公路工程中鋼筋砼圓管涵常見病害分析

陳春明

（廣佛高速公路有限公司，廣東 廣州 510168）

隨著我省高速公路網絡的的迅猛發展，各地修建了大量的鋼筋混凝土橋涵，對于一條新建高速公路來說，如何解決好線路沿途老百姓的排水灌溉問題，往往是需要重點考慮并解決好的一道難題。而在這一問題的解決中，鋼筋砼圓管涵這一小型結構便成了解決排水灌溉的常用方案。但在，由于所采用的設計及施工工藝的不合理，在使用一段時間以后，在涵身、涵口等部位便會出現不同程度的損壞，出現不同類型的病害，如裂縫、不均勻沉降……這些病害，不僅會影響砼的強度和耐久性,縮短其使用壽命,有的甚至還會產生坍塌等嚴重病害。因此,研究鋼筋砼圓管涵的病害類型及原因就顯得十分重要了。下面，就讓我們來了解一下，作為普通結構的鋼筋砼圓管涵，有哪些常見的病害類型，以及為防治這些病害的出現，在設計、施工及后期養護中尚需注意的一些工程小知識。

1 鋼筋砼圓管涵常見病害類型及特點

1.1 “駝峰”。由于涵洞背面填土偏壓作用，土壓引起地基變位的同時，涵洞也產生變位，軟土地基之上這種變化尤其明顯。當涵洞自重較其占據體積的土重量小且涵洞較之于土的不可壓縮性，必然造成涵洞處的沉降量小于相鄰路堤土的沉降量，使得路線實際縱坡發生變化，在縱斷面上形成“駝峰”，涵洞頂部為駝峰的峰頂。路堤填土越低，“駝峰”越明顯，填土越高，“駝峰”越不明顯。但只要有“駝峰”存在，涵頂土壓力就會不同程度地比設計計算結果要大。路堤與涵洞銜接處易產生“錯臺”，出現跳車現象，影響道路行車舒適性和行車安全。

1.2 沉降量過大。由于涵洞軟弱地基土涵洞施工前未充分固結、軟弱地基未處理或者處理不當，在使用過程當中，由于涵洞基礎施加的壓應力，致使涵洞在使用過程當中發生的沉降逐漸積累，達到一定的程度便會使涵洞的有效凈空，涵底發生積水、淤塞。嚴重時，涵底土體甚至可能產生剪切破壞，涵洞洞身發生相當嚴重的沉降，涵洞失去其使用功能，路基、路面也隨之產生相關連的破壞。

1.3 縱向不均勻沉降產生涵洞中部凹陷。根據有關涵洞基底土壓應力的有限單元法計算數據，涵洞從洞口至涵洞中心，其基底壓應力逐漸增大，因而在使用過程當中從洞口至涵中心的沉降量也逐漸增大，若軟土涵洞地基處理不當，隨著沉降的不斷積累和洞口、涵中部沉降差距的加大，涵洞洞口高，中間低的現象將越來越明顯。這將降低涵洞的有效凈高，造成涵洞中部淤塞、積水等。

1.4 節段錯臺。涵洞相臨節段之間難免出現不均勻沉降而產生錯臺，在一般情況下錯臺并不明顯、不影響使用，但在軟土地基上修筑的涵洞，這種現象就可能要嚴重得多。由于涵洞在縱向的受力不均勻，導致相鄰兩節段基礎對軟土地基的壓應力不均等，造成相臨兩節段的沉降值不均等而出現錯臺；涵洞在沉降縫處相鄰兩段分別位于不同土質的基礎之上，在基底壓力作用下，不同土質表現出不同的壓縮性，兩節段的沉降量就不同，從而導致兩節段錯臺。

1.5 涵洞結構本身的破壞。由于地基的不均勻沉降，導致涵洞的附加應力增加，附加應力達到一定的程度便會造成涵洞結構本身的開裂破壞；若因涵洞的地基變形造成涵洞的節段之間邊角剛性接觸，還會造成應力集中而產生局部破壞。

1.6 洞口建筑的破壞。由于在涵洞的設計和施工時，洞口建筑的基礎處理往往容易被忽視，因而容易造成洞口建筑發生大的沉降、在土壓力作用下發生滑移甚至傾覆等病害現象，雖然洞口建筑病害較涵洞本身容易處理，但也會增加維修費用、影響其使用功能甚至使路基局部因失去洞口建筑的支撐而發生小規模的破壞。

