洞的不均勻沉降，也容易形成應(yīng)力集中問(wèn)題并且產(chǎn)生不利影響。

（1）軟土層強(qiáng)度的影響

涵洞基礎(chǔ)之所以發(fā)生不均勻沉降問(wèn)題，主要是由于涵洞結(jié)構(gòu)底部初始軟基以及基巖造成的，這是造成涵洞變形的根本原因。為了驗(yàn)證軟土層強(qiáng)度對(duì)于涵洞不均勻沉降的影響，可以設(shè)定不容軟土層彈性模量（包括10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa等）來(lái)對(duì)涵洞沉降實(shí)施計(jì)算?？梢詫④浲翆挾仍O(shè)定為8m，回填土深度設(shè)定為3.5m，以此基礎(chǔ)計(jì)算所得到的軟土層強(qiáng)度對(duì)于預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降的影響曲線(xiàn)如圖1所示。

從上圖中可知，在軟土地基基礎(chǔ)上預(yù)制拼裝箱涵會(huì)發(fā)生不均勻沉降，并且變化趨勢(shì)比較大。同時(shí)，隨著軟土層彈性模量的降低，箱涵不均勻沉降值以及覆蓋區(qū)域都有所增加，并且隨著和軟土區(qū)域距離的接近，箱涵的不均勻沉降也越來(lái)越

顯著。隨著地基彈性模量和軟土地基的接近，涵洞沉降影響區(qū)域越來(lái)越小。

隨著軟土層彈性模量的變化，有承插口箱涵不均勻沉降始終都小于無(wú)承插口箱涵，因此有承插口箱涵更能夠控制沉降差，并且隨著彈性模量的下降承插口所具有的作用更加顯著。

總的來(lái)說(shuō)，承插口以及軟土層彈性模量都是影響箱涵不均勻沉降的關(guān)鍵性因素，需要給予足夠重視。

（2）軟土層寬度的影響

先要將回填土深度設(shè)定為3.5m，此種情況下分別對(duì)不同軟土層寬度（4m、8m、12m、16m）在不同軟土彈性模量（10MPa、25MPa）情況下預(yù)制拼裝箱涵沉降量進(jìn)行計(jì)算，能夠獲取軟土層寬度對(duì)其影響曲線(xiàn)，同時(shí)也可以獲取不同連接拼裝箱涵隨軟土層寬度變化的沉降量對(duì)比曲線(xiàn)。

對(duì)于有承插口箱涵來(lái)說(shuō)，若是地基土和軟土彈性模量存在較大差異，那么隨著軟土層寬度的增加涵洞整體沉降值會(huì)成倍增加。從相關(guān)數(shù)據(jù)能夠得知，4m的軟土層寬度會(huì)引發(fā)3.3mm的箱涵不均勻沉降，16m的軟土層寬度會(huì)引發(fā)9.3mm的箱涵不均勻沉降;對(duì)于無(wú)承插口箱涵來(lái)說(shuō)，4m的軟土層寬度會(huì)引發(fā)5.5mm的箱涵不均勻沉降，16m的軟土層寬度會(huì)引發(fā)10.3mm的箱涵不均勻沉降?？偟膩?lái)說(shuō)，隨著軟土層寬度的增加箱涵的不均勻沉降值也會(huì)有所加大，會(huì)對(duì)涵洞的整體產(chǎn)生較大的影響，很難符合最大沉降縫標(biāo)準(zhǔn)的要求。

有效控制軟土層寬度時(shí)承插口會(huì)對(duì)箱涵不均勻沉降起到比較好的控制效果，但是一旦軟土層寬度超出16m，那么箱涵的不均勻沉降差就比較小，此種情況下承插口對(duì)于箱涵不均勻沉降抑制效果有限。從中可知軟土層寬度是箱涵不均勻沉降的關(guān)鍵性因素。

（3）軟土層深度的影響

按照不同的回填土深度（1m、2m、3m、4m）對(duì)于預(yù)制拼裝箱涵沉降量實(shí)施計(jì)算分析能夠得到軟土層深度對(duì)于預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降的影響曲線(xiàn)，同時(shí)也可以獲取不同連接拼裝箱涵隨軟土層寬度變化的沉降量對(duì)比曲線(xiàn)。

隨著軟土層深度的增加箱涵的不均勻沉降會(huì)有所加大，對(duì)于無(wú)承插口來(lái)說(shuō)，箱涵的不均勻沉降會(huì)隨著軟土層深度增加而上升，但有承插口箱涵不均勻沉降要明顯低于無(wú)承插口的情況，這就說(shuō)明承插口對(duì)于箱涵不均勻沉降具有相應(yīng)的限制作用。

（4）回填土厚度的影響

設(shè)定不同的回填土厚度（0.5m、1.5m、2.5m、3.5m）情況下，對(duì)于不同軟土彈性模量（10MPa、25MPa）預(yù)制拼裝箱涵沉降量實(shí)施計(jì)算分析能夠得到回填土厚度對(duì)于預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降的影響曲線(xiàn)，同時(shí)也可以獲取不同連接拼裝箱涵隨回填土厚度變化的沉降量對(duì)比曲線(xiàn)。

從結(jié)果分析得知，隨著回填土厚度的增加，箱涵的不均勻沉降值會(huì)有明顯的增加趨勢(shì)。并且相對(duì)于無(wú)承插口箱涵來(lái)說(shuō)，有承插口箱涵其在軟土層中的不均勻沉降變化要小很多，并且在非軟土層中箱涵并無(wú)明顯變化，這就表明承插口對(duì)于避免箱涵不均勻沉降具有非常顯著的作用。另外，在保證回填土厚度不變的情況下，相比于無(wú)承插口箱涵來(lái)說(shuō)，有承插口箱涵能夠大大減小沉降差的發(fā)展，并且隨著回填土厚度的上升承插口所具有的作用會(huì)有所下降。

總的來(lái)說(shuō)，承插口能夠?qū)ο浜两稻哂邢鄳?yīng)的限制作用，并且回填土埋深能夠大大影響箱涵的不均勻沉降情況，所以在具體施工過(guò)程中要給予有效控制。

3 結(jié)束語(yǔ)

預(yù)制拼裝箱涵由于可以在工廠預(yù)制、施工周期短、環(huán)保等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。本文主要分析了軟土地基情況下預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降的相關(guān)影響因素，重點(diǎn)從軟土層強(qiáng)度、軟土層寬度、軟土層深度以及回填土厚度等方面分析了影響情況，能夠明確影響預(yù)制拼裝箱涵不均勻沉降的關(guān)鍵因素，對(duì)于有效控制箱涵的不均勻沉降具有重要作用。

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