甄 俊 田

(西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安　710068)

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配筋砌塊砌體電力管溝溝壁土壓力分析

甄 俊 田

(西安市政設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安710068)

摘要：以西安市某工程為例，對(duì)配筋砌塊砌體電力管溝外側(cè)土壓力進(jìn)行了試驗(yàn)研究，經(jīng)實(shí)測(cè)管溝外側(cè)土壓力與溝埋式埋管土壓力分布一致，為以后配筋混凝土砌塊砌體在市政擋土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用提供了參考。

關(guān)鍵詞：電力管溝，擋土結(jié)構(gòu)，配筋砌塊砌體，土壓力

1工程背景及概況

配筋砌塊砌體是近幾十年來(lái)在無(wú)筋砌體的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種強(qiáng)度高、延性好、抗震性能佳、造價(jià)較低、施工方便且不用支模的新型結(jié)構(gòu)體系。為改善城市形象，杜絕拉鏈路反復(fù)開挖，電力敷設(shè)不再采用架空、直埋敷設(shè)，而是采用優(yōu)勢(shì)明顯的地下電力管溝。目前，國(guó)內(nèi)電力管溝主要采用的是承重磚砌體結(jié)構(gòu)或者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，砌體結(jié)構(gòu)平面外抗彎能力較差，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工工期長(zhǎng)、造價(jià)較高，因此配筋混凝土砌塊砌體成為電力管溝建筑材料的一個(gè)很好選擇。西安市某高壓線落地工程兩側(cè)電力管溝采用1.8 m×2.0 m斷面，經(jīng)方案比選，確定采用配筋混凝土砌塊砌體結(jié)構(gòu)。

電力管溝采用配筋混凝土砌塊砌體目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，缺少實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)參數(shù)，基于上述情況考慮，建議通過(guò)電力管溝試驗(yàn)段進(jìn)行試驗(yàn)研究，以合理指導(dǎo)工程中配筋混凝土砌塊砌體電力管溝的設(shè)計(jì)，并可對(duì)今后西安市同類設(shè)計(jì)提供參考，實(shí)現(xiàn)節(jié)約國(guó)家投資、縮短施工周期、提高工程建設(shè)效率的目的。

2電力管溝背墻土壓力理論

2.1土壓力類型

現(xiàn)有土壓力計(jì)算方法分三類：常用極限平衡理論進(jìn)行計(jì)算，極限平衡理論簡(jiǎn)單且滿足一般工程安全要求，本文主要討論極限平衡理論中郎肯土壓力。

根據(jù)文獻(xiàn)擋土結(jié)構(gòu)所受的土壓力類型，可分為靜止土壓力E0、主動(dòng)土壓力Ea和被動(dòng)土壓力Ep。擋土結(jié)構(gòu)所受土壓力大小并不是一個(gè)常數(shù)，隨著擋土結(jié)構(gòu)位移量的變化，擋土結(jié)構(gòu)上所受土壓力值也在變化。

2.2側(cè)向土壓力計(jì)算

根據(jù)文獻(xiàn)，管溝側(cè)壁按主動(dòng)土壓力計(jì)算；根據(jù)文獻(xiàn)朗肯土壓力理論無(wú)粘性土主動(dòng)土壓力計(jì)算為：

(1)

粘性土主動(dòng)土壓力計(jì)算為：

(2)

2.3埋管土壓力計(jì)算

地下埋管用途廣泛，為了分析地下埋管的內(nèi)力，從而選擇合理的設(shè)計(jì)斷面，必須首先計(jì)算作用于埋管上的各種外荷載，其中，作用于埋管上的土壓力是設(shè)計(jì)中的主要荷載之一。

埋管所受土壓力大小與許多因素有關(guān)，埋置方法是首先要考慮的因素，管涵的埋置方法主要有溝埋式與上埋式兩種，見圖1。由于電力管溝一般都屬于溝埋式情況，本文僅討論溝埋式。

1)溝埋式豎直土壓力計(jì)算。根據(jù)文獻(xiàn)中馬斯頓(A·Marstcm)提出一個(gè)計(jì)算溝內(nèi)埋管上豎直土壓力的簡(jiǎn)單模型，作用在管頂?shù)呢Q直向總土壓力G為：

(3)

其中，D為埋管的直徑；H為由地表到埋管頂部的填土深度。

2)埋管的側(cè)向土壓力計(jì)算。對(duì)于溝埋式埋管的側(cè)向土壓力σh應(yīng)表示為：

(4)

3)填土材料的選擇。根據(jù)文獻(xiàn)建議，擋土結(jié)構(gòu)后面的填

土，應(yīng)選擇透水性強(qiáng)的材料。

3管溝試驗(yàn)概況

本試驗(yàn)段共設(shè)計(jì)3組試驗(yàn)，分別對(duì)不同的材料組合，模擬實(shí)際受力工況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)加載試驗(yàn)測(cè)試墻背土壓力及鋼筋應(yīng)力。

