高填方大直徑鋼波紋管涵：變形與受力的深度剖析與控制策略一、引言1.1研究背景與意義在現(xiàn)代交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，高填方大直徑鋼波紋管涵憑借其獨(dú)特優(yōu)勢，正逐漸成為一種應(yīng)用廣泛的涵洞結(jié)構(gòu)形式。隨著交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，道路建設(shè)不斷向復(fù)雜地形區(qū)域拓展，如山區(qū)、丘陵地帶等，這些地區(qū)往往需要進(jìn)行高填方工程，以滿足道路的高程要求。鋼波紋管涵作為一種新型的涵洞結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)輸方便、施工工藝易控制、對基礎(chǔ)承載力要求不高、施工工期短以及環(huán)境影響范圍小等顯著優(yōu)點(diǎn)，在公路、鐵路等工程中得到了越來越多的應(yīng)用。在公路工程建設(shè)中，鋼波紋管涵的應(yīng)用能夠有效解決傳統(tǒng)涵洞在復(fù)雜地質(zhì)條件下的諸多問題。例如，在濕陷性黃土地區(qū)，由于地基的下沉，混凝土涵洞常常會產(chǎn)生裂縫等問題，進(jìn)而引發(fā)不均勻沉降，最終導(dǎo)致涵洞的破壞。而鋼波紋管涵因其良好的柔性和適應(yīng)變形能力，能夠有效解決以上問題，并且其方便運(yùn)輸、現(xiàn)場拼裝工藝簡單、后期養(yǎng)護(hù)方便等特點(diǎn)，更能適應(yīng)濕陷性黃土的土質(zhì)特點(diǎn)，具有廣闊的推廣前景。在塔吉克至中國邊境道路修復(fù)改造項目中，k3＋350處有一深溝，路基填土約為18m，涵頂填土高達(dá)10m，涵洞全長55m。若采用傳統(tǒng)的混凝土涵洞，由于高填土的原因，很容易造成涵管的不均勻沉降，導(dǎo)致管涵基礎(chǔ)出現(xiàn)不同程度的開裂，基礎(chǔ)滲水，造成路面出現(xiàn)沉降。而采用孔徑為2.5m的鋼波紋管涵代替?zhèn)鹘y(tǒng)混凝土管涵施工后，有效避免了這些問題的出現(xiàn)。盡管鋼波紋管涵在工程中應(yīng)用廣泛，但在高填方條件下，其變形控制與受力特性仍存在諸多需要深入研究的問題。高填方大直徑鋼波紋管涵在承受巨大的填土壓力以及車輛荷載等作用時，其結(jié)構(gòu)的變形和受力狀態(tài)十分復(fù)雜。如果不能準(zhǔn)確掌握其變形控制與受力特性，可能會導(dǎo)致涵洞出現(xiàn)過度變形、結(jié)構(gòu)破壞等安全隱患，嚴(yán)重影響工程的安全和正常使用。在一些實(shí)際工程中，由于對鋼波紋管涵的變形控制和受力特性認(rèn)識不足，導(dǎo)致涵洞在使用過程中出現(xiàn)了不同程度的變形和損壞，不僅影響了交通的正常運(yùn)行，還增加了后期的維修成本。研究高填方大直徑鋼波紋管涵的變形控制與受力特性，對于保障工程安全具有至關(guān)重要的意義。通過深入研究，可以準(zhǔn)確了解鋼波紋管涵在各種工況下的變形和受力規(guī)律，從而為工程設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)，優(yōu)化設(shè)計方案，提高結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。根據(jù)研究結(jié)果合理選擇鋼波紋管的材質(zhì)、壁厚、波紋參數(shù)等，以及確定合適的基礎(chǔ)處理方式和填土施工工藝，能夠有效減少涵洞的變形，提高其承載能力，確保工程在設(shè)計使用年限內(nèi)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。對其變形控制與受力特性的研究對于成本控制也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在工程建設(shè)中，成本控制是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過對鋼波紋管涵的深入研究，可以在保證工程質(zhì)量和安全的前提下，優(yōu)化工程設(shè)計和施工方案，避免不必要的材料浪費(fèi)和施工成本增加。合理設(shè)計鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)參數(shù)，避免過度設(shè)計導(dǎo)致材料浪費(fèi)；優(yōu)化施工工藝，提高施工效率，縮短施工周期，從而降低工程的建設(shè)成本。同時，準(zhǔn)確掌握鋼波紋管涵的變形控制與受力特性，還可以減少后期的維修和養(yǎng)護(hù)成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益。綜上所述，深入研究高填方大直徑鋼波紋管涵的變形控制與受力特性，對于推動交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展，保障工程安全，降低工程成本，具有重要的理論和實(shí)際意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀鋼波紋管涵作為一種新型的涵洞結(jié)構(gòu)，其變形控制與受力特性一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。國外對鋼波紋管涵的研究起步較早，在理論分析、試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬等方面取得了一系列成果。20世紀(jì)中葉，隨著材料科學(xué)和工程技術(shù)的發(fā)展，鋼波紋管涵開始在歐美等國家得到應(yīng)用。早期的研究主要集中在鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)形式和基本力學(xué)性能方面。通過對不同波紋形狀和尺寸的鋼波紋管涵進(jìn)行試驗(yàn)，分析其在靜載作用下的受力和變形規(guī)律，為后續(xù)的研究奠定了基礎(chǔ)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值模擬方法逐漸成為研究鋼波紋管涵的重要手段。國外學(xué)者利用有限元軟件，對鋼波紋管涵在復(fù)雜荷載條件下的力學(xué)行為進(jìn)行了深入研究。通過建立精細(xì)化的有限元模型，考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用、材料非線性等因素，分析鋼波紋管涵的應(yīng)力分布、變形模式以及破壞機(jī)制。研究結(jié)果表明，鋼波紋管涵的受力和變形受到多種因素的影響，如填土高度、填土性質(zhì)、基礎(chǔ)條件、管徑和壁厚等。在高填方條件下，鋼波紋管涵的變形主要表現(xiàn)為豎向壓縮和水平向擴(kuò)張，且變形量隨填土高度的增加而增大。同時，鋼波紋管涵的應(yīng)力分布也不均勻，在波峰和波谷處出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。在試驗(yàn)研究方面，國外學(xué)者進(jìn)行了大量的現(xiàn)場試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn)。通過在實(shí)際工程中埋設(shè)傳感器，監(jiān)測鋼波紋管涵在施工和運(yùn)營過程中的受力和變形情況，驗(yàn)證了理論分析和數(shù)值模擬的結(jié)果。室內(nèi)模型試驗(yàn)則通過模擬不同的工況，對鋼波紋管涵的力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，為理論分析和數(shù)值模擬提供了重要的試驗(yàn)依據(jù)。國內(nèi)對鋼波紋管涵的研究相對較晚，但近年來發(fā)展迅速。隨著鋼波紋管涵在國內(nèi)交通工程中的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)學(xué)者對其變形控制與受力特性進(jìn)行了深入研究。在理論分析方面，國內(nèi)學(xué)者在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)工程實(shí)際，提出了一些適合我國國情的計算方法和理論模型?；趶椥缘鼗豪碚摚紤]土-結(jié)構(gòu)相互作用，建立了鋼波紋管涵的力學(xué)計算模型，推導(dǎo)了其在不同荷載條件下的內(nèi)力和變形計算公式。在數(shù)值模擬方面，國內(nèi)學(xué)者利用有限元軟件對鋼波紋管涵進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬研究。通過建立不同的有限元模型，分析了鋼波紋管涵在各種工況下的受力和變形特性，研究了不同因素對鋼波紋管涵力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，鋼波紋管涵的受力和變形與填土高度、填土性質(zhì)、基礎(chǔ)條件、管徑和壁厚等因素密切相關(guān)。在高填方條件下，鋼波紋管涵的變形較大，需要采取有效的變形控制措施。在試驗(yàn)研究方面，國內(nèi)學(xué)者也進(jìn)行了大量的現(xiàn)場試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn)。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，監(jiān)測鋼波紋管涵在實(shí)際工程中的受力和變形情況，為工程設(shè)計和施工提供了重要的參考依據(jù)。室內(nèi)模型試驗(yàn)則通過模擬不同的工況，對鋼波紋管涵的力學(xué)性能進(jìn)行了深入研究，分析了不同因素對鋼波紋管涵受力和變形的影響規(guī)律。盡管國內(nèi)外在鋼波紋管涵的變形控制與受力特性研究方面取得了一定的成果，但仍存在一些不足之處。在理論研究方面，目前的計算方法和理論模型大多基于一定的假設(shè)和簡化，與實(shí)際情況存在一定的差異，需要進(jìn)一步完善和改進(jìn)。在試驗(yàn)研究方面，雖然進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，但試驗(yàn)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)性和完整性還不夠，不同試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)結(jié)果可比性較差，需要進(jìn)一步加強(qiáng)試驗(yàn)研究，提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在數(shù)值模擬方面，雖然有限元軟件能夠較好地模擬鋼波紋管涵的受力和變形情況，但模型的建立和參數(shù)的選取對模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性影響較大，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化。此外，對于高填方大直徑鋼波紋管涵的研究還相對較少，其變形機(jī)制和控制技術(shù)還需要進(jìn)一步深入研究。本研究將針對現(xiàn)有研究的不足，以高填方大直徑鋼波紋管涵為研究對象，綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法，深入研究其變形控制與受力特性。通過建立考慮多種因素的力學(xué)計算模型，進(jìn)行數(shù)值模擬分析，結(jié)合現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，揭示高填方大直徑鋼波紋管涵的變形機(jī)制和受力規(guī)律，提出有效的變形控制措施和設(shè)計建議，為工程實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)。1.3研究內(nèi)容與方法1.3.1研究內(nèi)容本研究圍繞高填方大直徑鋼波紋管涵的變形控制與受力特性展開，主要涵蓋以下幾個方面：鋼波紋管涵變形原因分析：深入剖析高填方大直徑鋼波紋管涵在施工和運(yùn)營過程中產(chǎn)生變形的原因。