[PPT]《公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則》講稿

1、公路涵洞設(shè)計(jì)細(xì)則 解 釋討論一.關(guān)于涵頂土壓力1.一般填土和高填土的判定 若 0.10.2,按高填土，否則，按一般填土討論2.填埋涵洞受力機(jī)理1）病害成因分析 涵洞產(chǎn)生病害的主要原因有： 涵洞承受的土體壓力估算不當(dāng)；涵洞、填土體與地基共同工作機(jī)理認(rèn)識(shí)不清；建立在沒(méi)有考慮涵洞與填土體及地基共同工作機(jī)理上的涵洞土壓力取值及沒(méi)有考慮變形協(xié)調(diào)條件下的承載力設(shè)計(jì)值使涵洞結(jié)構(gòu)計(jì)算方法不合理；討論涵洞的設(shè)計(jì)和勘察標(biāo)準(zhǔn)較低。據(jù)了解一般涵洞設(shè)計(jì)時(shí)基本上沒(méi)有工程地質(zhì)勘察資料，僅有少量的地形測(cè)繪資料，使涵洞的地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)帶有很大的盲目性。涵洞的施工工藝與方法不合理，施工質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和控制方法不到位。有些涵洞在搭上

2、蓋板后未填土就作為運(yùn)輸通道用，這樣就有可能在頂部未填土前結(jié)構(gòu)被壓破壞。討論2）機(jī)理分析 圖1 涵洞結(jié)構(gòu)物受力機(jī)理分 討論 涵洞的埋設(shè)方式，大致分為上埋式、溝埋式二種。埋設(shè)方式不同，其受力情況和涵洞上土壓力的計(jì)算方法也不同。在實(shí)際工程中，由于埋設(shè)涵洞的地形、環(huán)境與要求不同，可能采用溝埋式，也可能采用上埋式，還可能被埋設(shè)在狹窄的天然沖溝內(nèi)。在典型的溝埋式情況下，當(dāng)溝槽內(nèi)填土固結(jié)下沉?xí)r，必然遇到兩側(cè)未擾動(dòng)土體的阻抗。亦即槽壁將對(duì)填土部分產(chǎn)生向上的摩阻力（剪力）， 討論 使涵洞填土中產(chǎn)生拱效應(yīng)，但與此同時(shí)，由于涵洞的剛度大于填土的剛度，加之涵洞側(cè)向回填土不易密實(shí)，導(dǎo)致涵洞頂土體應(yīng)力集中。所以，溝埋式涵

3、洞土壓力將受到兩個(gè)不同方面的制約。在上埋式涵洞情況下，由于涵洞與兩側(cè)填土變形性質(zhì)的差別。使得兩側(cè)填土相對(duì)于洞頂內(nèi)土柱產(chǎn)生向下的相對(duì)位移。在洞頂平面上內(nèi)外土柱間產(chǎn)生正的沉降差，從而導(dǎo)致洞頂土體應(yīng)力集中，使洞頂土壓力大于土柱壓力。沖溝地形中埋設(shè)結(jié)構(gòu)物的情況如圖1所示。對(duì)于這種情況，若坡角（溝討論坡與地面的夾角）=90，而溝底寬B從小到大變化，或者溝底寬B為一較小的定值，而坡角從90到0變化，便可反映出從典型的溝埋式逐漸變化成典型的上埋式的一系列過(guò)渡情況下的地形條件。因此，溝埋式和上埋式的地形條件可以看作是溝谷地形的兩種特殊形式。在圖1所示埋設(shè)涵洞結(jié)構(gòu)物的情況下，一方面，溝坡具有阻止外土柱固結(jié)下沉的

4、效應(yīng)。由于溝坡的影響一直延伸到填土表面。使內(nèi)土柱相對(duì)于外土柱有下移趨勢(shì)，外土柱通過(guò)與內(nèi)土柱的交接處（實(shí)際上是討論通過(guò)土粒間的摩阻力傳遞的）對(duì)內(nèi)土柱產(chǎn)生一種向上的摩阻力，這就使內(nèi)土柱重量不致全部傳遞到涵洞上。另一方面，涵洞側(cè)向填土也要產(chǎn)生壓縮變形，使涵洞頂平面產(chǎn)生沉降差；外土柱相對(duì)于內(nèi)土柱又有下移的趨勢(shì)（但這種趨勢(shì)不一定能延伸到填土表面）。于是，外土柱重量向內(nèi)土柱轉(zhuǎn)嫁，從而使洞頂土壓力增大。因此，在對(duì)溝谷地形中修筑涵洞的情況，必須從溝坡和洞頂平面沉降差兩方面反映各因素對(duì)土壓力的影響。討論3）確保路基中涵洞結(jié)構(gòu)物受力合理的有效措施 利用天然沖溝地形 天然沖溝中埋設(shè)涵洞結(jié)構(gòu)物，其邊坡對(duì)涵洞的受力具有

5、明顯的減荷作用，這種作用隨路基填土的壓實(shí)程度和碾壓機(jī)械的動(dòng)力效應(yīng)的增強(qiáng)而減弱。所以沖溝邊坡在涵洞的施工中予以充分保留，并嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求回填，否則將會(huì)導(dǎo)致涵洞頂土壓力的增大或出現(xiàn)偏載現(xiàn)象。討論采取減荷措施 在涵洞頂上采取鋪筑柔性材料的減壓措施，將會(huì)大大減小土壓力，而且還可以改善涵洞周?chē)翂毫Ψ植迹欣诮Y(jié)構(gòu)的受力。在高等級(jí)公路高填土中埋設(shè)涵洞的情況，這種方法將更具有實(shí)際意義。討論中松側(cè)實(shí)法 該種方法是根據(jù)涵洞頂土體的變形機(jī)理，使涵洞頂填土的壓實(shí)度小于涵洞兩側(cè)填土的壓實(shí)度，這樣當(dāng)土體在固結(jié)變形的過(guò)程中，涵洞頂土體的變形將大于兩側(cè)土體的變形量，從而使涵洞頂填土的質(zhì)量轉(zhuǎn)嫁給兩側(cè)的填土，減小作用在涵洞

6、結(jié)構(gòu)物上的土壓力，達(dá)到減荷的目的。事實(shí)上，為了使路基填土壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一致和確保壓實(shí)質(zhì)量，也可以在涵洞施工時(shí)不改變填土的壓實(shí)度，而是通過(guò)增加涵洞側(cè)墻的高度，使涵洞頂填土在變形討論中將一部分重量轉(zhuǎn)嫁給側(cè)墻，減少作用在涵洞結(jié)構(gòu)物上的土壓力。地基的處理 前已述及，根據(jù)現(xiàn)有的調(diào)查資料分析結(jié)果表明，對(duì)于在公路路基中埋設(shè)涵洞結(jié)構(gòu)物的地基處理，不能按照象處理修筑其它結(jié)構(gòu)物地基的方法一樣來(lái)千篇一律地照抄照搬，而是應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)地基進(jìn)行適當(dāng)處理，允許地基在運(yùn)營(yíng)中有適量的變形，從而減弱了作用在涵洞頂上的土壓力，使涵洞結(jié)構(gòu)物不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，同時(shí)也可討論使涵洞頂路面結(jié)構(gòu)物受到一定的保護(hù)和涵洞兩頭的跳車(chē)病害相對(duì)減弱。3.高填涵洞設(shè)計(jì)荷載 高填土情況下，土壓力作為涵洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制荷載，其計(jì)算需考慮填土的類(lèi)別，涵洞結(jié)構(gòu)型式，地形地貌特征（如圖a,b,c），地基處治技術(shù)（如圖d），施工工藝與施工技術(shù)等因素。討論二.關(guān)于地基與基礎(chǔ)1.類(lèi)型2.選取考慮的因素 涵洞基礎(chǔ)一般可分為有基（整體式和