上埋式公路涵洞地基及基礎的設計

殷邦國

摘 要： 為了能夠保障公路工程的整體質量，為城市建設與經濟發展提供更加有利的支持，做好公路涵洞地基以及基礎設計是非常必要的。本文首先對上埋式公路涵洞地基以及地基工作機理，設計方法進行了具體分析，希望能夠為相關的設計工作者提供一些建議和參考。

關鍵詞： 上埋式公路涵洞；地基設計；基礎

引言

在城市建設發展的過程中，公路所發揮的作用是不容忽視的。公路質量直接影響交通運輸與社會和諧穩定，近些年來，隨著公路工程數量不斷增多，公路工程質量也為社會各界所關注，其中地基與基礎設計合理性直接影響公路質量，深入研究地基與基礎設計，能夠更好的保障公路工程質量。而在公路工程施工中，上埋式涵洞地基與基礎設計的難度較大，設計者應該在充分了解涵洞工程地基與基礎工程機理的情況下進行設計，如此才能提高設計的可行性、合理性、科學性。

1地基承載力確定方法

地基承載力方法的確定方法有很多，而具體采用什么方法，要需要根據共設計安全等級有關，工程的安全等級越高，地基承載力的確定方法就越可靠，花的費用就越高。

加強公路地基基礎設計，是公路質量得以提升的前提。基礎設計規定：各區域的地基需要具有一定的承載力，在按公式進行計算之前，應對實際路面承載能力進行數據檢測，并通過回收的數據完成地基方案的制定任務。總結以往的工程經驗，公路地基的建筑方法同樣適用于橋涵地基的建筑，而對其建筑的基本規定為：橋涵地基需要進一步完成地址勘測、原位測試、野外和在實驗等多個過程，并利用公式對完整的數據信息進行計算，獲取最恰當的建設方法。在對地基承載力進行確認時，可以根據地區的實際情況綜合運用多項方法，例如：理論公式法、經驗總結分析法、現場數據計算法等等。通過以上信息不難發現，為避免統一的承載力方法對區域性有所限制，現階段已取消了規范的公路地基承載力查表法，有效的避免了因人為原因而導致數據不準確問題發生。地基承載力的確認需要由工程設計人員以及施工人員共同合作，保持統一的建筑、設計思想，以提高地基的基本承載力、增強地基基礎抗性為原則，保證工程質量，讓設計結果的使用價值更高，而這與涵洞工程的建筑策略背道而馳。

2涵洞工程地基及基礎工作機理

因為涵洞是橫穿路基中公路工程的主要構造物，在現代的涵洞地基和基礎設計已經成為橋梁中地基和基礎設計中的一種類，通常情況下都是按照傳統的設計方法來進行設計。在這里對山區高填堤涵洞的結構進行研究之后，確定這種涵洞地基和基礎設計與傳統的地基基礎工作的性質不同，所以如果使用傳統的設計方式會使得涵洞的結構出現受力不均的現象，進而使得涵洞的結構受到破壞。

在對極限地基承載力進行推演的時候，首先應該假設地基的破壞面和破壞面上面的受力狀態、抗剪強度，然后地基土能夠在所假設的破壞滑動面上被擠向地面，這時候就和設計的是相同的，可以根據靜力平衡來將地基的極限承載力進行確定。這種理論模式通過實際的實驗進行驗證之后能夠被證實。但是這種計算方式并不適合作為涵洞地基和基礎進行計算，因為涵洞是一種空心的路堤下面所填埋的構造物。傳統地基及基礎的設計概念是要求地基和基礎的剛度越大（地基處理得越好），基礎底面越寬（基礎壓力越小，基礎沉降越小），上部構造物就越安全，而實際上涵洞的工作狀況剛好相反，這就是本文認為按傳統的地基基礎設計思想設計涵洞地基與基礎是不科學的原因。事實證明這也是產生涵洞病害的原因之一。例如，有部分坐在軟基上的涵洞工程，設計上為滿足地基承載力的要求采用了樁基礎，經調研發現，凡是在軟基上采用樁基礎的涵洞工程，現已全面遭到破壞。