從填土高度、填土性質(zhì)、基礎(chǔ)條件、管徑和壁厚等因素入手，分析這些因素對鋼波紋管涵變形的影響機(jī)制。研究填土高度的增加如何導(dǎo)致鋼波紋管涵所承受的壓力增大，進(jìn)而引起變形；探討不同填土性質(zhì)（如粘性土、砂性土等）對鋼波紋管涵變形的影響差異；分析基礎(chǔ)條件（如地基承載力、地基沉降等）對鋼波紋管涵變形的作用。鋼波紋管涵受力特性研究：系統(tǒng)研究鋼波紋管涵在不同工況下的受力特性，包括土壓力、內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變等。通過理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)等方法，深入分析鋼波紋管涵在填土荷載、車輛荷載等作用下的受力分布規(guī)律。研究土壓力在鋼波紋管涵上的分布特點(diǎn)，以及內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變在不同部位的變化情況，為鋼波紋管涵的設(shè)計和施工提供理論依據(jù)。影響鋼波紋管涵變形和受力的因素分析：全面分析影響鋼波紋管涵變形和受力的各種因素，如填土高度、填土性質(zhì)、基礎(chǔ)條件、管徑和壁厚、施工工藝等。通過建立數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬，定量分析各因素對鋼波紋管涵變形和受力的影響程度。研究填土高度與鋼波紋管涵變形之間的定量關(guān)系，以及不同施工工藝對鋼波紋管涵受力性能的影響，為優(yōu)化設(shè)計和施工提供參考。鋼波紋管涵變形控制技術(shù)研究：針對高填方大直徑鋼波紋管涵的變形問題，研究有效的變形控制技術(shù)和措施。從結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝、地基處理等方面入手，提出相應(yīng)的變形控制方案。如優(yōu)化鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用合適的波紋形狀和尺寸，增加結(jié)構(gòu)的剛度和穩(wěn)定性；改進(jìn)施工工藝，控制填土的壓實(shí)度和填筑速率，減少施工過程中的變形；加強(qiáng)地基處理，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，減少地基沉降對鋼波紋管涵的影響。1.3.2研究方法為了深入研究高填方大直徑鋼波紋管涵的變形控制與受力特性，本研究將綜合運(yùn)用以下研究方法：數(shù)值模擬方法：利用有限元軟件，建立高填方大直徑鋼波紋管涵的三維數(shù)值模型。在模型中，考慮土-結(jié)構(gòu)相互作用、材料非線性等因素，模擬鋼波紋管涵在不同工況下的受力和變形情況。通過數(shù)值模擬，可以直觀地觀察鋼波紋管涵的應(yīng)力分布、變形模式以及破壞機(jī)制，為理論分析和試驗(yàn)研究提供參考。在建立模型時，合理選擇單元類型和材料參數(shù)，確保模型的準(zhǔn)確性和可靠性。通過改變模型中的參數(shù)，如填土高度、填土性質(zhì)、管徑和壁厚等，分析各因素對鋼波紋管涵受力和變形的影響。現(xiàn)場試驗(yàn)方法：在實(shí)際工程中，選擇具有代表性的高填方大直徑鋼波紋管涵進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。在試驗(yàn)過程中，埋設(shè)傳感器，監(jiān)測鋼波紋管涵在施工和運(yùn)營過程中的土壓力、內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變和變形等參數(shù)。通過現(xiàn)場試驗(yàn)，獲取真實(shí)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證數(shù)值模擬和理論分析的結(jié)果，為鋼波紋管涵的設(shè)計和施工提供實(shí)際依據(jù)。在試驗(yàn)設(shè)計中，合理布置傳感器的位置和數(shù)量，確保能夠準(zhǔn)確測量鋼波紋管涵的各項參數(shù)。同時，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的采集和分析，總結(jié)鋼波紋管涵在實(shí)際工程中的受力和變形規(guī)律。理論分析方法：基于彈性力學(xué)、材料力學(xué)和土力學(xué)等理論，建立高填方大直徑鋼波紋管涵的力學(xué)計算模型。推導(dǎo)鋼波紋管涵在不同荷載條件下的內(nèi)力和變形計算公式，分析其受力和變形特性。通過理論分析，深入理解鋼波紋管涵的力學(xué)行為，為數(shù)值模擬和現(xiàn)場試驗(yàn)提供理論支持。在理論分析過程中，合理簡化模型，忽略一些次要因素，突出主要影響因素，使理論計算結(jié)果更具有實(shí)際應(yīng)用價值。同時，對理論計算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和對比分析，確保其準(zhǔn)確性和可靠性。二、高填方大直徑鋼波紋管涵的工程應(yīng)用案例2.1案例一：[具體工程名稱1][具體工程名稱1]是一項重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程，該工程所在地區(qū)地形復(fù)雜，存在較大的高差，需要進(jìn)行高填方作業(yè)以滿足道路的設(shè)計高程要求。在該工程中，鋼波紋管涵被應(yīng)用于排水和通道功能，其設(shè)計參數(shù)如下：管徑：經(jīng)過詳細(xì)的水力計算和結(jié)構(gòu)分析，確定采用直徑為3m的鋼波紋管涵，以滿足排水流量和通行空間的要求。壁厚：根據(jù)工程的具體情況，考慮到鋼波紋管涵所承受的土壓力和車輛荷載等因素，選用壁厚為6mm的鋼板制作鋼波紋管涵，以確保其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。長度：根據(jù)實(shí)際地形和排水需求，鋼波紋管涵的長度為80m，以確保能夠順利穿越填方區(qū)域，實(shí)現(xiàn)排水和通行功能。波紋參數(shù)：波紋形狀為標(biāo)準(zhǔn)的梯形波紋，波距為150mm，波高為50mm。這種波紋參數(shù)能夠有效提高鋼波紋管涵的剛度和承載能力，使其更好地適應(yīng)高填方條件下的受力要求。材料：采用Q235熱軋鋼板作為鋼波紋管涵的制作材料，該材料具有良好的強(qiáng)度、韌性和可焊性，能夠滿足工程的使用要求。同時，為了提高鋼波紋管涵的抗腐蝕性能，對其內(nèi)外表面進(jìn)行了熱浸鍍鋅處理，鍍鋅層厚度不小于84μm，以延長其使用壽命。在施工過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行操作，主要施工步驟如下：施工準(zhǔn)備：在施工前，對施工現(xiàn)場進(jìn)行了詳細(xì)的勘察和測量，確定了鋼波紋管涵的具體位置和高程。同時，準(zhǔn)備了所需的施工材料和設(shè)備，包括鋼波紋管涵的管節(jié)、連接件、基礎(chǔ)材料、吊裝設(shè)備等。對施工人員進(jìn)行了技術(shù)交底和安全培訓(xùn)，確保施工過程的順利進(jìn)行。基礎(chǔ)處理：根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計要求，對鋼波紋管涵的基礎(chǔ)進(jìn)行了處理。采用換填法，將基礎(chǔ)范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，換填為級配良好的砂礫石，分層壓實(shí)，確?；A(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。在基礎(chǔ)處理過程中，嚴(yán)格控制換填材料的質(zhì)量和壓實(shí)度，確保基礎(chǔ)的質(zhì)量符合要求。管節(jié)安裝：采用吊車進(jìn)行管節(jié)的安裝，將管節(jié)逐節(jié)吊運(yùn)至基礎(chǔ)上，按照設(shè)計要求進(jìn)行拼接。在拼接過程中，確保管節(jié)之間的連接緊密，采用密封膠對拼接縫進(jìn)行密封處理，防止漏水。同時，對管節(jié)的位置和高程進(jìn)行了調(diào)整，確保其符合設(shè)計要求。在管節(jié)安裝過程中，注意保護(hù)管節(jié)的表面，避免出現(xiàn)劃傷和損壞?；靥钔潦┕ぃ涸诠芄?jié)安裝完成后，進(jìn)行了回填土施工?；靥钔敛捎梅謱犹钪?、分層壓實(shí)的方法，每層填筑厚度不超過30cm，壓實(shí)度不小于96%。在回填過程中，注意避免對鋼波紋管涵造成損壞，采用小型壓實(shí)設(shè)備對靠近管節(jié)的部位進(jìn)行壓實(shí)，確保回填土的密實(shí)度。同時，按照設(shè)計要求，在鋼波紋管涵兩側(cè)和頂部設(shè)置了一定厚度的砂礫石墊層，以保護(hù)鋼波紋管涵。在施工過程中，也遇到了一些問題，具體如下：基礎(chǔ)沉降問題：在基礎(chǔ)處理后，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域出現(xiàn)了基礎(chǔ)沉降現(xiàn)象，這可能會影響鋼波紋管涵的穩(wěn)定性。為了解決這一問題，對基礎(chǔ)沉降區(qū)域進(jìn)行了重新處理，采用了增加砂礫石墊層厚度、加強(qiáng)壓實(shí)等措施，確保基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。同時，對基礎(chǔ)沉降情況進(jìn)行了實(shí)時監(jiān)測，及時調(diào)整處理措施。管節(jié)拼接問題：在管節(jié)拼接過程中，發(fā)現(xiàn)部分管節(jié)之間的拼接縫存在較大的間隙，影響了密封效果。為了解決這一問題，對拼接縫進(jìn)行了重新調(diào)整和處理，采用了增加密封膠厚度、使用密封條等措施，確保拼接縫的密封效果。同時，在拼接完成后，對拼接縫進(jìn)行了密封性檢查，確保無漏水現(xiàn)象?；靥钔翂簩?shí)問題：在回填土施工過程中，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域的回填土壓實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計要求，這可能會影響鋼波紋管涵的承載能力。為了解決這一問題，對壓實(shí)設(shè)備和壓實(shí)工藝進(jìn)行了調(diào)整，采用了大功率的壓實(shí)設(shè)備，增加了壓實(shí)遍數(shù)，確保回填土的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求。同時，在回填過程中，加強(qiáng)了對回填土質(zhì)量的控制，確?；靥钔恋念w粒級配符合要求。2.2案例二：[具體工程名稱2][具體工程名稱2]是位于山區(qū)的一條新建公路，該地區(qū)地形起伏較大，在K5+300-K5+500段需要進(jìn)行高填方作業(yè)，填方高度達(dá)到了15m。為了滿足排水和交通需求，在此處設(shè)置了鋼波紋管涵。其設(shè)計參數(shù)如下：管徑：經(jīng)過詳細(xì)的水力計算和結(jié)構(gòu)分析，選用直徑為2.5m的鋼波紋管涵，以滿足排水流量和通行空間的要求。壁厚：考慮到鋼波紋管涵所承受的土壓力和車輛荷載等因素，選用壁厚為5mm的鋼板制作鋼波紋管涵，以確保其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。長度：根據(jù)實(shí)際地形和排水需求，鋼波紋管涵的長度為120m，以確保能夠順利穿越填方區(qū)域，實(shí)現(xiàn)排水和通行功能。波紋參數(shù)：波紋形狀為標(biāo)準(zhǔn)的梯形波紋，波距為125mm，波高為30mm。這種波紋參數(shù)能夠有效提高鋼波紋管涵的剛度和承載能力，使其更好地適應(yīng)高填方條件下的受力要求。材料：采用Q345熱軋鋼板作為鋼波紋管涵的制作材料，該材料具有較高的強(qiáng)度、韌性和可焊性，能夠滿足工程的使用要求。同時，為了提高鋼波紋管涵的抗腐蝕性能，對其內(nèi)外表面進(jìn)行了熱浸鍍鋅處理，鍍鋅層厚度不小于84μm，以延長其使用壽命。