淺談江西昌寧高速涵洞通道的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)處理

阮 軼，魏際兵

(江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司)

1 涵洞通道位置和數(shù)量的確定

由于昌寧高速A 段地處鄱陽湖沖湖積平原區(qū)，地形特殊，局部存在軟土，對道路的設(shè)計(jì)造成了很嚴(yán)重的影響。但是，道路的設(shè)計(jì)有不能忽略道路所處的周圍地理及人文環(huán)境。因此，我們在設(shè)計(jì)道路時(shí)應(yīng)對周圍環(huán)境加以考慮，結(jié)合實(shí)際情況盡可能的使路基穩(wěn)定、排水暢通，保證道路的質(zhì)量。在昌寧高速的設(shè)計(jì)中，涵洞的設(shè)計(jì)尤為重要。

在設(shè)計(jì)昌寧高速的涵洞通道時(shí)要考慮到涵洞通道的位置和樣式以及涵洞的數(shù)量。要切合實(shí)際的規(guī)劃涵洞的位置和數(shù)量。要對地形和土壤及當(dāng)?shù)貧夂驐l件進(jìn)行深入的研究，結(jié)合道路設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)對涵洞通道的位置進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們要考慮到涵洞所處的地理位置，周圍的環(huán)境以及氣候等因素。綜合環(huán)境、人文以及社會(huì)發(fā)展對涵洞的規(guī)模和數(shù)量、密度進(jìn)行合理的安排。在設(shè)計(jì)涵洞時(shí)，要盡可能的選擇優(yōu)質(zhì)的土壤，確保地基的穩(wěn)定性。如果無法避免應(yīng)對其進(jìn)行相應(yīng)的處理，使其符合地基的相關(guān)需求。還應(yīng)考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，不能因?yàn)楹吹脑O(shè)計(jì)阻礙了排洪，引發(fā)道路的損毀。在設(shè)計(jì)時(shí)要滿足當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，不能冒然的進(jìn)行設(shè)計(jì)從而導(dǎo)致一系列的問題。

昌寧高速A 段地理位置較為特殊，應(yīng)對其采取相應(yīng)的措施。在涵洞的設(shè)計(jì)及位置的確定主要包含以下幾個(gè)方面。

(1)因地處沖擊平原，應(yīng)考慮水利和農(nóng)業(yè)灌溉，不能因?yàn)楹吹脑O(shè)計(jì)而影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。再設(shè)計(jì)涵洞的位置時(shí)，要考慮鄱陽湖每年的水位升降等特點(diǎn)，考慮該地區(qū)的氣候、人文環(huán)境，保證涵洞的設(shè)計(jì)有利于泄洪抗旱，保證當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展不受影響。

(2)在設(shè)計(jì)時(shí)對于涵洞的設(shè)計(jì)密度不能一概而論，要根據(jù)具體的環(huán)境進(jìn)行分析。當(dāng)路線經(jīng)過較長的低洼、泥沼等地時(shí)，要較多設(shè)置涵洞，確保道路的質(zhì)量。

(3)要考慮地質(zhì)的對道路影響，在地質(zhì)稀疏的地方加以相應(yīng)的處理。沿線溝谷地水田及水塘等地方，地表存在松軟狀耕種土或淤泥，要對其進(jìn)行清理。淤泥強(qiáng)度低，不利于道路的穩(wěn)定性和道路的安全性。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能避免道路通過大片淤泥質(zhì)土。

對于涵洞位置的確定應(yīng)結(jié)合客觀因素和實(shí)際情況而進(jìn)行綜合考慮，使之分布合理。這有利于道路的養(yǎng)護(hù)和維系，更有利于道路的長久使用，使之為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

