公路橋梁涵洞基礎(chǔ)使用條件分析

呂剛

摘 要：涵洞作為我國道路建設(shè)過程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其施工設(shè)計(jì)將極大地影響到道路施工的質(zhì)量和施工進(jìn)度，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候它們會(huì)有自己的顯著特征以及普遍的內(nèi)容。其具體的方位和路線設(shè)計(jì)之間的關(guān)聯(lián)是非常密切的，而且和路線方位是一致的，它的具體方位以及構(gòu)造和建設(shè)的面積等要素都是由設(shè)計(jì)來明確的。文章對公路橋梁常用的各類涵洞基礎(chǔ)使用條件進(jìn)行了總結(jié)，比如說鋼筋混凝土圓形涵洞、矩形涵洞及其他封閉式涵洞、鋼筋混凝土蓋板箱涵、混凝土高失拱形涵洞等。并對此分析了涵洞基礎(chǔ)埋置深度及厚度的要求，從而更好地提高涵洞設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：公路橋梁 涵洞基礎(chǔ) 條件

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號：1672-3791（2018）04（a）-0063-02

涵洞作為我國道路建設(shè)過程中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其具體的形式等的變化要素，要全面地分析相關(guān)的作用要素，確保實(shí)際問題實(shí)際分析。特別是涵洞的基礎(chǔ)，表現(xiàn)形式有很多種，這就需要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，選擇適合本項(xiàng)目的基礎(chǔ)形式。下面對公路橋梁涵洞各類基礎(chǔ)的使用條件進(jìn)行總結(jié)和分析。

1 鋼筋混凝土圓形涵洞、矩形涵洞及其他封閉式涵洞

根據(jù)基底土壤種類、地下水的狀態(tài)及地基土壤的凍脹性等情況，采用有機(jī)（整體式）或無基（僅有砂墊層或夯實(shí)層）。

（1）涵洞受兩旁路堤土柱壓重。使地基承載能力有所提高，當(dāng)基底土壤的容許承載力等于及大于150kPa時(shí)，不論土層能否滿足設(shè)計(jì)壓應(yīng)力的要求，一般可采用整體式基礎(chǔ)，惟應(yīng)注意要設(shè)置上拱度，以減免使用中的塌腰病害。若涵洞建在太差的地基上，沉陷量較大時(shí)，即土壤容許承載力小于150kPa時(shí)并小于設(shè)計(jì)基底壓應(yīng)力時(shí)，則引另采取措施處理地基。

（2）如基底土壤是巖石、礫石土、卵石土、礫砂、粗砂、中砂及細(xì)砂，墊層或夯實(shí)層的厚度不小于40cm，且土質(zhì)均勻、下沉量不大者，涵洞可采用無基基礎(chǔ)。但涵洞出入口仍設(shè)實(shí)體基礎(chǔ)并考慮防滲作用，以減免凍脹病害。非嚴(yán)寒地區(qū)，土質(zhì)均勻、下沉量不大的粘性土（如硬塑狀態(tài)、半硬塑狀態(tài)的粘性土）和位于地下水位以上的中密粉砂土，亦可考慮采用無基涵洞。采用無基基礎(chǔ)時(shí)，尚應(yīng)符合下列條件：①為了防止由于過大的涵節(jié)沉落所產(chǎn)生的漏水病害，涵頂至軌底填方高度一般不宜超過5.0m（巖石地基可不受此限）。②最大流量時(shí)涵前積水深度不大于2.5m（無壓及半有壓涵洞）。③非經(jīng)常流水的溝渠（不受滲水影響軟化的地基可不受此限）。④非沼澤地區(qū)。⑤溝床縱坡≤30‰；個(gè)別困難地段≤50‰。為了適應(yīng)泄床與端翼墻基礎(chǔ)間的不均勻沉陷，泄床與端翼墻基礎(chǔ)須分離（泄床厚度一般≥50cm）。

2 混凝土高失拱形涵洞

孔徑1.0～2.5m者，采用整體式基礎(chǔ)；孔徑3.0～6.0m者，基礎(chǔ)有整體式基礎(chǔ)和非整體式基礎(chǔ)兩種。

2.1 整體式基礎(chǔ)

整體式基礎(chǔ)適用于除工程地質(zhì)特殊土壤如濕陷性黃土、裂隙粘土等以外的各類土壤地基上。當(dāng)填地（石）高等于及大于10m時(shí)，要求地基容許承載力大于200kPa，當(dāng)填地（石）高小于10m時(shí)，要求地基容許承載力不小于150kPa，如地基承載力不能滿足上述要求時(shí)應(yīng)采取其他措施。

2.2 非整體式基礎(chǔ)

非整體基礎(chǔ)適用于碎石類土、砂類土、粘性土（σ0≥350kPa）地基上，要求地基容許承載力[σ]>300kPa，并需滿足土壤擠出穩(wěn)定性（穩(wěn)定系數(shù)K<1.5）的要求，如不能滿足要求時(shí)，必須加大或加深基礎(chǔ)，或改用整體式基礎(chǔ)或采用其他處理措施。

