[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)基本上沒有工程地質(zhì)勘察資料，僅有少量的地形測繪資料，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，外土柱通過與內(nèi)土柱的交接處（實(shí)際上是討論通過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（但這種趨勢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圍土壓力分布，有利于結(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