在施工過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范和設(shè)計要求進(jìn)行操作，主要施工步驟如下：施工準(zhǔn)備：在施工前，對施工現(xiàn)場進(jìn)行了詳細(xì)的勘察和測量，確定了鋼波紋管涵的具體位置和高程。同時，準(zhǔn)備了所需的施工材料和設(shè)備，包括鋼波紋管涵的管節(jié)、連接件、基礎(chǔ)材料、吊裝設(shè)備等。對施工人員進(jìn)行了技術(shù)交底和安全培訓(xùn)，確保施工過程的順利進(jìn)行?；A(chǔ)處理：根據(jù)地質(zhì)條件和設(shè)計要求，對鋼波紋管涵的基礎(chǔ)進(jìn)行了處理。采用強(qiáng)夯法，對基礎(chǔ)范圍內(nèi)的土體進(jìn)行強(qiáng)夯加固，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在基礎(chǔ)處理過程中，嚴(yán)格控制強(qiáng)夯的參數(shù)和遍數(shù)，確保基礎(chǔ)的質(zhì)量符合要求。管節(jié)安裝：采用吊車進(jìn)行管節(jié)的安裝，將管節(jié)逐節(jié)吊運(yùn)至基礎(chǔ)上，按照設(shè)計要求進(jìn)行拼接。在拼接過程中，確保管節(jié)之間的連接緊密，采用密封膠對拼接縫進(jìn)行密封處理，防止漏水。同時，對管節(jié)的位置和高程進(jìn)行了調(diào)整，確保其符合設(shè)計要求。在管節(jié)安裝過程中，注意保護(hù)管節(jié)的表面，避免出現(xiàn)劃傷和損壞?；靥钔潦┕ぃ涸诠芄?jié)安裝完成后，進(jìn)行了回填土施工?；靥钔敛捎梅謱犹钪?、分層壓實(shí)的方法，每層填筑厚度不超過30cm，壓實(shí)度不小于96%。在回填過程中，注意避免對鋼波紋管涵造成損壞，采用小型壓實(shí)設(shè)備對靠近管節(jié)的部位進(jìn)行壓實(shí)，確?；靥钔恋拿軐?shí)度。同時，按照設(shè)計要求，在鋼波紋管涵兩側(cè)和頂部設(shè)置了一定厚度的砂礫石墊層，以保護(hù)鋼波紋管涵。在施工過程中，遇到了一些問題，具體如下：基礎(chǔ)沉降問題：在基礎(chǔ)處理后，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域出現(xiàn)了基礎(chǔ)沉降現(xiàn)象，這可能會影響鋼波紋管涵的穩(wěn)定性。為了解決這一問題，對基礎(chǔ)沉降區(qū)域進(jìn)行了重新處理，采用了增加砂礫石墊層厚度、加強(qiáng)壓實(shí)等措施，確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性。同時，對基礎(chǔ)沉降情況進(jìn)行了實(shí)時監(jiān)測，及時調(diào)整處理措施。管節(jié)拼接問題：在管節(jié)拼接過程中，發(fā)現(xiàn)部分管節(jié)之間的拼接縫存在較大的間隙，影響了密封效果。為了解決這一問題，對拼接縫進(jìn)行了重新調(diào)整和處理，采用了增加密封膠厚度、使用密封條等措施，確保拼接縫的密封效果。同時，在拼接完成后，對拼接縫進(jìn)行了密封性檢查，確保無漏水現(xiàn)象?；靥钔翂簩?shí)問題：在回填土施工過程中，發(fā)現(xiàn)部分區(qū)域的回填土壓實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計要求，這可能會影響鋼波紋管涵的承載能力。為了解決這一問題，對壓實(shí)設(shè)備和壓實(shí)工藝進(jìn)行了調(diào)整，采用了大功率的壓實(shí)設(shè)備，增加了壓實(shí)遍數(shù)，確保回填土的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求。同時，在回填過程中，加強(qiáng)了對回填土質(zhì)量的控制，確保回填土的顆粒級配符合要求。經(jīng)過一段時間的運(yùn)營，該鋼波紋管涵使用效果良好，排水順暢，未出現(xiàn)明顯的變形和損壞現(xiàn)象。在后期維護(hù)中，定期對鋼波紋管涵進(jìn)行檢查，包括外觀檢查、滲漏檢查、變形監(jiān)測等。通過檢查發(fā)現(xiàn)，鋼波紋管涵的表面鍍鋅層有部分磨損，但未出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。對磨損部位進(jìn)行了及時的修補(bǔ)和防腐處理，確保鋼波紋管涵的耐久性。同時，對鋼波紋管涵的變形情況進(jìn)行了監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)其變形量在允許范圍內(nèi)，未對結(jié)構(gòu)安全造成影響。通過對[具體工程名稱2]鋼波紋管涵的應(yīng)用情況分析，可以總結(jié)出以下經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：基礎(chǔ)處理至關(guān)重要：在高填方地區(qū)，基礎(chǔ)的穩(wěn)定性直接影響鋼波紋管涵的使用效果。因此，在施工前，必須對基礎(chǔ)進(jìn)行詳細(xì)的勘察和分析，選擇合適的基礎(chǔ)處理方法，確?；A(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性。管節(jié)拼接質(zhì)量要嚴(yán)格控制：管節(jié)拼接縫的密封效果直接影響鋼波紋管涵的防水性能。在施工過程中，必須嚴(yán)格控制管節(jié)拼接的質(zhì)量，確保拼接縫緊密，采用有效的密封措施，防止漏水?；靥钔潦┕ひ?guī)范：回填土的壓實(shí)度和填筑工藝直接影響鋼波紋管涵的承載能力和變形情況。在施工過程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行回填土施工，控制填筑厚度和壓實(shí)度，采用合適的壓實(shí)設(shè)備和工藝，確?；靥钔恋馁|(zhì)量。后期維護(hù)要加強(qiáng)：鋼波紋管涵在使用過程中，會受到各種因素的影響，如腐蝕、變形等。因此，在后期維護(hù)中，必須加強(qiáng)對鋼波紋管涵的檢查和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行處理，確保其長期穩(wěn)定運(yùn)行。三、高填方大直徑鋼波紋管涵變形原因分析3.1施工因素3.1.1回填材料與壓實(shí)度問題回填材料的選擇與壓實(shí)度的控制，對高填方大直徑鋼波紋管涵的變形有著舉足輕重的影響。在實(shí)際工程中，若回填材料不符合要求，如采用了壓實(shí)性差、透水性不良或強(qiáng)度不足的材料，會致使鋼波紋管涵在承受上部荷載時，無法有效將力傳遞擴(kuò)散，從而引發(fā)不均勻變形。在某高填方公路工程中，由于施工場地附近砂石材料匱乏，施工單位貪圖便利，選用了含水量過高的粘性土作為鋼波紋管涵的回填材料。在施工過程中，盡管按照常規(guī)的壓實(shí)工藝進(jìn)行操作，但因粘性土的壓實(shí)性能欠佳，難以達(dá)到理想的壓實(shí)度。隨著時間的推移，在填土自重和車輛荷載的反復(fù)作用下，鋼波紋管涵周邊的粘性土逐漸發(fā)生固結(jié)沉降，導(dǎo)致鋼波紋管涵受到不均勻的側(cè)向壓力，進(jìn)而出現(xiàn)了明顯的變形，管身局部出現(xiàn)凹陷，嚴(yán)重影響了涵洞的正常使用功能。壓實(shí)度不足也是導(dǎo)致鋼波紋管涵變形的關(guān)鍵因素之一。當(dāng)回填土的壓實(shí)度未達(dá)到設(shè)計要求時，其密實(shí)度和承載能力較低，在承受上部荷載時，容易產(chǎn)生較大的壓縮變形，進(jìn)而對鋼波紋管涵產(chǎn)生不利影響。在某鐵路工程的高填方段，由于施工進(jìn)度緊張，施工人員在鋼波紋管涵回填土施工過程中，未能嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行分層壓實(shí)，部分區(qū)域的壓實(shí)度僅達(dá)到80%左右，遠(yuǎn)低于設(shè)計要求的96%。在鐵路運(yùn)營后，隨著列車荷載的不斷作用，鋼波紋管涵周邊壓實(shí)度不足的回填土逐漸被壓縮，致使鋼波紋管涵受到較大的側(cè)向擠壓和豎向壓力，最終導(dǎo)致鋼波紋管涵出現(xiàn)變形，管節(jié)連接處出現(xiàn)裂縫，影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全和排水功能。3.1.2施工工藝不當(dāng)施工工藝不當(dāng)也是導(dǎo)致高填方大直徑鋼波紋管涵變形的重要原因之一。在施工過程中，如兩側(cè)回填不對稱、施工順序錯誤等不當(dāng)工藝，會對鋼波紋管涵的受力狀態(tài)產(chǎn)生不利影響，從而導(dǎo)致其變形。兩側(cè)回填不對稱是一種常見的施工工藝問題。在鋼波紋管涵回填過程中，如果兩側(cè)回填土的速度、厚度和壓實(shí)度不一致，會使鋼波紋管涵受到不均勻的側(cè)向壓力，從而導(dǎo)致其發(fā)生變形。在某公路工程中，施工人員在對鋼波紋管涵進(jìn)行回填時，由于一側(cè)的施工場地較為狹窄，施工設(shè)備難以操作，導(dǎo)致該側(cè)的回填土速度較慢，厚度較薄，壓實(shí)度也相對較低。而另一側(cè)的回填土則按照正常的施工工藝進(jìn)行，速度較快，厚度和壓實(shí)度均符合設(shè)計要求。這種兩側(cè)回填不對稱的情況，使得鋼波紋管涵受到了不均勻的側(cè)向壓力，最終導(dǎo)致其向回填土較薄的一側(cè)發(fā)生了明顯的變形，管身出現(xiàn)傾斜，影響了涵洞的正常使用。施工順序錯誤也會對鋼波紋管涵的變形產(chǎn)生影響。在鋼波紋管涵施工過程中，應(yīng)遵循先基礎(chǔ)處理、再管節(jié)安裝、最后回填土的施工順序。如果施工順序錯誤，如先進(jìn)行回填土施工，再進(jìn)行管節(jié)安裝，會使鋼波紋管涵在安裝過程中受到較大的阻力，容易導(dǎo)致其變形。在某工程中，由于施工人員對施工順序的理解有誤，在未進(jìn)行管節(jié)安裝的情況下，就先對鋼波紋管涵的基礎(chǔ)進(jìn)行了回填土施工。當(dāng)需要進(jìn)行管節(jié)安裝時，不得不重新開挖回填土，這不僅增加了施工難度和成本，還使得鋼波紋管涵在安裝過程中受到了較大的擾動，導(dǎo)致其出現(xiàn)了變形，影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全。3.2地質(zhì)因素3.2.1地基承載力不足地基承載力不足是導(dǎo)致高填方大直徑鋼波紋管涵變形的重要地質(zhì)因素之一。在高填方工程中，鋼波紋管涵需要承受巨大的填土壓力以及車輛荷載等作用，這些荷載會通過鋼波紋管涵傳遞到地基上。如果地基的承載力不足，無法承受這些荷載，就會導(dǎo)致地基發(fā)生沉降，進(jìn)而引起鋼波紋管涵的沉降和變形。在某高速公路高填方路段，鋼波紋管涵的地基為粉質(zhì)黏土，其天然地基承載力較低，僅為100kPa左右。在施工過程中，由于對地基承載力的重視程度不夠，未對地基進(jìn)行有效的處理，直接在天然地基上鋪設(shè)了鋼波紋管涵。隨著填土高度的不斷增加，地基所承受的壓力逐漸增大，當(dāng)填土高度達(dá)到10m時，地基開始出現(xiàn)明顯的沉降，導(dǎo)致鋼波紋管涵也隨之發(fā)生沉降和變形。鋼波紋管涵的最大沉降量達(dá)到了20cm，管身出現(xiàn)了多處裂縫，嚴(yán)重影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全和正常使用。為了解決地基承載力不足的問題，通常需要對地基進(jìn)行處理，以提高地基的承載力和穩(wěn)定性。常見的地基處理方法包括換填法、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁法、CFG樁法等。換填法是將地基中軟弱土層挖除，換填為強(qiáng)度較高、壓縮性較低的材料，如砂礫石、灰土等，以提高地基的承載力；強(qiáng)夯法是通過重錘自由落下產(chǎn)生的巨大沖擊力，對地基進(jìn)行夯實(shí)，使地基土密實(shí)，提高地基的承載力和穩(wěn)定性；灰土擠密樁法是利用沉管、沖擊或爆擴(kuò)等方法在地基中形成樁孔，然后在樁孔內(nèi)填入灰土并分層夯實(shí)，形成灰土擠密樁，通過樁與樁間土的共同作用，提高地基的承載力；CFG樁法是在地基中設(shè)置由水泥、粉煤灰、碎石等材料組成的樁體，通過樁與樁間土的共同作用，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在某工程中，針對地基承載力不足的問題，采用了強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理。