2.3 翼墻基礎(chǔ)

抬高式入口：孔徑1.0～5.0m的翼墻基礎(chǔ)為整體式；孔徑5.5～6.0m的翼墻基礎(chǔ)與泄床分離。不抬高式入口：孔徑1.0～3.0m的翼墻基礎(chǔ)為整體式；孔徑3.5～6.0m的翼墻基礎(chǔ)與泄床分離。出口：不論入口為抬高還是不抬高式，孔徑1.0～2.5m的出入口翼墻基礎(chǔ)均為整體式，孔徑3.0～6.0m的出口翼墻基礎(chǔ)與泄床分離。

3 鋼筋混凝土蓋板箱涵

根據(jù)孔徑大小及基地土壤種類，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)有整體式和非整體式。整體式基礎(chǔ)分為剛性聯(lián)合基礎(chǔ)和鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)，非整體基礎(chǔ)又稱分離式基礎(chǔ)。

3.1 鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)

鋼筋混凝土蓋板涵孔徑3.0～6.0m單孔高、底邊墻涵洞設(shè)計(jì)有鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)，適用于地質(zhì)較差、容許承載力較低、土壤壓縮模量（E0）等于或大于4000kPa的地基，板頂填方高度大于3.0m時(shí)必須進(jìn)行個(gè)別設(shè)計(jì)解決。如以后涵身不會(huì)接長時(shí)，翼墻部分基礎(chǔ)可用于出入口翼墻鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)的配筋設(shè)計(jì)；遇將來涵洞有可能接長時(shí)，則宜采用洞身鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)的配筋設(shè)計(jì)。

3.2 剛性聯(lián)合基礎(chǔ)

剛性聯(lián)合基礎(chǔ)適用于單孔1.0～6.0m及雙孔1.0～6.0m涵洞基底土壤容許承載力等于及大于150kPa的任何土層上。剛性聯(lián)合基礎(chǔ)厚度系自兩側(cè)邊墻底面內(nèi)緣按剛性角向下擴(kuò)大至壓力分布線相交于基底而定，以使整個(gè)基底均勻受力（拱形涵洞整體式基礎(chǔ)同此）。由于較大孔徑的剛性聯(lián)合基礎(chǔ)太厚，圬工量過大，僅在不宜采用分離式或鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)時(shí)采用。

3.3 分離式基礎(chǔ)

蓋板涵孔徑2.0～6.0m單、雙孔高、低邊墻涵洞設(shè)計(jì)有分離式基礎(chǔ)，適用于土質(zhì)較好的地基，若土壤容許承載力小于基地應(yīng)力但等于及大于300kPa，且土壤壓縮性較小的地基（粘性土為半干硬以上，砂類土為中砂以上，以及碎石類土和巖石）亦可應(yīng)用。分離式基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)考慮了流水板的支撐作用，按洞內(nèi)側(cè)基底應(yīng)力不大于洞外側(cè)（填土側(cè)）基地應(yīng)力的原則設(shè)計(jì)。如為兼立交的涵洞，每段涵洞（兩沉降縫之間）基礎(chǔ)之間設(shè)截面為1.0×1.0m的漿砌片石支撐兩道。當(dāng)基底土壤容許承載力小于基地應(yīng)力但不小于150kPa時(shí)，均可采用剛性聯(lián)合基礎(chǔ)或鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)。如基底容許承載力小于150kPa并小于設(shè)計(jì)基底壓應(yīng)力時(shí)，則應(yīng)采取措施處理地基。

3.4 翼墻基礎(chǔ)

剛性聯(lián)合基礎(chǔ)的蓋板箱形涵洞出入口翼墻的基礎(chǔ)一般亦為整體式基礎(chǔ)。剛性混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)的蓋板箱形涵洞，出入口翼墻的前墻基礎(chǔ)采用混凝土灌注并與鋼筋混凝土板連為一體，板底以下用強(qiáng)砌片石加厚至1.25m或凍結(jié)深度以下0.25m處。分離式基礎(chǔ)的蓋板箱形涵洞，出入口翼墻基礎(chǔ)與泄床分離，但前墻范圍內(nèi)的泄床與翼墻基礎(chǔ)等厚。涵洞出入口翼墻所受外力較小，當(dāng)基底土壤容許承載力等于及大于130kPa時(shí)，孔徑3.0m及以上的蓋板箱形涵洞，出入口翼墻為剛性聯(lián)合基礎(chǔ)或鋼筋混凝土聯(lián)合基礎(chǔ)時(shí)，也可改為分離式基礎(chǔ)（不包括提高節(jié)出入口），以節(jié)省圬工。

4 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁涵洞基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)比較立體的工程項(xiàng)目，為了科學(xué)合理的進(jìn)行施工，提高工作效率，設(shè)計(jì)人員一定要進(jìn)行實(shí)地考察，并綜合各項(xiàng)影響要素，從而設(shè)計(jì)規(guī)劃出一套科學(xué)高效的施工方案，保障道路工程的整體質(zhì)量。

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