基底不均勻沉降對(duì)隧道結(jié)構(gòu)力學(xué)特性的影響研究*

顏溧洲

(中大橋勘測(cè)設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,湖北 武漢 430050)

1 工程概況

1.1 隧道概況

擬建隧道是一座下穿高速公路匝道隧道,項(xiàng)目道路等級(jí)是高速公路,設(shè)計(jì)速度為60 km/h,為單向雙車道.下穿隧道孔凈寬12.5 m,凈高7.3 m,底板厚1.1 m,頂板厚1.0 m,側(cè)墻厚1.0 m.隧道沿著山坡建設(shè),隧道基底一半坐落于現(xiàn)狀坡體,一半處于填方區(qū),隧道建成后,頂部將修建一條高速公路,如圖1所示.由于項(xiàng)目施工進(jìn)度調(diào)整,在建設(shè)隧道之前,場(chǎng)地已被整平,整平標(biāo)高高于隧道基底約3 m.故隧道施工時(shí),需重新開挖深約3 m的基坑.

圖1 下穿隧道橫斷面示意圖

1.2 地質(zhì)概況

根據(jù)地勘報(bào)告,隧道下方地層自上而下分別為粉質(zhì)黏土、全風(fēng)化花崗巖以及砂礫狀強(qiáng)風(fēng)化黃崗巖,具體參數(shù)詳見下表1.

表1 各地層主要物理力學(xué)指標(biāo)

2 基底沉降和隧道結(jié)構(gòu)受力計(jì)算

2.1 計(jì)算荷載分類及取值

1)結(jié)構(gòu)自重按結(jié)構(gòu)的實(shí)際質(zhì)量計(jì),鋼筋砼容重取25 kN/m3,路面層取23 kN/m3.

2)地面超載按20 kPa考慮.

3)施工荷載,按23 kPa考慮.

4)其他荷載均按相關(guān)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定計(jì)算,如表2所示.

表2 荷載分類表

2.2 基底不均勻沉降計(jì)算

根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)反饋,隧道施工前原場(chǎng)地已回填至隧道基底以上約3.0 m,回填時(shí)間約一年半,故項(xiàng)目場(chǎng)地既有土層又有回填土,在填土自重和場(chǎng)地施工作用下會(huì)產(chǎn)生一定的固結(jié)沉降.故計(jì)算隧道基底工后的不均勻沉降對(duì)隧道結(jié)構(gòu)受力的影響需扣除此部分沉降.利用MIDAS-GTS建立二維有限元模型,隧道結(jié)構(gòu)采用梁板單元,土層采用面單元,如圖2所示,軟件計(jì)算基底的工后……