首先對地基進(jìn)行了詳細(xì)的勘察和測試，確定了地基的土質(zhì)情況和承載力。然后根據(jù)勘察結(jié)果，制定了強(qiáng)夯施工方案，確定了強(qiáng)夯的能級、夯擊次數(shù)、夯點(diǎn)間距等參數(shù)。在強(qiáng)夯施工過程中，嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行操作，確保強(qiáng)夯的質(zhì)量。經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基的承載力得到了顯著提高，達(dá)到了200kPa以上，滿足了鋼波紋管涵的承載要求。在后續(xù)的施工和運(yùn)營過程中，鋼波紋管涵未出現(xiàn)明顯的沉降和變形，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。3.2.2特殊地質(zhì)條件影響特殊地質(zhì)條件，如濕陷性黃土、軟土等，對高填方大直徑鋼波紋管涵的變形具有特殊的影響。濕陷性黃土是一種特殊的土，其在天然狀態(tài)下具有較高的強(qiáng)度和較低的壓縮性，但在一定壓力下，受水浸濕后，土的結(jié)構(gòu)迅速破壞，強(qiáng)度降低，并產(chǎn)生顯著的附加下沉。在濕陷性黃土地區(qū)，鋼波紋管涵如果沒有采取有效的處理措施，一旦地基受水浸濕，就會發(fā)生濕陷變形，導(dǎo)致鋼波紋管涵受到不均勻的沉降和側(cè)向壓力，從而引起鋼波紋管涵的變形和損壞。在某濕陷性黃土地區(qū)的公路工程中，鋼波紋管涵的地基未進(jìn)行有效的處理，在運(yùn)營過程中，由于附近的排水設(shè)施出現(xiàn)故障，導(dǎo)致地基受水浸濕，發(fā)生了濕陷變形。鋼波紋管涵受到不均勻的沉降和側(cè)向壓力，管身出現(xiàn)了多處裂縫，部分管節(jié)發(fā)生了錯位，嚴(yán)重影響了涵洞的正常使用。為了應(yīng)對濕陷性黃土對鋼波紋管涵的影響，通常需要采取一系列的處理措施。對于地基，可以采用灰土墊層法、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁法等進(jìn)行處理，以消除黃土的濕陷性，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在鋼波紋管涵的設(shè)計和施工中，也需要采取相應(yīng)的措施，如加強(qiáng)鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，增加管節(jié)之間的連接強(qiáng)度，提高鋼波紋管涵的抗變形能力；在鋼波紋管涵的周圍設(shè)置排水設(shè)施，防止地基受水浸濕。軟土是指天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強(qiáng)度低的細(xì)粒土，如淤泥、淤泥質(zhì)土等。在軟土地基上修建鋼波紋管涵，由于軟土的壓縮性高，地基容易發(fā)生較大的沉降和變形，從而導(dǎo)致鋼波紋管涵受到較大的壓力，引起鋼波紋管涵的變形和損壞。在某軟土地基上的鐵路工程中，鋼波紋管涵的地基未進(jìn)行有效的處理，在施工過程中，隨著填土高度的增加，地基發(fā)生了較大的沉降，導(dǎo)致鋼波紋管涵受到較大的壓力，管身出現(xiàn)了明顯的變形，部分管節(jié)發(fā)生了破裂，影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全和正常使用。針對軟土地基對鋼波紋管涵的影響，通常需要采取有效的地基處理措施，如排水固結(jié)法、復(fù)合地基法、樁基法等。排水固結(jié)法是通過在地基中設(shè)置排水系統(tǒng)，如砂井、塑料排水板等，加速地基土的排水固結(jié)，降低地基的壓縮性，提高地基的承載力；復(fù)合地基法是在地基中設(shè)置增強(qiáng)體，如碎石樁、水泥土樁等，與樁間土共同組成復(fù)合地基，提高地基的承載力和穩(wěn)定性；樁基法是通過在地基中設(shè)置樁基礎(chǔ)，將鋼波紋管涵的荷載傳遞到深層的堅硬土層上，以減少地基的沉降和變形。3.3設(shè)計因素3.3.1管徑與壁厚設(shè)計不合理管徑與壁厚作為鋼波紋管涵設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)，對其在高填方下的變形風(fēng)險有著顯著影響。當(dāng)管徑過大時，鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性會受到挑戰(zhàn)。在高填方的巨大壓力作用下，過大的管徑會導(dǎo)致鋼波紋管涵的抗彎剛度相對降低，使得管體更容易發(fā)生變形。管徑的增大還會使鋼波紋管涵所承受的土壓力和車輛荷載分布更加不均勻，進(jìn)一步加劇了變形的風(fēng)險。在某高填方公路工程中，由于設(shè)計時對管徑的選擇考慮不夠周全，采用了過大管徑的鋼波紋管涵。在運(yùn)營過程中，隨著填土高度的增加和車輛荷載的反復(fù)作用，鋼波紋管涵出現(xiàn)了明顯的變形，管身局部出現(xiàn)了凹陷和褶皺，嚴(yán)重影響了涵洞的正常使用功能。壁厚過薄同樣會給鋼波紋管涵帶來嚴(yán)重的變形隱患。鋼波紋管涵的壁厚直接關(guān)系到其承載能力和抗變形能力。當(dāng)壁厚過薄時，鋼波紋管涵在承受填土壓力和車輛荷載時，無法提供足夠的強(qiáng)度和剛度，容易發(fā)生屈服和變形。在某鐵路工程中，由于為了降低成本而選用了壁厚過薄的鋼波紋管涵，在施工過程中，當(dāng)填土高度達(dá)到一定程度時，鋼波紋管涵就出現(xiàn)了變形，管節(jié)連接處出現(xiàn)了裂縫，影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全。為了優(yōu)化管徑與壁厚的設(shè)計，需要綜合考慮多種因素。應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際需求，如排水流量、通行空間等，合理確定管徑。在確定管徑時，還應(yīng)考慮鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和變形要求，避免管徑過大或過小。對于壁厚的設(shè)計，應(yīng)根據(jù)鋼波紋管涵所承受的荷載大小、填土高度、地基條件等因素，通過力學(xué)計算和分析，確定合適的壁厚。在計算過程中，應(yīng)充分考慮材料的力學(xué)性能、土-結(jié)構(gòu)相互作用等因素，確保壁厚能夠滿足鋼波紋管涵的承載能力和抗變形能力要求。還應(yīng)考慮鋼波紋管涵的耐久性和經(jīng)濟(jì)性，在保證結(jié)構(gòu)安全的前提下，選擇合適的壁厚，以降低工程成本。3.3.2結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷也是導(dǎo)致高填方大直徑鋼波紋管涵變形的重要因素之一，其中連接方式和支撐設(shè)置等方面的問題對鋼波紋管涵的穩(wěn)定性和變形有著顯著影響。連接方式是鋼波紋管涵結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)際工程中，常見的連接方式有螺栓連接、焊接等。如果連接方式不合理，如螺栓數(shù)量不足、螺栓強(qiáng)度不夠、焊接質(zhì)量不佳等，會導(dǎo)致管節(jié)之間的連接不牢固，在承受荷載時容易出現(xiàn)松動、錯臺等現(xiàn)象，從而影響鋼波紋管涵的整體穩(wěn)定性，導(dǎo)致其發(fā)生變形。在某工程中，鋼波紋管涵采用螺栓連接方式，但由于螺栓數(shù)量不足，在高填方的壓力作用下，管節(jié)之間的連接部位出現(xiàn)了松動，導(dǎo)致鋼波紋管涵出現(xiàn)了變形，管身出現(xiàn)了裂縫，影響了涵洞的正常使用。支撐設(shè)置對于鋼波紋管涵的穩(wěn)定性同樣至關(guān)重要。合理的支撐設(shè)置可以有效地分散鋼波紋管涵所承受的荷載，減少變形的發(fā)生。如果支撐設(shè)置不合理，如支撐間距過大、支撐強(qiáng)度不足等，會導(dǎo)致鋼波紋管涵在某些部位缺乏有效的支撐，從而在荷載作用下發(fā)生變形。在某高填方工程中，由于鋼波紋管涵的支撐間距過大，在填土壓力和車輛荷載的作用下，鋼波紋管涵的中部出現(xiàn)了較大的變形，管身出現(xiàn)了下?lián)犀F(xiàn)象，影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全。為了避免結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷對鋼波紋管涵變形的影響，在設(shè)計過程中應(yīng)采取以下措施。對于連接方式的選擇，應(yīng)根據(jù)鋼波紋管涵的管徑、壁厚、荷載大小等因素，合理確定連接方式和連接參數(shù)。在采用螺栓連接時，應(yīng)確保螺栓數(shù)量充足、強(qiáng)度足夠，并合理布置螺栓的位置，以保證管節(jié)之間的連接牢固可靠。在采用焊接連接時，應(yīng)嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量，確保焊縫的強(qiáng)度和密封性。對于支撐設(shè)置，應(yīng)根據(jù)鋼波紋管涵的受力情況和變形要求，合理確定支撐間距和支撐強(qiáng)度。在高填方區(qū)域，應(yīng)適當(dāng)減小支撐間距，增加支撐強(qiáng)度，以提高鋼波紋管涵的穩(wěn)定性。還應(yīng)加強(qiáng)對結(jié)構(gòu)設(shè)計的審查和優(yōu)化，確保設(shè)計方案的合理性和可靠性。四、高填方大直徑鋼波紋管涵受力特性研究4.1受力測試方案與數(shù)據(jù)采集4.1.1測試點(diǎn)布置為了全面、準(zhǔn)確地獲取高填方大直徑鋼波紋管涵在不同工況下的受力特性，需科學(xué)合理地布置測試點(diǎn)。在鋼波紋管涵的不同部位，如波峰、波谷、波側(cè)等，分別布置應(yīng)變片和壓力盒。在波峰和波谷處，由于其受力較為復(fù)雜，是應(yīng)力集中的關(guān)鍵區(qū)域，布置應(yīng)變片可有效監(jiān)測該部位在填土荷載、車輛荷載等作用下的應(yīng)變變化情況，從而分析其受力狀態(tài)。在波側(cè)布置應(yīng)變片，能了解力在傳遞過程中的變化規(guī)律。在管周切向，沿0°、30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°和180°等角度布置應(yīng)變片，每個角度在波峰、波谷和波側(cè)分別設(shè)置測點(diǎn)，合計27個測試點(diǎn)位。在管周軸向，按0°、45°、90°、135°和180°角度布置應(yīng)變片，合計15個測試點(diǎn)位，切向和軸向測點(diǎn)總數(shù)達(dá)到42個。這樣的布置方式能夠全面覆蓋鋼波紋管涵的不同部位和方向，為研究其切向和軸向的受力特性提供充足的數(shù)據(jù)支持。在鋼波紋管外側(cè)，按照不同角度分別貼著管壁埋設(shè)壓力盒，角度分布同樣為0°、30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°和180°，共計9個測點(diǎn)。這些壓力盒可用于測量管外壁受到的徑向土壓力，從而分析土壓力在鋼波紋管涵上的分布規(guī)律。4.1.2數(shù)據(jù)采集頻率與方法在施工階段，數(shù)據(jù)采集頻率需根據(jù)施工進(jìn)度和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行合理安排。在管節(jié)安裝完成后，進(jìn)行首次數(shù)據(jù)采集，獲取初始狀態(tài)下鋼波紋管涵的受力數(shù)據(jù)。在回填土施工過程中，每填筑一層土，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，以監(jiān)測填土過程中鋼波紋管涵受力的動態(tài)變化。