對于施工中的涵洞通道施工技術(shù)要點(diǎn)要進(jìn)行及時(shí)的控制，如圓管涵管身混凝土應(yīng)采用C30混凝土;管身鋼筋:縱向鋼筋采用R235 鋼筋;螺旋主筋采用HRB335 鋼筋?；A(chǔ):管身基礎(chǔ)采用C20混凝土。按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別對截面進(jìn)行了抗彎強(qiáng)度與裂縫計(jì)算?；钶d計(jì)算理論:按剛性管節(jié)計(jì)算既不考慮管節(jié)的變形，也不考慮涵洞頂土柱和周圍填土間的摩擦力，采用角度分布法計(jì)算，半無限彈性體理論核算。管節(jié)配筋按純彎板斷面分析，采用雙向配筋管壁設(shè)置內(nèi)外圈兩層鋼筋，并根據(jù)管徑大小區(qū)別配用不同直徑的鋼筋，管節(jié)配筋由裂縫控制設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足規(guī)范構(gòu)造要求。管節(jié)分標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)和調(diào)整長度用的輔助管節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)管節(jié)長1 m，輔助管節(jié)長0.5 m。洞口型式分八字式和一字式，八字式洞口流水條件好造價(jià)亦較低，推薦采用八字式。管節(jié)接頭構(gòu)造:管節(jié)間縫隙用瀝青浸過的麻絮填塞，外面圈裹兩道滿涂瀝青的油毛氈?；A(chǔ)構(gòu)造:管節(jié)基礎(chǔ)采用C20混凝土，下層采用砂礫墊層鋪設(shè)。涵洞頂上及洞身兩側(cè)在不小于兩倍孔徑范圍的填土要分層對稱夯實(shí)，壓實(shí)度在96%以上。涵洞頂填土厚0.5～1.0 m 時(shí)，管頂路基及管身兩側(cè)，在不小于兩倍孔徑范圍內(nèi)，應(yīng)用含石灰量9%的石灰土米每10 cm一層，分層夯實(shí)，使密度達(dá)到石灰土最佳含水量的90%，或用天然級配砂石料保持最佳含水量每10 cm一層，分層夯實(shí)，相對密度達(dá)到95%。對于蓋板暗涵，涵洞蓋板可現(xiàn)場澆筑也可預(yù)制安裝，如采用預(yù)制安裝方式，當(dāng)蓋板強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的90%后，方可脫模吊運(yùn)。蓋板塊件堆放時(shí)應(yīng)采用兩點(diǎn)擱置，可用鋼絲繩綁捆吊運(yùn)。蓋板上的帽石可就地安裝，或預(yù)制澆筑。

在整體式基礎(chǔ)涵洞的涵臺砌筑前，應(yīng)在基礎(chǔ)與涵臺的接觸面處將基礎(chǔ)頂面進(jìn)行正規(guī)拉毛處理，沖洗干凈，以利基礎(chǔ)與涵臺間牢固結(jié)合。蓋板安裝完畢后，應(yīng)采用M30 水泥砂漿填充臺背與蓋板間的空隙，當(dāng)其強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，方可進(jìn)行臺后填土，并對稱分層夯實(shí)。

除設(shè)置在巖石地基上的涵洞外，涵臺臺身及基礎(chǔ)應(yīng)每隔4～6 m 設(shè)置沉降縫一道，縫寬2 cm，用瀝青麻絮或其他具有彈性且不透水材料填塞。分離式基礎(chǔ)涵洞的涵底鋪砌采用40 cm 厚M7.5 砂漿砌片石，砌筑時(shí)應(yīng)確保砂漿飽滿以起支撐及承受沖刷的作用。

2 基礎(chǔ)處理中遇到的問題及解決方案

昌寧高速A 段地形屬于鄱陽湖盆地，平坦開闊，出露的地層有第三系和第四系。土壤比較松散，土質(zhì)并是太適合道路的建設(shè)，由于土壤的原因，會(huì)導(dǎo)致在道路建設(shè)中的道路穩(wěn)定性受到影響。在設(shè)計(jì)中，基礎(chǔ)處理是重中之重。由于土質(zhì)和地形等原因，在道路建設(shè)中會(huì)遇到各種問題，對此，我們有不同的解決方法。

在道路的基礎(chǔ)建設(shè)中，首先要對其環(huán)境、土質(zhì)進(jìn)行勘測，看其是否符合道路地基的標(biāo)準(zhǔn)。如果不符合，這就要求我們有相應(yīng)的措施，改道或者修改土質(zhì)，使之符合地基要求。我們對于昌寧高速A 段的設(shè)計(jì)在不同的階段有不同的設(shè)計(jì)方案，在綜合的測評之后作出統(tǒng)一的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。然而對于不同的情況也應(yīng)有不同的應(yīng)對措施，我們要以積極地心態(tài)去設(shè)計(jì)道路。我們需要考慮涵洞的地理位置，對涵洞的地基做出盡可能合理的處理。我們要考慮涵洞所處的位置、涵長、涵臺的厚度等對涵洞的地基做出正確的評估。從而用合理的方式對其進(jìn)行加工和建造，達(dá)到我們的目的。

