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低承载力处涵洞的基础设计 　　摘要:在地基承载力较低的位置设置涵洞时往往会因为地基承载力小于涵洞基底应力而需要进行大量换填,当采用整体式基础涵洞时可以大大减少涵洞的基底应力从而使地基承载力满足要求。 　　Abstract: The low bearing capacity installed at the culvert foundation bearing capacity, often less than the culvert because of the stress and the need for a large number of base replacements, when using integral basis, it can greatly reduce stress, and thus the base of the culvert foundation bearing capacity could meet requirements. 　　关键词:低承载力;整体式基础;分离式基础;换填 　　Key words: low load capacity;integral foundation;split base;replacement 　　中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0052-01 　　 　　0引言 　　在高等级公路设计中,常会遇到路线跨越地基承载力较低的沟(渠)的情况,为了满足路基横向排水的需求,需要在此处设置桥梁或涵洞。 　　在这些地方往往地基承载力不能满足涵洞对基底应力的要求,这时需要通过换填与加大基础截面尺寸来减小涵洞的基底应力,当涵洞的涵上填土与台身高之和大于4m时,通过换填、加大基础截面尺寸仍然无法使涵洞的基底应力小于地基承载力,这时可以考虑把涵洞的基础改为整体式基础,这样可以大大减少涵洞的基底压应力,从而满足涵洞设计的要求。 　　1涵洞所承受的荷载 　　涵洞的基础主要承受的荷载来自于涵洞本身的自重、涵上填土产生的土压力以及汽车活载产生的压力。随着涵洞台身高度的增加,涵洞本身的自重对涵洞的影响起主导作用,而汽车活载以及涵上填土产生的土压力对涵洞的影响越来越小;随着涵洞涵上填土高度的增加,涵上填土产生的土压力对涵洞的影响起主导作用,而汽车荷载对涵洞的影响越来越小,当涵洞的填土与台身高之和大于10m时,几乎可以忽略荷载的影响,认为涵洞只承受涵洞本身的自重和涵上填土产生的土压力。 　　2分离式基础与整体式基础基底应力比较 　　下面以盖板涵为例,基础断面如图所示,分别对分离式基础与整体式基础基底应力进行计算如下: 　　2.1 分离式基础基底应力计算 　　2.1.1 跨径3m的涵洞,当填土高1.3m,台身高3m时,a=45cm,b=85cm,c=20cm,H0=60cm,最大基底应力σ=170kPa,当基底换填1m的天然砂砾时基底应力σ=115kPa,当再增加基底换填天然砂砾的厚度时基底应力反而会增加。 　　2.1.2 跨径4m的涵洞,当填土高1m,台身高3.4m时,a=50cm,b=90cm,c=20cm,H0=60cm,最大基底应力σ=202kPa,当基底换填1.5m的天然砂砾时基底应力σ=125kPa,当再增加基底换填天然砂砾的厚度时基底应力反而会增加。 　　在地承载力处地基承载力约为110kPa,从以上可知无论怎么换填都无法使地基承载力满足要求,下面我们将以上两种涵洞在尺寸不变的情况下换成整理式基础进行计算。 　　2.2 整体式基础基底应力计算 　　2.2.1 跨径3m的涵洞,当填土高1.3m,台身高3m时,a=45cm,b=430cm,c=20cm,H0=60cm,最大基底应力σ=100kPa。 　　2.2.2 跨径4m的涵洞,当填土高1m,台身高3.4m时,a=50cm,b=540cm,c=20cm,H0=60cm,最大基底应力σ=110kPa。 　　2.3 分离式基础与整体式基础基底应力比较 　　2.3.1 由以上的计算结果可以看出,当涵洞的尺寸相同时采用整体式基础是分离式基础产生的基地应力的1/2左右。 　　2.3.2 从造价上考虑:当天然砂砾的运距很大时采用整体式基础比分离式基础换填天然砂砾所需的造价低。 　　3低承载力处涵洞的基础设计 　　综上所述,不同的基础型式有不同的设计方法,设计时应根据不同的填土高度,选择不同的基础型式进行计算,然后再综合比较各方案的使用性能、施工难易程度、材料用量及工程量等,选择一个最优的基础型式。从计算结果看,在低承载力处盖板涵的涵上填土与台身高之和大于4m时应选择整体式基础,盖板涵的涵上填土与台身高之和小于4m时应选择分离式基础。 　　参考文献: