交通荷载作用下软土地基中检查井的沉降性状研究

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1、摘要随着城市现代化程度的不断提高，各类市政公用管道越来越多，在路面上所设的各类管网的检查井也随之增多，这些检查井的存在为道路工程的施工增加了许多不利因素，也产生了许多问题。本文以城市道路上所设的检查井为研究对象，采用Ansys有限元程序，对检查井在交通荷载下的沉降性状进行分析。并分析了各种影响因素对检查井沉降性状的影响。影响检查井沉降的因素包括路基土体压缩模量Es、井周回填土综合变形模量Ed、检查井井壁弹性模量、检查井埋深等。并提出了一些防止检查井沉降的措施。关键词：检查井沉降软土有限元第一章绪论交通荷载作用下软土地基中检查井的沉降性状研究1．1研究背景与意义1．1．1检查井沉降问题提

2、出随着城市现代化程度的不断提高，各类城市公用管道越来越多，在道路上所设的各类管网的检查井也随之增多。检查井的分类有很多种：从材料上分有砌体结构的检查井、混凝土结构的检查井以及塑料检查井等；从功能上分有雨水检查井、污水检查井、自来水检查井和电缆检查井等。检查井虽然属于市政工程中的附属构筑物，但其对道路工程及排水工程均有重要的影响。检查井周围的路面往往比其它处路面更容易遭到破坏。检查井危害产生的过程相对较长，属于渐进过程，在道路建成初期，道路与检查井的沉降基本一致，即整体下沉，随着时间的推移和在荷载作用下，道路与检查井二者的沉降量发生变化，一般情况下，检查井的沉降要大于道路的沉降，由于两者

3、沉降量不同，加上地下水的影响，检查井四周的土体产生松动，密实度降低，使检查井(尤其是砖砌检查井)的井室、井颈产生微小变形，从而又影响到道路结构层，这样，检查井四周道路基础的承载力降低致使检查井四周的路面开裂破坏，初期在检查井四周的路面上形成放射状裂纹，然后形成环向裂缝，路面结构也产生变形。井四周的土压力的不均匀变化，又容易使检查井井圈被破坏。在道路上行驶的汽车和自行车，在通过一些检查井时容易产生颠簸感，这主要是由于检查井井口相对于路面的起伏造成的。有些检查井的起伏较大，凸出路面或凹进路面，这种现象在修建时间较长的道路上较为明显。造成检查井相对于道路路面起伏的原因很多，其主第一章绪论交通

4、荷载作用下软土地基中检查井的沉降性状研究要原因是由于不均匀沉降造成的。常规检查井的构造由基础、井室、井颈、井圈和井盖等组成，检查井作为一个整体构筑物，其井颈、井圈和井盖位于道路的路面结构层中，而井室位于道路路面结构层以下，在检查井和道路建设中，其施工顺序为先进行管道铺设并预留出井位，在管道铺设完成后再砌筑检查井，最后完成道路施工，由于受施工条件、雨季降水、地基处理、地质条件等各种因素的影响，检查井与道路结构层很难形成一个整体，另外检查井四周路面结构层的施工处理也是一个薄弱环节，因为在对此处的路面进行路基碾压时，为保证检查井不受破坏，一般都不采用重型机械施工，这样使检查井井体与周围土体不

5、能达到设计最佳密实度，当道路建成使用后，在道路自重荷载和车载的作用下，随着时间道路结构层与排水检查井均产生沉降，当道路路基的沉降量与检查井的沉降量不同时，形成检查井在路面上凹凸不平。检查井沉降对检查井本身并不会造成太大损伤，但是，检查井的沉降引起道路路面破损，引起路面不平整度加剧，进而使得车辆通过时产生跳车现象，车辆跳车使得道路破损进一步加剧，进而进入到下一个恶性循环。就这样日积月累，检查井沉降问题日益加重。检查井引起路面破损的问题普遍存在，特别是在软弱地基上，情况更为严重。由于检查井沉降导致井周路面龟裂、破损、井框与路面高差过大等现象。这些直接影响道路的使用功能及外观形象，还影响行车

6、安全、严重时甚至会引起交通事故。每年用于维修因检查井导致的路面破损的费用很大，且维修后不久路面仍会破损。因此，有必要从根本上解决检查并沉降导致的路面破损现象。1．1．2杭州市区检查井沉降情况调查第一章绪论交通衙载作用下软土地基中检查井的沉降性状研究为确切了解检查井的服役现状，作者同杭州市政工程管理处的工作人员一起，对杭州市区内一些路段的检查井损坏情况做了一些调查。通过调查，作者发现检查井沉降问题是一个普遍现象。调查结果见表1．1。表1．1杭州市区部分道路检查井沉降情况序号调查时间路名详细地址存在问题属地管理单位产权单位10511i0南山路144号新贵俱乐部快车道煤气井下沉上城市政所煤气

7、公司20511i0南山路军区司令部快车道污水井下沉上城市政所排水公司3051llO南山路146号西侧快车道污水井下沉上城市政所排水公司4051110南山路148号西侧快车道污水井下车上城市政所排水公司5051110南山路148-5号快车道污水井下车上城市政所排水公司6051ii0南山路152-I号快车道雨水井下沉上城市政所7051Ii0南山路152-I号快车道污水井下沉上城市政所排水公司8051110南山路154号快车道两只雨水井下沉上城市政所