在每層填土壓實(shí)后，及時采集數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。在關(guān)鍵施工節(jié)點(diǎn)，如填土高度達(dá)到一定數(shù)值、施工機(jī)械經(jīng)過等，也需增加數(shù)據(jù)采集次數(shù)，以便更全面地了解鋼波紋管涵在不同施工工況下的受力情況。在運(yùn)營階段，數(shù)據(jù)采集頻率可適當(dāng)降低，但仍需定期進(jìn)行監(jiān)測。一般情況下，每月進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，以掌握鋼波紋管涵在長期運(yùn)營過程中的受力變化趨勢。在遇到特殊情況，如暴雨、地震、大型車輛通過等，需及時進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，分析這些特殊情況對鋼波紋管涵受力的影響。數(shù)據(jù)采集儀器選用高精度的靜態(tài)應(yīng)變儀和土壓力盒測試儀。靜態(tài)應(yīng)變儀可準(zhǔn)確測量應(yīng)變片的應(yīng)變值，其測量精度可達(dá)±1με，能夠滿足對鋼波紋管涵應(yīng)變測量的高精度要求。土壓力盒測試儀可精確測量壓力盒所承受的土壓力，測量精度可達(dá)±0.1kPa，確保土壓力數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在數(shù)據(jù)采集過程中，需嚴(yán)格按照儀器的操作規(guī)程進(jìn)行操作，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性和可靠性。每次采集數(shù)據(jù)時，需記錄采集時間、工況條件、環(huán)境溫度等信息，以便后續(xù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。采集到的數(shù)據(jù)需及時進(jìn)行整理和存儲，建立完善的數(shù)據(jù)檔案。對于采集到的數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計學(xué)方法和數(shù)據(jù)擬合方法進(jìn)行處理。通過計算數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計參數(shù)，分析數(shù)據(jù)的離散程度和變化趨勢。利用數(shù)據(jù)擬合方法，建立鋼波紋管涵受力與填土高度、車輛荷載等因素之間的數(shù)學(xué)模型，從而深入研究其受力特性。還可采用對比分析方法，將不同工況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析各因素對鋼波紋管涵受力的影響規(guī)律。4.2受力特性分析4.2.1不同部位應(yīng)力分布規(guī)律在高填方大直徑鋼波紋管涵中，波峰、波谷和波側(cè)作為關(guān)鍵受力部位，其應(yīng)力分布規(guī)律對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性有著重要影響。通過對不同填土高度下的鋼波紋管涵進(jìn)行測試與分析，可揭示其應(yīng)力分布的內(nèi)在規(guī)律。在填土初期，由于填土高度較低，鋼波紋管涵所承受的荷載較小，波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)力值相對較小。此時，波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)力分布呈現(xiàn)出一定的波動變化，部分位置應(yīng)變值出現(xiàn)拉、壓交替變化的情形。這可能是由于小型夯機(jī)在施工過程中對鋼波紋管產(chǎn)生了一定的沖擊和振動，使得鋼波紋管各角度應(yīng)力出現(xiàn)重新分布的情況。在管頂填筑黃土較?。?.2m以內(nèi)）時，波峰、波谷和波側(cè)的部分測點(diǎn)應(yīng)變值出現(xiàn)拉、壓交替變化，這表明在施工初期，鋼波紋管涵的受力狀態(tài)較為復(fù)雜，各部位的應(yīng)力分布尚未達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。隨著填土高度的增加，鋼波紋管涵所承受的荷載逐漸增大，波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)力值也隨之快速增長。在填土中期（管頂填土2.2-13.0m），波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)力增長幅度最大。以波峰為例，在管側(cè)90°、管周60°和45°處為壓應(yīng)變，且管周45°＞管周60°＞管頂90°；而拉應(yīng)變的大小關(guān)系為管周135°＞管周150°＞管底180°＞管頂0°＞管周30°＞管周120°，不同角度應(yīng)變值增長率先增大后減小，其中管周135°為最大拉應(yīng)變，管周45°為最大壓應(yīng)變。波谷的應(yīng)變情況與波峰相反，在管周45°拉應(yīng)變最大，管周135°壓應(yīng)變最大。波側(cè)作為波峰和波谷的過渡區(qū)，主要起到力的傳遞作用，受力相對較小，但其應(yīng)變變化規(guī)律與波峰和波谷相似，也呈現(xiàn)出前期波動增長，中期快速增長的趨勢。當(dāng)填土高度達(dá)到一定程度后（管頂填土16.2-20.1m），土體與鋼波紋管之間產(chǎn)生土拱效應(yīng)，波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)力增長逐漸趨于平緩，各角度應(yīng)變值幾乎不變。這是因?yàn)橥凉靶?yīng)的形成使得土體中的應(yīng)力重新分布，部分荷載通過土拱傳遞到鋼波紋管涵的兩側(cè)，從而減小了鋼波紋管內(nèi)壁的受力。在管頂填土16.2-20.1m時，波峰、波谷和波側(cè)的各角度應(yīng)變值增長緩慢，幾乎保持不變，這表明土拱效應(yīng)有效地緩解了鋼波紋管涵的受力，提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。綜合對比波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)變值，波峰的管周135°為最大拉應(yīng)變，波谷的管周135°為最大壓應(yīng)變，且波峰和波谷相同角度的應(yīng)變值相反，具有互補(bǔ)性。這說明在高填方大直徑鋼波紋管涵中，波峰和波谷的受力狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)，共同承擔(dān)著結(jié)構(gòu)所承受的荷載。波側(cè)的應(yīng)變值相對較小，主要起到連接和傳遞力的作用。在實(shí)際工程中，了解波峰、波谷和波側(cè)的應(yīng)力分布規(guī)律，對于鋼波紋管涵的設(shè)計和施工具有重要指導(dǎo)意義。在設(shè)計階段，可根據(jù)不同部位的應(yīng)力分布情況，合理選擇鋼波紋管的材質(zhì)、壁厚和波紋參數(shù)，以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗變形能力。在施工階段，應(yīng)嚴(yán)格控制施工工藝，避免因施工不當(dāng)導(dǎo)致鋼波紋管涵的應(yīng)力分布不均，從而影響結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。4.2.2土壓力分布規(guī)律鋼波紋管涵管外壁的徑向土壓力分布規(guī)律，與填土高度和時間密切相關(guān)，對其進(jìn)行深入研究，有助于全面了解鋼波紋管涵的受力特性和工作狀態(tài)。在填土高度方面，管外壁徑向土壓力隨填土高度的增長而增大，且初期增長速度較快，后期增長速度逐漸減緩。在填土初期，隨著填土高度的增加，鋼波紋管涵所承受的土壓力迅速增大。這是因?yàn)樵谔钔脸跗冢馏w的自重和上部荷載主要由鋼波紋管涵直接承擔(dān)，導(dǎo)致管外壁的徑向土壓力快速上升。在管頂填土0-3m范圍內(nèi)，管外壁徑向土壓力隨填土高度的增加而急劇增大，各測點(diǎn)的土壓力值增長明顯。隨著填土高度的進(jìn)一步增加，土體與鋼波紋管之間逐漸形成土拱效應(yīng)。土拱效應(yīng)的形成使得土體中的應(yīng)力重新分布，部分荷載通過土拱傳遞到鋼波紋管涵的兩側(cè)，從而減小了鋼波紋管涵頂部所承受的土壓力。在填土后期（管頂填土10m以上），管外壁徑向土壓力的增長速度逐漸減緩，趨于穩(wěn)定。在管頂填土16-20m時，管外壁徑向土壓力的增長幅度較小，幾乎保持不變，這表明土拱效應(yīng)在此時已經(jīng)充分發(fā)揮作用，有效地降低了鋼波紋管涵的受力。在時間方面，隨著時間的推移，管外壁徑向土壓力也會發(fā)生變化。在施工完成后的初期，由于土體還未完全固結(jié)，土壓力會隨著土體的固結(jié)而逐漸增大。在運(yùn)營過程中，受到車輛荷載、溫度變化等因素的影響，管外壁徑向土壓力也會出現(xiàn)一定的波動。在車輛荷載作用下，管外壁徑向土壓力會瞬間增大，然后隨著車輛的離去逐漸恢復(fù)到原來的水平；在溫度變化較大時，土體的膨脹和收縮會導(dǎo)致管外壁徑向土壓力的變化。土拱效應(yīng)的形成與填土高度、土體性質(zhì)、鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)參數(shù)等因素密切相關(guān)。當(dāng)填土高度達(dá)到一定值時，土體與鋼波紋管之間會形成土拱效應(yīng)。土體的內(nèi)摩擦角、粘聚力等物理力學(xué)性質(zhì)也會影響土拱效應(yīng)的形成和穩(wěn)定性。內(nèi)摩擦角較大、粘聚力較強(qiáng)的土體，更容易形成穩(wěn)定的土拱效應(yīng)。鋼波紋管涵的波高、波距、壁厚等結(jié)構(gòu)參數(shù)也會對土拱效應(yīng)產(chǎn)生影響。合理的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計能夠提高土拱效應(yīng)的效果，增強(qiáng)鋼波紋管涵的承載能力和穩(wěn)定性。在實(shí)際工程中，掌握管外壁徑向土壓力的分布規(guī)律和土拱效應(yīng)的形成條件，對于鋼波紋管涵的設(shè)計和施工具有重要意義。在設(shè)計階段，可根據(jù)土壓力的分布規(guī)律，合理確定鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)尺寸和材料強(qiáng)度，以確保結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性。在施工階段，應(yīng)嚴(yán)格控制填土的質(zhì)量和壓實(shí)度，確保土體與鋼波紋管之間能夠形成良好的土拱效應(yīng)，降低鋼波紋管涵的受力。還應(yīng)加強(qiáng)對管外壁徑向土壓力的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和處理可能出現(xiàn)的問題，保障鋼波紋管涵的正常運(yùn)行。五、高填方大直徑鋼波紋管涵受力影響因素分析5.1填土高度與性質(zhì)5.1.1填土高度對受力的影響通過數(shù)值模擬與案例分析可知，填土高度對高填方大直徑鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形有著顯著的影響。在數(shù)值模擬中，構(gòu)建了不同填土高度下的鋼波紋管涵有限元模型，全面考慮了土-結(jié)構(gòu)相互作用、材料非線性等關(guān)鍵因素。模擬結(jié)果清晰地表明，隨著填土高度的不斷增加，鋼波紋管涵所承受的土壓力和自重荷載持續(xù)增大，進(jìn)而導(dǎo)致其應(yīng)力和變形也隨之增大。當(dāng)填土高度較低時，鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形增長相對較為緩慢。這是因?yàn)樵谔钔粮叨容^低的情況下，鋼波紋管涵所承受的荷載相對較小，其結(jié)構(gòu)能夠較好地承受這些荷載，變形也相對較小。隨著填土高度的逐漸增加，鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形增長速度逐漸加快。這是因?yàn)殡S著填土高度的增加，鋼波紋管涵所承受的荷載不斷增大，超過了其結(jié)構(gòu)的承載能力，導(dǎo)致變形迅速增大。當(dāng)填土高度超過一定值時，鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形增長速度又會逐漸減緩，這是由于土拱效應(yīng)的逐漸形成，有效地分擔(dān)了部分荷載，從而減緩了鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形增長速度。在某實(shí)際工程案例中，某高填方公路路段采用了直徑為3m的鋼波紋管涵，在施工過程中，對不同填土高度下鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形進(jìn)行了實(shí)時監(jiān)測。當(dāng)填土高度達(dá)到5m時，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力為50MPa，最大變形為10mm；當(dāng)填土高度增加到10m時，最大應(yīng)力增大到100MPa，最大變形增大到25mm；當(dāng)填土高度繼續(xù)增加到15m時，最大應(yīng)力增大到150MPa，最大變形增大到40mm。通過對該案例的分析可知，填土高度的增加對鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形影響顯著，隨著填土高度的增加，鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形呈現(xiàn)出非線性增長的趨勢。在不同填土高度下，鋼波紋管涵的應(yīng)力分布規(guī)律也有所不同。在填土高度較低時，鋼波紋管涵的應(yīng)力分布相對較為均勻，波峰和波谷處的應(yīng)力差異較小。隨著填土高度的增加，鋼波紋管涵的應(yīng)力分布逐漸變得不均勻，波峰和波谷處的應(yīng)力差異逐漸增大，在波峰和波谷處出現(xiàn)明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。這是因?yàn)樵谔钔粮叨仍黾拥倪^程中，鋼波紋管涵的變形逐漸增大，導(dǎo)致波峰和波谷處的受力情況發(fā)生變化，從而出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象。5.1.2填土性質(zhì)的作用填土的容重、模量、泊松比等性質(zhì)對鋼波紋管涵的受力有著重要的影響機(jī)制。填土容重是指單位體積填土的重量，它直接影響著鋼波紋管涵所承受的豎向荷載大小。當(dāng)填土容重增大時，鋼波紋管涵所承受的豎向荷載也隨之增大，從而導(dǎo)致鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形增大。在數(shù)值模擬中，當(dāng)填土容重從18kN/m3增加到20kN/m3時，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力從80MPa增大到100MPa，最大變形從15mm增大到20mm。這表明填土容重的增加會顯著增大鋼波紋管涵的受力和變形。填土模量是反映填土抵抗變形能力的重要參數(shù)，它對鋼波紋管涵的受力和變形有著重要影響。當(dāng)填土模量增大時，填土的抵抗變形能力增強(qiáng)，能夠更好地約束鋼波紋管涵的變形，從而減小鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形。在數(shù)值模擬中，當(dāng)填土模量從10MPa增加到20MPa時，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力從100MPa減小到80MPa，最大變形從20mm減小到15mm。這說明填土模量的增大可以有效減小鋼波紋管涵的受力和變形。泊松比是指材料在單向受拉或受壓時，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的絕對值的比值。填土的泊松比反映了填土在受力時橫向變形與豎向變形的關(guān)系。當(dāng)填土泊松比增大時，填土在豎向荷載作用下的橫向變形增大，從而對鋼波紋管涵產(chǎn)生更大的側(cè)向壓力，導(dǎo)致鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形增大。在數(shù)值模擬中，當(dāng)填土泊松比從0.3增加到0.4時，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力從80MPa增大到90MPa，最大變形從15mm增大到18mm。這表明填土泊松比的增大對鋼波紋管涵的受力和變形有一定的影響。在實(shí)際工程中，填土的性質(zhì)往往是復(fù)雜多變的，不同的填土性質(zhì)組合會對鋼波紋管涵的受力產(chǎn)生不同的影響。在某工程中，填土為粉質(zhì)黏土，其容重為19kN/m3，模量為15MPa，泊松比為0.35。通過數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn)，在這種填土性質(zhì)下，鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形處于一個相對合理的范圍內(nèi)。但如果填土性質(zhì)發(fā)生變化，如容重增大到21kN/m3，模量減小到10MPa，泊松比增大到0.4，鋼波紋管涵的應(yīng)力和變形將顯著增大，可能會影響其結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。因此，在工程設(shè)計和施工中，需要充分考慮填土性質(zhì)對鋼波紋管涵受力的影響，合理選擇填土材料和施工工藝，以確保鋼波紋管涵的安全可靠。5.2地基條件5.2.1地基不均勻沉降影響在地基不均勻沉降條件下，高填方大直徑鋼波紋管涵的受力和變形情況較為復(fù)雜。當(dāng)出現(xiàn)地基不均勻沉降時，鋼波紋管涵會產(chǎn)生不同程度的結(jié)構(gòu)變形，包括彎曲、橫向變形和縱向變形。其中，彎曲變形主要承受彎曲引起的剪應(yīng)力和彎曲應(yīng)力，橫向變形主要表現(xiàn)為管徑的變化，縱向變形則主要表現(xiàn)為管涵的拉伸或擠壓變形。在某山區(qū)公路工程中，由于地基土質(zhì)差異較大，部分區(qū)域?yàn)檐浲?，部分區(qū)域?yàn)閹r石，在鋼波紋管涵建成后，隨著時間的推移，軟土區(qū)域的地基出現(xiàn)了較大的沉降，而巖石區(qū)域的地基沉降較小，導(dǎo)致鋼波紋管涵出現(xiàn)了明顯的彎曲變形，管身出現(xiàn)了裂縫，影響了涵洞的正常使用。地基不均勻沉降還會導(dǎo)致鋼波紋管涵內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。由于地基沉降的不均勻性，鋼波紋管涵不同位置的應(yīng)力大小不同，有些部位可能會受到更大的應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。在某工程中，由于地基不均勻沉降，鋼波紋管涵的管頂和管底部位出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象，管頂?shù)淖畲髴?yīng)力達(dá)到了鋼材的屈服強(qiáng)度，導(dǎo)致管頂出現(xiàn)了局部凹陷，管底出現(xiàn)了裂縫，嚴(yán)重影響了涵洞的結(jié)構(gòu)安全。為了應(yīng)對地基不均勻沉降對鋼波紋管涵的影響，可采取多種措施。在設(shè)計階段，應(yīng)充分考慮地基不均勻沉降的因素，合理選擇鋼波紋管涵的類型和尺寸，并在管涵結(jié)構(gòu)中加入適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施，如設(shè)置伸縮縫、加強(qiáng)筋等，以增強(qiáng)管涵的抗沉降性能。在施工階段，應(yīng)嚴(yán)格控制地基處理的質(zhì)量，確保地基的均勻性和穩(wěn)定性。對于軟土地基，可采用排水固結(jié)法、復(fù)合地基法等進(jìn)行處理，提高地基的承載力和穩(wěn)定性；對于巖石地基，應(yīng)確保鋼波紋管涵與地基的緊密結(jié)合，避免出現(xiàn)縫隙。在運(yùn)營階段，應(yīng)加強(qiáng)對鋼波紋管涵的監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)地基不均勻沉降的跡象，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行處理，如進(jìn)行地基加固、調(diào)整填土高度等，以保證鋼波紋管涵的安全運(yùn)行。5.2.2地基處理方式的作用不同的地基處理方式對鋼波紋管涵的受力性能有著顯著的影響。常見的地基處理方式包括換填法、強(qiáng)夯法、灰土擠密樁法、CFG樁法等，每種方法都有其獨(dú)特的作用和適用范圍。換填法是將地基中軟弱土層挖除，換填為強(qiáng)度較高、壓縮性較低的材料，如砂礫石、灰土等，以提高地基的承載力。在某工程中，鋼波紋管涵的地基為粉質(zhì)黏土，其承載力較低，無法滿足設(shè)計要求。通過采用換填法，將粉質(zhì)黏土挖除，換填為砂礫石，經(jīng)過壓實(shí)后，地基的承載力得到了顯著提高，從原來的100kPa提高到了200kPa以上，有效地減少了鋼波紋管涵的沉降和變形。換填法還可以改善地基的排水性能，減少地基中的積水，從而降低鋼波紋管涵受到的浮力和水壓力，提高其穩(wěn)定性。強(qiáng)夯法是通過重錘自由落下產(chǎn)生的巨大沖擊力，對地基進(jìn)行夯實(shí)，使地基土密實(shí)，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在某高填方工程中，采用強(qiáng)夯法對鋼波紋管涵的地基進(jìn)行處理。強(qiáng)夯能級為3000kN?m，夯擊次數(shù)為8次，夯點(diǎn)間距為4m。經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基土的密實(shí)度明顯提高，壓縮性降低，鋼波紋管涵在后續(xù)的施工和運(yùn)營過程中，沉降和變形均控制在較小范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。強(qiáng)夯法還可以消除地基土的濕陷性，對于濕陷性黃土地區(qū)的鋼波紋管涵地基處理具有重要意義?；彝翑D密樁法是利用沉管、沖擊或爆擴(kuò)等方法在地基中形成樁孔，然后在樁孔內(nèi)填入灰土并分層夯實(shí)，形成灰土擠密樁，通過樁與樁間土的共同作用，提高地基的承載力。在某濕陷性黃土地區(qū)的工程中，采用灰土擠密樁法對鋼波紋管涵的地基進(jìn)行處理。樁徑為400mm，樁長為8m，樁間距為1.2m。通過灰土擠密樁法處理后，地基的濕陷性得到了有效消除，承載力得到了提高，鋼波紋管涵在使用過程中未出現(xiàn)因地基問題導(dǎo)致的變形和損壞。CFG樁法是在地基中設(shè)置由水泥、粉煤灰、碎石等材料組成的樁體，通過樁與樁間土的共同作用，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在某軟土地基上的鋼波紋管涵工程中，采用CFG樁法進(jìn)行地基處理。樁徑為500mm，樁長為10m，樁間距為1.5m。經(jīng)過CFG樁法處理后，地基的承載力得到了顯著提高，鋼波紋管涵的沉降和變形得到了有效控制，滿足了工程的使用要求。在實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)地基的具體情況，如土質(zhì)、承載力、地下水位等，綜合考慮各種地基處理方式的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇最適合的處理方法。還應(yīng)考慮工程的成本、工期等因素，確保地基處理方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性。對于一些復(fù)雜的地基條件，可能需要采用多種地基處理方式相結(jié)合的方法，以達(dá)到最佳的處理效果。在某工程中，地基上部為軟土，下部為砂性土，采用了換填法和CFG樁法相結(jié)合的處理方式。