所以在進行實驗的時候不會出現理論中地基土被擠出地面的現象，在這里傳統的地基極限承載力不適合涵洞工程。通過上面的分析可知，傳統的極限承載力計算方式不適合涵洞工程，那么如果不按照極限情況對涵洞的地基承載力進行考慮，是否能夠按照一些傳統的方法來將涵洞地基承載力進行確定，下面進行詳細的分析。

3設計方法

因為公路涵洞地基和基礎受力工作特性與一般的公路地基以及基礎受力工作特性存在很大的不同點，所以公路橋涵地基和基礎規范中的基底壓力以及地基承載力的計算方法在涵洞工程中就不會起到任何的作用。從整個基礎規范中的所有設計計算方法來看，還是存在部分計算方法在涵洞工程中是適用的，比如，基礎埋置深度以及沉降計算方法，然而地基承載力的設計和確定原則在涵洞工程中不適用。上埋式公路涵洞地基及基礎的設計可以使用下面的方法來進行設計和計算。

3.1在不能夠確定涵頂土壓力分布以及基底土壓力反力分布的數值結果時，可以將土壓力和基地土反力之間的關系看作是線性關系，然后再對結構受力進行分析的時候要將安全系數考慮進來。這時候涵洞上部的土壓力可以進行確定，根據顧安全公式可以將涵頂土壓力和基底土壓力之間的線性關系進行確定，進而能夠將其中涉及的各種量進行確定。

3.2在使用細粒進行填土時，當將每一層中的土填實之后，就應該沿涵洞周邊的墻的地方將填土體進行切割，切出來一小段的縫隙，這段人工切斷填土體在沉降差的作用下，會產生豎向剪動力，這個剪動力的產生已經經過實驗證明。這時候就可以將涵洞頂端的土壓力進行確定，可以根據公路規范中上覆土柱的壓力來計算土壓力的大小。

3.3涵洞地基的承載力在涵洞基礎穩定的情況下，等于涵側土堤下的地基承載力，所以地基在進行設計的時候，不能夠將其設計成強涵基，也不能將其設計為弱路基，因為在這兩種情況下都不能夠將涵洞的地基承載力進行確定，這是因為這兩種涵側土堤的地基承載力無法進行測定。涵洞地基承載力出現不足的情況，不能夠只針對涵洞的地基進行處理，更應該對涵洞兩側的地基進行處理，這時候處理的范圍可以根據路堤的填土高度來進行確定，并且對兩側地基的處理應該與涵洞地基的處理標準相同。比如，一些沒有經過特殊處理或者沒有經過論證的軟基樁是不能夠作為涵洞基礎。

3.4在進行涵洞地基和基礎驗算的時候，使用的驗算原則不是地基基地的壓力要小于地基所允許承載力，而是應該計算涵頂水平面中涵體和兩側填土體之間的沉降差，并且這個沉降差應該盡量縮減到最小，得到最小的沉降差之后，可以根據顧安全式來進行反向推理得到，這樣進行計算出來的結果能夠相對準確。

3.5在對涵洞地基和基礎設計的時候，應該將涵洞基礎平均總體的沉降量進行計算，這個沉降量應該小于過水，或者是符合交通對涵體的沉降要求，這樣才能夠保證涵洞地基和基礎設計符合設計標準。

結束語

首次對公路涵洞地基和基礎的工作性狀進行了機理分析，分析依據是大量的試驗數據和實際涵洞工程調研。以基底壓力小于地基承載力為原則的地基設計方法不適用于涵洞工程。結合涵洞、填土體、地基及基礎共同工作機理模型分析，提出了涵洞地基與基礎的設計方法與原則。本文建議的涵洞地基與基礎設計方法，還有待今后的工程驗證和進一步完善。■

參考文獻

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