3.1試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)采用的JMZX-5010A型智能弦式數(shù)碼壓力盒土壓力測(cè)試。土壓力盒以及應(yīng)變傳感器測(cè)量采用的是JMZX-3001B綜合測(cè)試儀。

3.2土壓力測(cè)點(diǎn)布置

在管溝壁板底部水平及豎向各設(shè)置一個(gè)土壓力盒，在管溝壁板高度1.2 m處水平及豎向各設(shè)置一個(gè)土壓力盒。埋設(shè)位置及編號(hào)見圖2。

3.3測(cè)試工況

根據(jù)電力管溝施工及后期使用情況考慮兩種工況：

工況一：在蓋板打開的情況下，荷載加載到位后，測(cè)試土壓力。

工況二：在蓋上蓋板后，荷載加載到位后，測(cè)試土壓力。

4土壓力測(cè)試數(shù)據(jù)及分析

4.1試驗(yàn)步驟

基坑底部埋設(shè)儀器→回填土0.3 m并測(cè)試數(shù)據(jù)→回填土1.2 m并測(cè)試數(shù)據(jù)→埋設(shè)第二組儀器→回填土1.7 m并測(cè)試數(shù)據(jù)→回填土2.2 m并測(cè)試數(shù)據(jù)→回填土2.7 m加堆載并測(cè)試數(shù)據(jù)。

4.2土壓力理論與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比

朗肯土壓力理論、埋管土壓力理論及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比詳見表1。取砂土內(nèi)摩擦角Φ=30°，重度γ=18 kN/m2。

由表1數(shù)據(jù)可進(jìn)一步直觀采用圖表形式對(duì)比表示，如圖3豎

向土壓力對(duì)比、圖4側(cè)土壓力對(duì)比所示。

通過(guò)圖表分析可得出如下結(jié)論：

1)對(duì)于電力管溝這種采用溝槽開挖進(jìn)行管溝敷設(shè)方式，其豎向土壓力實(shí)測(cè)結(jié)果更為接近按埋管土壓力計(jì)算結(jié)果。溝埋式土壓力計(jì)算當(dāng)填土較小時(shí)受溝槽寬度影響較大，當(dāng)填土逐漸增加時(shí)，埋管土壓力與實(shí)測(cè)土壓力趨于一致。因此當(dāng)管溝埋深較深時(shí)建議豎向土壓力采用埋管土壓力計(jì)算較經(jīng)濟(jì)。

2)實(shí)測(cè)側(cè)土壓力離散性較大，但總體數(shù)值變化趨勢(shì)介于主動(dòng)土壓與埋管土壓力之間。因此當(dāng)溝槽較淺時(shí)，為了保證管溝壁板結(jié)構(gòu)安全建議側(cè)壁板按主動(dòng)土壓計(jì)算側(cè)土壓力。

5結(jié)語(yǔ)

1)配筋砌塊砌體用于市政工程支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是安全可行的，而且作為一種低碳環(huán)保，節(jié)能產(chǎn)品應(yīng)推廣應(yīng)用；2)配筋砌塊擋墻外壁豎向土壓力應(yīng)考慮其填土埋置方式的影響，對(duì)于溝埋式管溝類工程建議按埋管土壓力計(jì)算；3)計(jì)算配筋砌塊電力管溝壁板配筋時(shí)，側(cè)土壓力建議按主動(dòng)土壓力進(jìn)行計(jì)算以保證結(jié)構(gòu)安全。

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On analysis of trench soil pressure of reinforced masonry tube of electric force

Zhen Juntian

(Xi’anMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstituteCo.，Ltd，Xi’an710068,China)

Abstract: Taking some project in Xi’an as the example, the paper undertakes the test research on the external side soil pressure in the reinforced masonry tube of electric force, indicates the external side soil pressure is consistent with the trench buried pipe soil distribution by the measurement, so as to provide some reference for its application for the municipal retaining structures.

Key words: tube of electric force, retaining structure, reinforced masonry, soil pressure

Analysis on quality inspection and supervision for assembled monolithic concrete structure

Teng Xiupu

(FanchangCountyConstructionQualityandSafetySupervisionStation,Wuhu241200,China)

Key words:assembled monolithic concrete structure, quality inspection, supervision

Abstract:Quality control and data exploration methods were described for assembled monolithic concrete structure in this paper, it was summarized for common problems of the assembled structure in the process of construction and solutions given. To test the overall security of the structure, this paper presented a dynamic and static load test of assembled monolithic concrete structure should be tested in the process of acceptance.

文章編號(hào)：1009-6825(2016)14-0028-02

收稿日期：2016-03-08

作者簡(jiǎn)介：甄俊田(1979- )，男，工程師

中圖分類號(hào)：TU432

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A