２０１０年第３期（第２７卷总第１５７期）
ｄｏｉ：１０．３９６９，ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—１０９３．２０１０．０３．０２９
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关于涵洞基底换填厚度的计算方法
潘承
（广东冠粤路桥有限公司，广州５１０６００）
摘要：结合阳（江）阳（春）高速公路的工程实践，阐述对涵洞基底换填深度的计算方法的心得和体会，实践证明对涵洞基底换
填深度的确定是一种快速有效的方法。
关键词：涵洞；基底处理；换填深度中圈分类号：ＴＵ４４７
文献标志码：Ｃ
文章编号：１６７３—１０９３（２０１０）０３－００７６－－０２
在高速公路的涵洞软土基底处理中，常见的处理方式有换填法、松木桩、水泥搅拌桩等。对于一般浅层软土的基底处理，较多采用换填法进行处理。换填法是进行软弱地基处理的方法之一，又名换上垫层法。主要适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等的浅层处理。换填材料可用中（粗）砂，级配良好的砂石、灰土、素±、石屑或煤渣等。换填法的作用，是提高持力层的承载力，改善土的压缩性，减小地基变形。当软弱土较薄时，可全部挖去；当软弱土较厚时，可部分挖去。填土可采用砂、碎石、素士等。
现行的设计思路是将换填垫层作为基础的持力层，利用基底附加应力在换填垫层中向下扩散时应力不断减小的特点，选择合适的垫层厚度，以达到软弱下卧层顶面所受的压应力不大于其容许
台背同填砂性土，要求达到９６％的压实度。首先假定对基底换填２００ｃｍ，考虑设计承载力较大，换填材料采用级配碎石。具体如下面的换填示意图及钻孔柱状图（图１）：
参考《规范》中的经验公式计算基底压应力：
ｉ换填级配碎石
．．——．．．—————．—．—』ｉ：ｉ』ｉ．———．—————一
图１
说明：标高以ｍ为单位，标注尺寸以啪为单位
应力的日的。通常情况下，设计方出于对Ｔ程造价
上的考虑，设计文件给ｍ的涵洞基底换填深度会偏大甚至因换填深度过大导致施工困难，导致经济、技术上的不合理。在实际的施工过程中，就必须对涵洞的基底换填深度重新进行确定。通过对基底持力层承载力的计算，可以快速有效的对换填深度进行确定。
结合工程实践，下面以阳阳高速公路的Ｋ１１＋８４６盖板涵摹底换填深度的确定进行说明。以其中１—６ｘ４．５ｍ的盖板涵为计算实例，盖板涵的设计摹底承载力ｏ＇＝３５０ｋＰａ，涵位地基容许承载力３００ｋＰａ／ｂ于设计承载力，因而不满足要求，需要对涵洞基底进行换填处理．原设计的处理方式为换填砂砾３ｍ。
具体的计算参数为：盖板涵涵长ａ＝４５．９３２ｍ、涵台壁厚ｂ＝ｌ。５ｍ。基础底面的埋深ｈ＝１．９１ｍ。级配碎石容重取２．４ｔ／ｍ３，细砂容重取１．７４ｆｆｍ３，粘土取１．７ｔ／ｍ３。
Ｐ＝一ｙ１×（ｈ＋ｚ）＋仅ｘ（ｐ一７２ｈ）≤Ⅵｆ口］（取１Ｒ＝０）
＝２０．２９ｘ（１．９１＋２）＋０．４３９ｘ（３５０－１６．９７ｘ１．９１）＝２１９＜２３０ｋＰａ（下卧层顶面容许承载力）其中换算容重
Ｙｌ：—１．７４ｘ１—．５３＋１．７—ｘＯ．３８＋—２．４ｘ２×９．８：２０．２９（ｋＮ／ｍ１
．１１－
，Ｙ２一———————■ｊ忑—————一＾・一・１２：—１—．７—４—ｘ１—．了５３‘＋＿ｌ—．７—ｘ—Ｏ一．３８×９．８：１６．９７（ｋＮ／一ｌｉｔ３）
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３．９ｌ
式中１。相应于（ｈ＋ｚ）以内土的换算容重，１：相应于深度ｈ范围以内土的换算容重。仅摹底附加应力系数可通过《公路桥涵地基与基础设计规范》杏得。
通过以上的计算，基底以下换填２ｍ级配碎石后基底应力已衰减到２１９ｋＰａ，小于粉质粘土层容许承载力（２３０ｋＰａ），达到预期效果。
为了验算卜述计算结果，也可以采用按应力扩散角进行计算的方法（见下图２），即认为砂垫层
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以“０”角向下扩散基底应力，到砂垫层底面（下卧层顶而）处的压应力仃。与垫层土的自重应之和仃一应小于或等于该处下卧层顶面地基的容许承载力。
