徐風光

(貴州智恒工程勘察設(shè)計咨詢有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 案例概況

本文主要以某公路工程為例，該工程采用的高填土拱涵1-4×4 m，全長是46 m，涵頂填土高度最大能夠達到12.6 m，設(shè)計臺身材料為M7.5漿砌塊石，拱圈采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采取整體式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。此涵洞工程位于谷底，持力層厚度在0.8 m到1.5 m之間，成分是松散卵石層，下臥層屬于松散狀中砂，厚度在0.5 m到5.8 m之間，持力層和下臥層的承載力分別為300 MPa、150 MPa，由于此涵洞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和臺身結(jié)構(gòu)在施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)裂縫，所以，設(shè)計單位要對該涵洞進行加固設(shè)計。

2 提升公路高填土涵洞的加固設(shè)計水平的重要措施

2.1 明確涵洞加固設(shè)計要點

在此公路項目高填土涵洞加固設(shè)計環(huán)節(jié)，由于地基容許承載力受涵洞結(jié)構(gòu)變形影響較大，所以，設(shè)計人員選用設(shè)計參數(shù)并不是固定的。對于公路高填土涵洞加固設(shè)計人員來講，要結(jié)合高填土涵洞對路基變形產(chǎn)生的影響，以及有關(guān)控制要求，科學確定地基容許承載力。在設(shè)計軟弱基礎(chǔ)持力層時，設(shè)計人員還要精確計算出地基容許承載力數(shù)值，地基持力層的性質(zhì)對其承載力數(shù)值影響較小，故設(shè)計人員要綜合考慮下臥層變形與強度。

公路高填土涵洞加固設(shè)計人員還要合理選擇涵洞基礎(chǔ)形式，高填方涵洞基礎(chǔ)形式的選擇要考慮覆土厚度，地基承載力大小等因素的影響。另外，在公路高填土涵洞基礎(chǔ)設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員要結(jié)合該地區(qū)的地下水情況，對既有的涵洞加固設(shè)計方案進行優(yōu)化，需要特別注意的是，因為公路高填土涵洞臺背填土，對涵洞地基應(yīng)力值影響較大，因為會產(chǎn)生一定的負摩阻力，也會增加地基應(yīng)力。因此，在設(shè)計涵洞沉降縫時，若設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)涵洞的基礎(chǔ)板臺長度不同，存在較大差異，則可以按照柔性墩臺進行取值計算。在公路高填土涵洞設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員還要結(jié)合填土高度，科學設(shè)計預(yù)留拱度，進一步提升公路高填土涵洞的穩(wěn)固性。

2.2 涵洞加固設(shè)計方案

(1)增加截面加固設(shè)計方案

結(jié)合涵洞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)特點，包括臺身裂縫分布范圍，設(shè)計人員可采取和涵洞既有結(jié)構(gòu)材料相同的材料進行加固。此涵洞基礎(chǔ)加固采取型號是φ16×15 cm主筋，分布筋型號是φ12×20 cm，設(shè)計人員可以根據(jù)涵洞的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和臺身結(jié)構(gòu)特點，適當增加其施工厚度，涵洞基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和臺身結(jié)構(gòu)可以增加50 cm。針對接觸面，還要進行鑿毛處理，提升既有結(jié)構(gòu)與加固結(jié)構(gòu)的結(jié)合度。通過采用增加截面加固設(shè)計方案，能夠提升公路高填土涵洞加固效果，避免高填土涵洞出現(xiàn)不均勻沉降。

(2)箱型涵洞加固設(shè)計方案

在加固設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員可采取箱型結(jié)構(gòu)形式，將其設(shè)置到涵洞內(nèi)部，不但提升涵洞的穩(wěn)固性，還可以增加涵洞整體受力性能。箱型結(jié)合通常選用鋼筋混凝土材料，可以采取C30強度等級的混凝土，將受力的鋼筋均勻設(shè)置在涵洞周圍，并采取雙層配置方法進行配置。

(3)脫梁拔柱加固設(shè)計方案

公路高填土涵洞的加固設(shè)計人員也可以采取在保證上部結(jié)構(gòu)原狀的前提下，將箱涵下部結(jié)構(gòu)有序拆除的方法。為了保證此設(shè)計方案得到更好實施，設(shè)計人員需要將結(jié)構(gòu)加固與頂升上部結(jié)構(gòu)設(shè)計方法有效結(jié)合，在設(shè)計期間，科學選擇各項施工技術(shù)，確定最終的強度設(shè)計值，不斷提升涵洞結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。

除此之外，在公路高填土涵洞的加固設(shè)計方案中，設(shè)計人員可以采用間隔拆除方法，合理確定拆除長度，包括拆除范圍。在設(shè)計立?；炷僚浜媳葧r，需要加入一定量的早強劑，采用強度等級為C30的混凝土。

在此公路高填土涵洞項目之中，設(shè)計人員要找到涵洞裂縫產(chǎn)生原因，經(jīng)過認真分析之后得知，此涵洞在施工期間，施工人員沒有定期對涵洞基礎(chǔ)實施換填加固處理，與此同時，高填土涵洞工程裂縫部位不同，其成因也不同。

2.3 設(shè)計方案比較

通過對上述公路高填土涵洞的加固設(shè)計方案進行科學對比得知，若采用第一種加固設(shè)計方案或者第三種加固設(shè)計方案，要求施工單位在公路工程高填土涵洞沉降變形結(jié)束后，方可開展加固施工，涵洞裂縫問題會變得更為嚴重，延長工程的施工工期。若采取第二種加固設(shè)計方案，因為需要將鋼構(gòu)支撐設(shè)置在涵洞的內(nèi)部，能夠有效改善涵洞結(jié)構(gòu)，避免裂縫不斷擴大，而且能夠減小涵洞變形與應(yīng)力。此種加固設(shè)計方案，有效利用既有結(jié)構(gòu)體系，使得新老結(jié)構(gòu)形成共同的受力體，形成整體結(jié)構(gòu)，能夠更好的滿足涵洞行車與過水等功能要求。

另外，雖然第二種加固設(shè)計方案的施工成本比較高，但是，其技術(shù)難度較小，安全性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性特別高，具有良好的應(yīng)用價值。對于公路高填土涵洞的加固設(shè)計人員來說，在進行公路高填土涵洞加固設(shè)計工作時，要全面了解該地區(qū)的水文條件，并找到涵洞裂縫產(chǎn)生原因。在實際設(shè)計工作之中，需要認真遵守有關(guān)設(shè)計規(guī)范與技術(shù)標準要求，并采取科學的加固方案，不斷提升公路高填土涵洞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)承載力滿足規(guī)定要求，進而保證公路涵洞的各項功能得到更好體現(xiàn)。在公路高填土涵洞加固設(shè)計環(huán)節(jié)，設(shè)計人員需要制定多個設(shè)計方案，在提升公路涵洞加固處理效果的同時，不斷延長涵洞使用時間，保證公路的安全通行。

3 結(jié)束語

綜上所述，通過對提升公路高填土涵洞的加固設(shè)計水平的重要措施進行科學性分析，例如明確涵洞加固設(shè)計要點、增加截面加固設(shè)計方案、箱型涵洞加固設(shè)計方案、脫梁拔柱加固設(shè)計方案等，可以保證公路高填土涵洞更加穩(wěn)定。