2 鋼筋砼圓管涵病害預防及處治措施

涵洞是一個典型的矛盾事物幾何體，而且是貫穿始終的，它既是“喜水”又“怕水”，我們要求它起到排水的作用，又不被水沖毀，從涵洞的作用和對它的使用要求來講，只有涵洞不被水沖壞的前提下，才能更好的起到排水的作用，也就是防止水對涵洞的破壞作用。

2.1 合理選擇鋼筋混凝土圓管涵管座型式。對比公路圓管涵一般采用的120°弧形混凝土管座與市政排水管通常采用的180°管座可知，采用120°的管座管底受負彎矩，只能防止不均勻沉降，并不能改善管的受力情況，故建議采用市政排水管通常采用的180°管座，因為橫向邊界變形的制約是抑制圓管涵開裂的關鍵，180°的管座能提供橫向水平向內制約力。

2.2 設計方面的預防措施。依據水文資料計算，使涵洞具有足夠的宣泄能力，保證洪水的排泄，在無可靠水文資料的情況下，盡可能選擇大口徑涵管；在涵洞設置縱向鏈接結構，使各個涵管連接一體，不產生管節間的縱向分離；涵管上的填土高度必須滿足設計要求。

2.3 為保證管節質量，購買時應注意以下幾個方面問題：①管徑及長度尺寸是否符合設計要求。②是否有破損或貫通裂縫，表面是否有嚴重的蜂窩孔、麻面和混凝土松散現象及鋼筋外露。③管節兩端是否平整。④管節強度是否達到設計強度。

2.4 涵節吊裝過程中，吊裝工作由人工配合挖掘機完成，管節的安裝由下游涵節向上游推移，每節涵管應緊貼與基座上，使涵管受力均勻。且所有管節應按正確的軸線和坡度敷設。在吊裝過程中應注意避免人為的損傷和破壞。

2.5 涵管之間的接縫不大于10mm，禁止加大接縫寬度來滿足涵長的要求。用瀝青麻絮填接縫的內外側，形成柔性封閉層。在用兩層15mm寬的浸透瀝青的油毛氈包纏接縫部位。

2.6 當墻體的強度達到設計強度的70%以上時，方可按規范要求進行對稱回填，回填時采用分層回填，每層松鋪厚度15cm，夯實后壓實度應達到95%。

2.7 洞口鋪砌用鋼筋混凝土板代替目前的漿砌塊（片）石，并保證與端墻、翼墻連接牢固，縫隙緊密。端墻、翼墻的厚度尺寸與墻背面坡度應以保證墻體具有足夠的抗傾覆力距。

2.8 地基壓漿。若涵洞地基出現較大的沉降、錯臺等病害，為了防止其繼續發展，可在涵底鉆孔并對一定深度和一定范圍的土體進行劈裂注漿以加固地基，提高其承載力和應力擴散能力。

2.9 混凝土或砂漿找補平順。對于地基變形已趨穩定的涵洞，其錯臺、沉降等可通過在其底板上加鋪水泥砂漿或混凝土找補平順，以維持其正常使用功能。

2.10結構加固。在涵洞內跨沉降縫加設一圈鋼筋混凝土襯砌，通過提高結構整體剛度來達到涵洞地基應力均勻分布，從而消除不均勻沉降、減小沉降值。

3 結束語

綜上所述，鋼筋砼涵洞的病害，并非是不能預防、不能避免的。每一種病害類型的存在總是與某個環節的管理疏忽或控制不力有著直接或間接的聯系，這其中，或許是設計方面的原因，也可能是施工方面的原因，但不管如何，我們只有預防了混凝土圓管涵的各種病害，并得到合理的解決，才能提高涵洞的抗病能力，才能確保涵洞的設計使用壽命。

[1]陳虔禮，林有貴.高填土涵洞的病害處理和加固設計.廣西交通科技,1995,20.

[2]王革立.控制鋼筋混凝土圓管涵裂縫產生的對策[J].巖土工程界，2001,9.

[3]趙立巖.混凝土圓管涵的病害分析與預防.公路,2001.