對于蓋板涵地基需要換填處理的，超過3 m 不考慮漿砌片石，圓管涵在土質(zhì)為淤泥等較差的地質(zhì)條件下應(yīng)考慮換填處理，以管涵基座寬度為宜，深度以不大于2 m 來控制，如開挖后發(fā)現(xiàn)需超挖1 m 才能滿足涵洞地基承載力要求的，則應(yīng)考慮采取砂礫換填或用與基礎(chǔ)同標(biāo)號的片石混凝土進(jìn)行處理;如開挖后發(fā)現(xiàn)需超挖1～3 m 才能滿足涵洞地基承載力要求的，則應(yīng)考慮采取漿砌片石進(jìn)行換填。

3 昌寧高速涵洞通道的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)處理亟待解決的問題

在昌寧高速涵洞通道的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)處理中，遇到了許多問題。針對這些問題，需要做出很多努力來減少和解決這些問題，比如在地基承載力低于150 kPa 的地區(qū)盡量采用整體式基礎(chǔ)以防止不均勻沉降，在臺背兩側(cè)除了按照規(guī)范分層碾壓的同時(shí)增加臺背壓漿以防止臺背跳車，在蓋板暗涵最小填土高度不足0.5 m 的涵洞頂部增加一層鋼筋網(wǎng)等措施。在公路的建設(shè)過程中，涵洞設(shè)計(jì)的合理性決定著整條公路乃至整個(gè)工程的合理性，對整個(gè)工程有重要的影響。涵洞的設(shè)計(jì)不僅包括涵洞的數(shù)量、位置，還包括涵洞樣式等問題。在昌寧高速的設(shè)計(jì)中，涵洞若涵長較大，會(huì)造成通道內(nèi)光線較暗，影響行人通過涵洞。在設(shè)計(jì)涵洞時(shí)，要合理的設(shè)計(jì)涵洞的密度和涵長以及涵寬，也可考慮在中央分隔帶頂部開孔透光，或者增加涵洞內(nèi)部照明設(shè)施，這對進(jìn)出涵洞、通道兩側(cè)的安全性有很重要的作用。

在設(shè)計(jì)涵洞通道的受力時(shí)，要結(jié)合實(shí)際的受力狀況，盡可能的靠近實(shí)際。得出盡可能精確地計(jì)算結(jié)果以保證整個(gè)工程的安全合理性。在處理地基時(shí)，要合理的運(yùn)用道路設(shè)計(jì)方法，保證涵洞的勻稱。盡可能避免涵洞的沉降導(dǎo)致道路的損毀而造成的工程事故。地基的寬度也要和道路的設(shè)計(jì)相適應(yīng)，不能盲目的設(shè)計(jì)路寬。昌寧高速設(shè)計(jì)的路寬是雙向四車道，既保證了道路設(shè)計(jì)的合理性，又保證了道路的通車量符合預(yù)期的作用。對于地基土質(zhì)較差的區(qū)域，要采用相應(yīng)的方法予以解決。

4 總 結(jié)

從涵洞設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)處理方面都對昌寧高速做了詳細(xì)的研究，得出了我們想要的結(jié)論。在昌寧高速涵洞通道設(shè)計(jì)中，涵洞的數(shù)量和密度要很據(jù)實(shí)際情況而定，在水網(wǎng)地帶，每公里橋涵構(gòu)造物盡量達(dá)到4～6 座。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮道路所處的的位置、地勢及當(dāng)?shù)貧夂蚝退那闆r。做出綜合的判斷，對涵洞進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和處理。道路基礎(chǔ)處理上，應(yīng)結(jié)合道路通過的土壤土質(zhì)來判斷如何對地基進(jìn)行處理。要使地基更牢固，盡可能的在安全的基礎(chǔ)上減小花費(fèi)而增大收益。結(jié)合涵洞通道的設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)處理，對昌寧高速有了更深入的認(rèn)識，在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要考慮土質(zhì)、環(huán)境、氣候，還要考慮道路所經(jīng)過的地方的環(huán)境。昌寧高速涵洞通道的設(shè)計(jì)與基礎(chǔ)處理需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐那闆r。根據(jù)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境、人文等進(jìn)行綜合評估，最終做出正確且適合的決策。

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