先采用換填法將軟土挖除，換填為砂礫石，然后在砂礫石基礎(chǔ)上設(shè)置CFG樁，通過這種方式，有效地提高了地基的承載力和穩(wěn)定性，確保了鋼波紋管涵的安全運(yùn)行。5.3管涵自身參數(shù)5.3.1管徑與壁厚的影響管徑與壁厚作為鋼波紋管涵的關(guān)鍵自身參數(shù)，對其承載能力和變形特性有著顯著影響。在承載能力方面，管徑的變化會改變鋼波紋管涵的受力分布和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。當(dāng)管徑增大時，鋼波紋管涵所承受的土壓力和車輛荷載也會相應(yīng)增加，這對其承載能力提出了更高的要求。由于管徑增大，鋼波紋管涵的抗彎剛度相對降低，在相同荷載作用下，更容易發(fā)生變形。當(dāng)管徑從2m增大到3m時，在相同填土高度和車輛荷載作用下，鋼波紋管涵的最大變形量會增加約30%，這表明管徑的增大顯著降低了鋼波紋管涵的承載能力和抗變形能力。壁厚對鋼波紋管涵的承載能力同樣至關(guān)重要。壁厚增加，鋼波紋管涵的強(qiáng)度和剛度也會相應(yīng)提高，從而增強(qiáng)其承載能力。壁厚的增加可以有效減小鋼波紋管涵在荷載作用下的應(yīng)力和變形。當(dāng)壁厚從4mm增加到6mm時，在相同荷載作用下，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力會降低約20%，最大變形量會減小約25%，這說明壁厚的增加能夠顯著提高鋼波紋管涵的承載能力和抗變形能力。在變形特性方面，管徑與壁厚的變化會導(dǎo)致鋼波紋管涵的變形模式和變形量發(fā)生改變。當(dāng)管徑增大時，鋼波紋管涵的變形主要表現(xiàn)為豎向壓縮和水平向擴(kuò)張，且變形量隨管徑的增大而增大。這是因?yàn)楣軓皆龃螅摬y管涵的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，在荷載作用下更容易發(fā)生變形。當(dāng)管徑從2m增大到3m時，鋼波紋管涵的豎向壓縮變形量會增加約40%，水平向擴(kuò)張變形量會增加約35%。壁厚的增加則可以有效抑制鋼波紋管涵的變形。隨著壁厚的增加，鋼波紋管涵的剛度增大，在荷載作用下的變形量減小。當(dāng)壁厚從4mm增加到6mm時，鋼波紋管涵的豎向壓縮變形量會減小約30%，水平向擴(kuò)張變形量會減小約25%。壁厚的增加還可以改變鋼波紋管涵的變形模式，使其在荷載作用下的變形更加均勻，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。在實(shí)際工程中，需要綜合考慮管徑與壁厚對鋼波紋管涵承載能力和變形特性的影響，合理選擇管徑與壁厚。在設(shè)計過程中，應(yīng)根據(jù)工程的具體需求，如排水流量、通行空間等，確定合適的管徑。同時，應(yīng)根據(jù)鋼波紋管涵所承受的荷載大小、填土高度、地基條件等因素，通過力學(xué)計算和分析，確定合適的壁厚。在某高填方公路工程中，根據(jù)排水流量和通行空間的要求，確定采用直徑為3m的鋼波紋管涵。通過力學(xué)計算和分析，考慮到鋼波紋管涵所承受的土壓力和車輛荷載較大，選擇壁厚為6mm的鋼板制作鋼波紋管涵，以確保其具有足夠的承載能力和抗變形能力。在實(shí)際運(yùn)營過程中，該鋼波紋管涵的變形量控制在允許范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。5.3.2波紋形狀與間距的作用波紋形狀與間距作為鋼波紋管涵的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)，對其受力性能和變形能力有著顯著的影響。不同的波紋形狀，如梯形、正弦形等，具有不同的幾何特征和力學(xué)性能，從而導(dǎo)致鋼波紋管涵在受力和變形方面存在差異。梯形波紋是一種常見的波紋形狀，其波峰和波谷具有一定的角度，這種形狀使得鋼波紋管涵在承受荷載時，能夠更好地分散應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)的承載能力。在數(shù)值模擬中，采用梯形波紋的鋼波紋管涵在相同荷載作用下，其應(yīng)力分布相對較為均勻，波峰和波谷處的應(yīng)力集中現(xiàn)象相對較小。這是因?yàn)樘菪尾y的幾何形狀能夠有效地改變力的傳遞路徑，使荷載能夠更均勻地分布在鋼波紋管涵的管壁上。梯形波紋的角度和尺寸對鋼波紋管涵的受力性能也有影響。當(dāng)梯形波紋的角度增大時，鋼波紋管涵的抗彎剛度會有所提高，從而增強(qiáng)其抗變形能力；當(dāng)梯形波紋的尺寸增大時，鋼波紋管涵的承載能力會相應(yīng)提高，但同時也會增加材料的用量和成本。正弦形波紋則具有較為平滑的曲線，這種形狀使得鋼波紋管涵在變形時具有更好的柔韌性。在承受荷載時，正弦形波紋能夠更好地適應(yīng)變形，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象的發(fā)生。在實(shí)際工程中，當(dāng)鋼波紋管涵需要承受較大的變形時，采用正弦形波紋可以提高其變形能力，確保結(jié)構(gòu)的安全。正弦形波紋的波長和波高對鋼波紋管涵的受力性能和變形能力也有影響。當(dāng)正弦形波紋的波長增大時，鋼波紋管涵的抗彎剛度會降低，但其變形能力會增強(qiáng)；當(dāng)正弦形波紋的波高增大時，鋼波紋管涵的承載能力會提高，但同時也會增加材料的用量和成本。波紋間距對鋼波紋管涵的受力和變形也有重要影響。較小的波紋間距可以增加鋼波紋管涵的剛度，提高其承載能力。這是因?yàn)檩^小的波紋間距使得鋼波紋管涵的管壁更加緊密，能夠更好地抵抗荷載的作用。在數(shù)值模擬中，當(dāng)波紋間距從150mm減小到100mm時，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力會降低約15%，最大變形量會減小約20%，這表明較小的波紋間距能夠顯著提高鋼波紋管涵的承載能力和抗變形能力。較小的波紋間距也會增加鋼波紋管涵的制作難度和成本。較大的波紋間距則會使鋼波紋管涵的柔韌性增加，更適應(yīng)變形。在實(shí)際工程中，當(dāng)鋼波紋管涵需要適應(yīng)地基的不均勻沉降或其他變形時，采用較大的波紋間距可以提高其變形能力。較大的波紋間距也會降低鋼波紋管涵的剛度和承載能力。在數(shù)值模擬中，當(dāng)波紋間距從150mm增大到200mm時，鋼波紋管涵的最大應(yīng)力會增加約10%，最大變形量會增大約15%，這說明較大的波紋間距會降低鋼波紋管涵的承載能力和抗變形能力。在實(shí)際工程中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的波紋形狀和間距。對于承受較大荷載的鋼波紋管涵，應(yīng)選擇能夠有效分散應(yīng)力、提高承載能力的波紋形狀，如梯形波紋，并適當(dāng)減小波紋間距，以提高結(jié)構(gòu)的剛度和承載能力。對于需要適應(yīng)較大變形的鋼波紋管涵，應(yīng)選擇柔韌性較好的波紋形狀，如正弦形波紋，并適當(dāng)增大波紋間距，以提高其變形能力。在某高填方工程中，根據(jù)鋼波紋管涵所承受的荷載大小和地基條件，選擇了梯形波紋，并將波紋間距設(shè)置為125mm，在運(yùn)營過程中，該鋼波紋管涵能夠穩(wěn)定承載，未出現(xiàn)明顯變形。在某地基不均勻沉降較為嚴(yán)重的工程中，采用了正弦形波紋，并將波紋間距增大到180mm，鋼波紋管涵能夠較好地適應(yīng)地基的變形，保證了結(jié)構(gòu)的安全。六、高填方大直徑鋼波紋管涵變形控制技術(shù)研究6.1優(yōu)化設(shè)計方法6.1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化在高填方大直徑鋼波紋管涵的設(shè)計中，合理確定管徑、壁厚、波紋參數(shù)等結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)，是提高其承載能力和抗變形能力的關(guān)鍵。管徑的選擇應(yīng)綜合考慮工程的實(shí)際需求，如排水流量、通行空間等因素。在滿足排水和通行要求的前提下，應(yīng)盡量選擇較小的管徑，以提高鋼波紋管涵的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對于排水流量較小的涵洞，可選擇較小的管徑，以減少鋼波紋管涵的受力和變形。在某小型公路工程中，根據(jù)排水流量計算，選用了直徑為1.5m的鋼波紋管涵，在運(yùn)營過程中，該鋼波紋管涵的變形量較小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。壁厚的設(shè)計則需根據(jù)鋼波紋管涵所承受的荷載大小、填土高度、地基條件等因素，通過力學(xué)計算和分析來確定。在高填方條件下，鋼波紋管涵所承受的荷載較大，應(yīng)適當(dāng)增加壁厚，以提高其承載能力和抗變形能力。在某高填方公路工程中，經(jīng)過力學(xué)計算，選用了壁厚為8mm的鋼波紋管涵，在施工和運(yùn)營過程中，該鋼波紋管涵能夠穩(wěn)定承載，未出現(xiàn)明顯的變形和損壞。波紋參數(shù)，如波紋形狀、波距、波高，對鋼波紋管涵的受力性能和變形能力也有著重要影響。不同的波紋形狀具有不同的力學(xué)性能，梯形波紋由于其波峰和波谷的角度設(shè)計，能夠更好地分散應(yīng)力，提高結(jié)構(gòu)的承載能力；正弦形波紋則具有較好的柔韌性，更適合在需要適應(yīng)較大變形的情況下使用。波距和波高的選擇也應(yīng)綜合考慮，較小的波距和較大的波高可以增加鋼波紋管涵的剛度，提高其承載能力，但同時也會增加材料的用量和成本。在某工程中，通過對比分析，選用了波距為125mm、波高為50mm的梯形波紋，該鋼波紋管涵在實(shí)際使用中表現(xiàn)出了良好的承載能力和抗變形能力。在確定這些結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)時，可采用數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法。通過數(shù)值模擬，可以快速、直觀地分析不同參數(shù)組合下鋼波紋管涵的受力和變形情況，為參數(shù)的選擇提供參考。通過試驗(yàn)研究，可以驗(yàn)證數(shù)值模擬的結(jié)果，確保設(shè)計參數(shù)的合理性和可靠性。在某科研項目中，通過建立高填方大直徑鋼波紋管涵的有限元模型，對不同管徑、壁厚和波紋參數(shù)下的鋼波紋管涵進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，得到了不同參數(shù)組合下鋼波紋管涵的應(yīng)力、應(yīng)變和變形情況。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了室內(nèi)模型試驗(yàn)，對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。通過數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，確定了該工程中鋼波紋管涵的最優(yōu)結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)。6.1.2材料選擇與改進(jìn)材料的選擇與改進(jìn)，對提升鋼波紋管涵的性能起著關(guān)鍵作用。選用高強(qiáng)度鋼材或新型復(fù)合材料，能夠顯著提高鋼波紋管涵的承載能力和抗變形能力。高強(qiáng)度鋼材，如Q345、Q390等，相較于普通鋼材，具有更高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。在相同的荷載條件下，使用高強(qiáng)度鋼材制作的鋼波紋管涵，能夠承受更大的應(yīng)力，減少變形的發(fā)生。在某高填方鐵路工程中，采用Q345高強(qiáng)度鋼材制作鋼波紋管涵，與采用普通Q235鋼材相比，在相同填土高度和車輛荷載作用下，鋼波紋管涵的變形量減小了約20%，有效提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。新型復(fù)合材料，如纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP），具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。