配筋砌块砌体电力管沟沟壁土压力分析

甄 俊 田

(西安市政设计研究院有限公司，陕西 西安　710068)



配筋砌块砌体电力管沟沟壁土压力分析

甄 俊 田

(西安市政设计研究院有限公司，陕西 西安710068)

摘要：以西安市某工程为例，对配筋砌块砌体电力管沟外侧土压力进行了试验研究，经实测管沟外侧土压力与沟埋式埋管土压力分布一致，为以后配筋混凝土砌块砌体在市政挡土结构中的应用提供了参考。

关键词：电力管沟，挡土结构，配筋砌块砌体，土压力

1工程背景及概况

配筋砌块砌体是近几十年来在无筋砌体的基础上发展起来的一种强度高、延性好、抗震性能佳、造价较低、施工方便且不用支模的新型结构体系。为改善城市形象，杜绝拉链路反复开挖，电力敷设不再采用架空、直埋敷设，而是采用优势明显的地下电力管沟。目前，国内电力管沟主要采用的是承重砖砌体结构或者钢筋混凝土结构，砌体结构平面外抗弯能力较差，钢筋混凝土结构施工工期长、造价较高，因此配筋混凝土砌块砌体成为电力管沟建筑材料的一个很好选择。西安市某高压线落地工程两侧电力管沟采用1.8 m×2.0 m断面，经方案比选，确定采用配筋混凝土砌块砌体结构。

电力管沟采用配筋混凝土砌块砌体目前国内应用较少，缺少实际工程经验、技术参数，基于上述情况考虑，建议通过电力管沟试验段进行试验研究，以合理指导工程中配筋混凝土砌块砌体电力管沟的设计，并可对今后西安市同类设计提供参考，实现节约国家投资、缩短施工周期、提高工程建设效率的目的。

2电力管沟背墙土压力理论

2.1土压力类型

现有土压力计算方法分三类：常用极限平衡理论进行计算，极限平衡理论简单且满足一般工程安全要求，本文主要讨论极限平衡理论中郎肯土压力。

根据文献挡土结构所受的土压力类型，可分为静止土压力E0、主动土压力Ea和被动土压力Ep。挡土结构所受土压力大小并不是一个常数，随着挡土结构位移量的变化，挡土结构上所受土压力值也在变化。

2.2侧向土压力计算

根据文献，管沟侧壁按主动土压力计算；根据文献朗肯土压力理论无粘性土主动土压力计算为：

(1)

粘性土主动土压力计算为：

(2)

2.3埋管土压力计算

地下埋管用途广泛，为了分析地下埋管的内力，从而选择合理的设计断面，必须首先计算作用于埋管上的各种外荷载，其中，作用于埋管上的土压力是设计中的主要荷载之一。

埋管所受土压力大小与许多因素有关，埋置方法是首先要考虑的因素，管涵的埋置方法主要有沟埋式与上埋式两种，见图1。由于电力管沟一般都属于沟埋式情况，本文仅讨论沟埋式。

1)沟埋式竖直土压力计算。根据文献中马斯顿(A·Marstcm)提出一个计算沟内埋管上竖直土压力的简单模型，作用在管顶的竖直向总土压力G为：

(3)

其中，D为埋管的直径；H为由地表到埋管顶部的填土深度。

2)埋管的侧向土压力计算。对于沟埋式埋管的侧向土压力σh应表示为：

(4)

3)填土材料的选择。根据文献建议，挡土结构后面的填

土，应选择透水性强的材料。

3管沟试验概况

本试验段共设计3组试验，分别对不同的材料组合，模拟实际受力工况，通过现场加载试验测试墙背土压力及钢筋应力。

3.1试验仪器

试验采用的JMZX-5010A型智能弦式数码压力盒土压力测试。土压力盒以及应变传感器测量采用的是JMZX-3001B综合测试仪。

3.2土压力测点布置

在管沟壁板底部水平及竖向各设置一个土压力盒，在管沟壁板高度1.2 m处水平及竖向各设置一个土压力盒。埋设位置及编号见图2。

3.3测试工况

根据电力管沟施工及后期使用情况考虑两种工况：

工况一：在盖板打开的情况下，荷载加载到位后，测试土压力。

工况二：在盖上盖板后，荷载加载到位后，测试土压力。

4土压力测试数据及分析

4.1试验步骤

基坑底部埋设仪器→回填土0.3 m并测试数据→回填土1.2 m并测试数据→埋设第二组仪器→回填土1.7 m并测试数据→回填土2.2 m并测试数据→回填土2.7 m加堆载并测试数据。

4.2土压力理论与实测数据对比

朗肯土压力理论、埋管土压力理论及实测数据对比详见表1。取砂土内摩擦角Φ=30°，重度γ=18 kN/m2。

由表1数据可进一步直观采用图表形式对比表示，如图3竖

向土压力对比、图4侧土压力对比所示。

通过图表分析可得出如下结论：

1)对于电力管沟这种采用沟槽开挖进行管沟敷设方式，其竖向土压力实测结果更为接近按埋管土压力计算结果。沟埋式土压力计算当填土较小时受沟槽宽度影响较大，当填土逐渐增加时，埋管土压力与实测土压力趋于一致。因此当管沟埋深较深时建议竖向土压力采用埋管土压力计算较经济。

2)实测侧土压力离散性较大，但总体数值变化趋势介于主动土压与埋管土压力之间。因此当沟槽较浅时，为了保证管沟壁板结构安全建议侧壁板按主动土压计算侧土压力。

5结语

1)配筋砌块砌体用于市政工程支挡结构设计是安全可行的，而且作为一种低碳环保，节能产品应推广应用；2)配筋砌块挡墙外壁竖向土压力应考虑其填土埋置方式的影响，对于沟埋式管沟类工程建议按埋管土压力计算；3)计算配筋砌块电力管沟壁板配筋时，侧土压力建议按主动土压力进行计算以保证结构安全。

参考文献：

[1]陈仲颐，周景星，王洪瑾.土力学[M].北京:清华大学出版社，1994.

[2]蒋希雁，宋思忠.层状填土的主动土压力的理论研究与计算分析.建筑科学，2006，22(6)：138-140.

[3]GB 50007—2011，建筑地基基础设计规范.

[4]GB 50332—2002，给水排水工程管道结构设计规范.

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.

文章编号：1009-6825(2016)14-0028-02

收稿日期：2016-03-08

作者简介：甄俊田(1979- )，男，工程师

中图分类号：TU432

文献标识码：A