为简化计算，压应力扩散角０取４５０，则下卧层顶面附加应力为：
从计算结果来看，两种方法的结果是几乎一致的。构筑物基底换填只要换填层承载力等于或大于（有时需要采取技术措施）基底应力，且基底应力通过换填层传递衰减到其下的软弱层时，应力小于软弱层承载力，即可认为结构物是安全的。从计算的简易程度看，应力扩散角的计算方法更为简便，省去了查找附加应力系数的麻烦，在实际应用中更为常用。
从以上两种计算方法可以看出，下卧层顶面的压应力与基底附加应力、垫层厚度、材料重有关。若涵洞设计承载力不大，一般可采用中粗砂作
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＝１６．９７ｘ１．９１＋２０．２９ｘ２＋
４５．９３２ｘ１．５ｘ３５０
图２
为换填材料。在实际的施工中，施Ｊ二方一般会对基底进行轻型触探试验，试验仪器条件较好的可以采用触探仪进行检测，实测涵洞基底各土层深度的承载力，提高计算的精确性，为正确地判断换填深度提供科学准确的参考。
参考文献：
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ａ‘ｂ＋【ａ＋ｂ＋—：一ｔａｎＯ］ｈ，ｔａｎＯ
４５．９３２ｘ１．５＋［４５．９３２＋１．５０＋（４×２×１）／３】×２×ｌ＝２２２（ｋＰａ）＜２３０ｋＰａ
根据上式计算结果，换填２ｍ级配碎石同样可以满足基底设计承载力的要求。（上接第７１页）
与原混凝土连接良好。地下室底板和外墙后浇带的止水处理，按设计要求及相应施工验收规范进行。后浇带的封闭材料应采用比原结构混凝土设计强度等级提高一级的微膨胀混凝土（可在普通混凝土中掺入微膨胀剂ＵＥＡ，掺量为８％一１０％）浇筑振
作者简介：潘承（１９８０），男，学士，技术主管，工程师。
甘肃会展中心建筑群项目展览中心工程为甘肃省样板１二程，单位上程总体质量目标为确保省级优质样板丁程“飞天奖”，争创“鲁班奖”，施工方甘肃第七建设集团股份有限公司通过设置后浇带，使大体积混凝土可以分块施Ｔ，加快了施工进度，缩短了施ＴＴ期。同时加强后浇带的细部做法，重点底板、梁板、外墙后浇带的模板支设，不仅提高了工程的整体结构质量，减少了渗漏水的因素，而且在后期施下中省时省力，取得了良好的工艺效果，可为同类工程提供参考。
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８６一１２０．
捣密实，并保持不少于１４ｄ的保温、保湿养护Ｉ蜘。
（４）待主体结构完成，主体沉降基本稳定后再
封闭后浇带。
４．５后浇带混凝土浇筑
（１）浇筑前先清除钢筋表面锈层，施Ｔ缝处混凝土表面重新凿毛，浇水冲刷干净并保持湿润。浇筑前用喷枪（用水和空气）清理底板表面的流浆、铁锈粉末、零星混凝土渣屑和积水冲洗往积水坑。积水坑处设抽水泵，将坑内积水抽至地面排水井。
（２）后浇带内的后浇混凝土，使用微膨胀的混凝土灌实。微膨胀混凝土采用掺加膨胀外加剂与早强减水剂。混凝土的强度比原设计混凝土提高一级。后浇带混凝土浇筑后浇水养护时间不得少于２８ｄｔ６１。
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ｆｌ
１）：８２４—８２５．
作者简介：陈志亮（１９７２），甘肃兰州人，现任甘肃第七建设集团股
（３）后浇带混凝土的浇灌时间，以设计要求为准。
份有限公司总工程师，国家注册一级建造师，高级工程师，国家一级项目经理，国际杰出项目经理。
５结语
至Ｑ！Ｑ生筮墨麴：２２：
关于涵洞基底换填厚度的计算方法
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
潘承
广东冠粤路桥有限公司,广州,510600建筑设计管理
ARCHITECTURAL DESIGN MANAGEMENT2010，27(3)0次
参考文献(2条)
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下载时间：2011年2月21日