將其應(yīng)用于鋼波紋管涵的制作，不僅可以減輕結(jié)構(gòu)自重，還能提高結(jié)構(gòu)的耐久性和抗變形能力。在某沿海地區(qū)的公路工程中，由于環(huán)境腐蝕性較強(qiáng)，采用了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料制作鋼波紋管涵。該鋼波紋管涵在使用過程中，不僅未出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，而且在承受較大荷載時，變形量較小，結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。在選用高強(qiáng)度鋼材或新型復(fù)合材料時，需充分考慮其成本、加工工藝、與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的兼容性等因素。高強(qiáng)度鋼材和新型復(fù)合材料的成本通常較高，這可能會增加工程的建設(shè)成本。在選擇材料時，應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)性能的前提下，綜合考慮成本因素，選擇性價比高的材料。加工工藝也是需要考慮的重要因素，一些新型復(fù)合材料的加工工藝較為復(fù)雜，需要特殊的設(shè)備和技術(shù)，這可能會影響工程的施工進(jìn)度和質(zhì)量。還需考慮材料與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的兼容性，確保材料能夠與鋼波紋管涵的其他部件良好配合，共同發(fā)揮作用。為了降低成本，可對現(xiàn)有材料進(jìn)行改進(jìn)，如對鋼材進(jìn)行表面處理，提高其強(qiáng)度和耐腐蝕性。通過熱浸鍍鋅、噴塑等表面處理工藝，可以在鋼材表面形成一層保護(hù)膜，有效提高鋼材的耐腐蝕性，延長鋼波紋管涵的使用壽命。在某工程中，對鋼波紋管涵的鋼材進(jìn)行了熱浸鍍鋅處理，鍍鋅層厚度達(dá)到80μm以上。經(jīng)過多年的使用，鋼波紋管涵的表面未出現(xiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。還可以通過優(yōu)化鋼材的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝，提高其強(qiáng)度和韌性。在鋼材生產(chǎn)過程中，合理調(diào)整合金元素的含量，采用先進(jìn)的軋制工藝，可以提高鋼材的綜合性能，使其更適合用于高填方大直徑鋼波紋管涵的制作。6.2施工控制措施6.2.1回填材料與壓實(shí)控制回填材料的選擇對高填方大直徑鋼波紋管涵的變形控制至關(guān)重要。應(yīng)優(yōu)先選用級配良好、透水性強(qiáng)、壓實(shí)性能優(yōu)良的材料，如砂礫石、碎石土等。這些材料具有較高的內(nèi)摩擦角和較低的壓縮性，能夠在承受荷載時有效地分散應(yīng)力，減少鋼波紋管涵的變形。在某高速公路工程中，采用了級配砂礫石作為鋼波紋管涵的回填材料，通過現(xiàn)場試驗(yàn)和監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，該材料在壓實(shí)后能夠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，對鋼波紋管涵提供了良好的支撐，有效控制了鋼波紋管涵的變形。嚴(yán)禁使用淤泥、腐殖土、凍土以及含有機(jī)物較多的土作為回填材料。這些材料的工程性質(zhì)較差，如淤泥的含水量高、壓縮性大，腐殖土的強(qiáng)度低、穩(wěn)定性差，凍土在融化后會產(chǎn)生較大的沉降，含有機(jī)物較多的土容易發(fā)生分解和變形，使用這些材料會顯著增加鋼波紋管涵的變形風(fēng)險。在某工程中，由于施工場地附近缺乏合適的回填材料，施工單位違規(guī)使用了部分淤泥質(zhì)土進(jìn)行回填，在工程運(yùn)營后不久，鋼波紋管涵就出現(xiàn)了明顯的變形，管身出現(xiàn)了多處裂縫，嚴(yán)重影響了涵洞的正常使用。控制回填材料的含水量也是保證壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵?；靥畈牧系暮窟^高或過低都會影響其壓實(shí)效果。當(dāng)含水量過高時，土顆粒間的孔隙被水分填充，在壓實(shí)過程中，水分難以排出，導(dǎo)致土顆粒無法緊密排列，從而降低了壓實(shí)度；當(dāng)含水量過低時，土顆粒之間的摩擦力較大，難以壓實(shí)，且壓實(shí)后的土體容易出現(xiàn)松散現(xiàn)象。應(yīng)根據(jù)回填材料的性質(zhì)，通過試驗(yàn)確定其最優(yōu)含水量，并在施工過程中嚴(yán)格控制含水量在最優(yōu)含水量的±2%范圍內(nèi)。在某工程中，通過對砂礫石回填材料進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定其最優(yōu)含水量為8%。在施工過程中，采用灑水或晾曬的方法，將回填材料的含水量控制在6%-10%之間，確保了壓實(shí)質(zhì)量，有效控制了鋼波紋管涵的變形。壓實(shí)度是衡量回填土密實(shí)程度的重要指標(biāo)，對鋼波紋管涵的變形控制起著關(guān)鍵作用。在施工過程中，必須嚴(yán)格按照設(shè)計要求控制回填土的壓實(shí)度。一般來說，鋼波紋管涵兩側(cè)和頂部的回填土壓實(shí)度應(yīng)不小于96%。在某高填方公路工程中，通過加強(qiáng)對回填土壓實(shí)度的控制，采用先進(jìn)的壓實(shí)設(shè)備和合理的壓實(shí)工藝，確保了回填土的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求。在運(yùn)營過程中，鋼波紋管涵的變形量得到了有效控制，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，未出現(xiàn)明顯的變形和損壞現(xiàn)象。為確保壓實(shí)度達(dá)標(biāo)，可采取分層填筑、分層壓實(shí)的方法。每層填筑厚度應(yīng)根據(jù)壓實(shí)設(shè)備的性能和回填材料的性質(zhì)合理確定，一般不宜超過30cm。在壓實(shí)過程中，應(yīng)采用合適的壓實(shí)設(shè)備，如振動壓路機(jī)、羊角碾等，并控制壓實(shí)遍數(shù)和壓實(shí)速度。在某工程中，采用振動壓路機(jī)對回填土進(jìn)行壓實(shí)，先靜壓1-2遍，然后振壓4-6遍，最后再靜壓1-2遍，確保了回填土的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計要求。還應(yīng)加強(qiáng)對壓實(shí)度的檢測，采用環(huán)刀法、灌砂法等方法，按照規(guī)定的頻率對回填土的壓實(shí)度進(jìn)行檢測，及時發(fā)現(xiàn)和處理壓實(shí)度不合格的問題。6.2.2施工工藝改進(jìn)改進(jìn)施工順序是控制鋼波紋管涵變形的重要措施之一。在施工過程中，應(yīng)遵循先基礎(chǔ)處理、再管節(jié)安裝、最后回填土的合理順序?；A(chǔ)處理是鋼波紋管涵施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，應(yīng)確保地基的承載力和穩(wěn)定性滿足設(shè)計要求。在基礎(chǔ)處理完成后，進(jìn)行管節(jié)安裝，安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格控制管節(jié)的位置和高程，確保管節(jié)連接緊密、順直。在管節(jié)安裝完成后，進(jìn)行回填土施工，回填土應(yīng)從鋼波紋管涵兩側(cè)對稱進(jìn)行，避免單側(cè)回填導(dǎo)致鋼波紋管涵受力不均而發(fā)生變形。在某工程中，由于施工順序錯誤，先進(jìn)行了回填土施工，然后再進(jìn)行管節(jié)安裝，導(dǎo)致管節(jié)安裝難度增大，且在安裝過程中鋼波紋管涵受到較大的擾動，出現(xiàn)了明顯的變形。后來，通過調(diào)整施工順序，先進(jìn)行基礎(chǔ)處理，再進(jìn)行管節(jié)安裝，最后進(jìn)行回填土施工，有效地控制了鋼波紋管涵的變形。對稱回填是保證鋼波紋管涵受力均勻、減少變形的重要施工工藝。在回填土施工過程中，應(yīng)從鋼波紋管涵兩側(cè)同時進(jìn)行對稱回填，控制兩側(cè)回填土的高差不超過30cm。在某高填方鐵路工程中，采用了對稱回填的施工工藝，在鋼波紋管涵兩側(cè)同時進(jìn)行分層填筑和壓實(shí)，確保了鋼波紋管涵受力均勻，變形得到了有效控制。在回填過程中，還應(yīng)注意避免大型機(jī)械設(shè)備直接碾壓鋼波紋管涵，防止對鋼波紋管涵造成損壞。在靠近鋼波紋管涵的部位，應(yīng)采用小型壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)，確?；靥钔恋拿軐?shí)度?？刂剖┕に俣纫彩菧p少鋼波紋管涵變形的重要手段。在高填方工程中，過快的施工速度會導(dǎo)致填土荷載迅速增加，使鋼波紋管涵來不及適應(yīng)變形，從而產(chǎn)生過大的變形。應(yīng)根據(jù)鋼波紋管涵的承載能力和地基的穩(wěn)定情況，合理控制施工速度，一般建議每天的填土高度不超過1m。在某工程中，由于施工進(jìn)度緊張，施工單位加快了填土速度，每天的填土高度達(dá)到了2m，導(dǎo)致鋼波紋管涵出現(xiàn)了較大的變形。后來，通過調(diào)整施工速度，將每天的填土高度控制在1m以內(nèi)，鋼波紋管涵的變形得到了有效控制。在施工過程中，還應(yīng)加強(qiáng)對鋼波紋管涵的變形監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整施工速度，確保鋼波紋管涵的安全。6.3地基處理技術(shù)6.3.1常見地基處理方法應(yīng)用在鋼波紋管涵工程中，換填法是一種較為常見的地基處理方法，適用于淺層軟弱地基。當(dāng)鋼波紋管涵的地基存在淺層軟弱土層，如淤泥、淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)黏土等，其承載力較低，無法滿足鋼波紋管涵的承載要求時，可采用換填法進(jìn)行處理。換填法是將地基中一定深度范圍內(nèi)的軟弱土層挖除，然后換填為強(qiáng)度較高、壓縮性較低的材料，如砂礫石、灰土、碎石等。這些換填材料具有良好的透水性和壓實(shí)性能，能夠有效地提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在某公路工程中，鋼波紋管涵的地基為粉質(zhì)黏土，其承載力較低，無法滿足設(shè)計要求。通過采用換填法，將粉質(zhì)黏土挖除，換填為砂礫石，經(jīng)過壓實(shí)后，地基的承載力得到了顯著提高，從原來的100kPa提高到了200kPa以上，有效地減少了鋼波紋管涵的沉降和變形。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。在高填方鋼波紋管涵工程中，當(dāng)遇到上述類型的地基時，強(qiáng)夯法是一種有效的處理方法。強(qiáng)夯法是利用重錘從高處自由落下產(chǎn)生的巨大沖擊力，對地基進(jìn)行夯實(shí)，使地基土密實(shí)，從而提高地基的承載力和穩(wěn)定性。強(qiáng)夯法的加固深度較大，能夠有效地改善深層地基的性質(zhì)。在某高填方工程中，采用強(qiáng)夯法對鋼波紋管涵的地基進(jìn)行處理。強(qiáng)夯能級為3000kN?m，夯擊次數(shù)為8次，夯點(diǎn)間距為4m。經(jīng)過強(qiáng)夯處理后，地基土的密實(shí)度明顯提高，壓縮性降低，鋼波紋管涵在后續(xù)的施工和運(yùn)營過程中，沉降和變形均控制在較小范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。樁基礎(chǔ)適用于地基承載力不足、地基沉降過大或?qū)ψ冃我髧?yán)格的情況。在鋼波紋管涵工程中，當(dāng)遇到軟弱地基、不均勻地基或高填方地基時，樁基礎(chǔ)能夠?qū)摬y管涵的