高填土涵洞的基础设计
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以拱涵为例,基础断面如图 1 所示,计 算结果为: 3.1 当填土高度 18m,跨径 4m,台高 3m 时,a=140LIFt,b=460crn,c= 踟 crn,I-%= 200cm,基础的混凝土用量 15.2m3,最大 基底应力 =815Kpa。
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3.2 当填土高度 26m,跨径 5m,台高 4m 时,a=190era,b:590cm,c=100crn, Ho= 250cm,基础的混凝土用量 24.5m3,最大 基底应力 =ll70Kpa。
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4.2 当填土高度 26m,跨径 5m,台高 4m 时,a=190cm,bl=250cm,b2=340cm, BJ =930cm,c=25cm,HB=120cm,DH= 130cm,Hz=250cm,基础最大基底应力 d =570Kpa,基础顶面跨中部位设一层钢筋 网,每米涵长基础混凝土用量 18.8 m3,钢筋 142kg。
基础连成整体后,土压力为内力,不产生对基底的弯矩,从而使基底应力降 低,与独立式基础相比,它有节省工程量,整体性能好的特点,此外,整体式基 础还能使地基 土容许承载力提高,从而满足在一般地基的承载力要求 5 基底容许承载力的修正
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024—85)第 2.1.3 条、2.1.4 条,对于 一般粘性土地基,不考虑宽度修正,当 H> 3m,且 h/b≤4 时,修正 后的地基容许承载力为:
[ δ]=[ δ0]+r(H—3) 式中: [δ]为地基土修正后的容许承载力; [δ0]为天然地基土的容许承载力; r 为基底以上土的换算容重;
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H 为基础底面的计算埋置深度(H< 3m 时不修正)。 关于 H 值的计算,与《公路桥涵地基 与基础设计规范》有所不同,对于独 立式基础,基础埋深 H 值从洞内铺砌顶面算至基底,对于整体式基础,整个涵 洞基础的受力特点相当于地下室基础,涵洞顶上及两侧的路基填土层相当于在基 础底面标高上作 用有侧向超载,其值为 rH,它将阻止基底 下的土向两侧挤出, 从而增加地基的强度。 所以,基础埋深应从路面计算至基底,如果涵洞一侧为 斜面,则取基础边缘以外 2 倍 基础宽范围内的最低覆土高度计算。如上 例(1)、 (2)的基础: 独立式基础:H<3m,不修正; 整体式基础:[δ0]=300Kpa, 修正后 的地基承载力为: 5.1[δ]=680 KI >410KPa,基底应力满 足要求。 5.2[δ]=850KPa>570Kpa,基底应力满 足要求。 6 高填土涵洞的基础设计 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,盖板涵在填土高 度 小 6m 时,一般用独立式基础;填土高度 大于 6m,一般用整体式基础。 7 施工中的特别要求
高填土涵洞施工除按一般施工技术规 范的要求外,对于高填土下整体式基 础的 涵洞,回填土时,要求在侧墙外 2 倍基础 (整体式)宽的范围内,先清除基 底表层草皮、浮土,然后再对称、分层回填土并压实; 在同一层回填时,先填 涵台两边,再回填涵 顶以确保基础的整体稳定性,涵台旁边 2m 范围内的填土 宜选用透水性好的砂性土回填。
一般地基承载力约为 300Kpa,即使考 虑基底应力修正,一般地基仍不能满 足要 求,这说明在一般地基来自百度文库高填土涵洞不宜采用独立式基础。 4 整体式基础的基底应力计算
若将基础连成整体,作成如图 2 所示 的断面,计算结果为:
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4.1 当填土高度 18m,跨径 4m,台高 3m 时,a=140cm,bl:200cm,b2=270cm, =740cm,c=25cm,lib=70cm,DH= 70cm,Hz=140cm,基础最大基底应力 = 410Kpa,基础顶面跨中部位设一层钢筋 网,每米涵长基础混凝土用量 8.5m3, 钢筋 127kg。
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高填土涵洞的基础设计
1 引言 在高等级公路设计中,常遇到路线跨 越深沟(渠)的情况,为了满足道路横
向交 通或路基横向排水的要求,需要在此处设 置桥梁或涵洞。 高填土涵洞的设计,上部结构可通过 增加截面尺寸或钢筋数量来解决问题,
而下部结构,截面尺寸变化幅度大,基础所受 的垂直力、水平力及弯矩值都较 大,对基底 应力要求高,有的要求地基承载力在 1000kpa 以上,一般的地基很 难达到这种 承载力要求,加大截面尺寸和基础埋深也 不能解决问题,为此提出 了整体式基础设 计和地基处理方法。 2 涵洞所承受的荷载
在高填土下,洞身主承受的荷载是填土自重和土压力,汽车活载效应较小, 若换 算成土层厚度 Hd,回填土容重取 r= 18KN/M,当填土高度 Ho=lm 时,汽 车一 20 级 Hd=2 2m,汽车超 20 级 Hd:2 6m,当 Ho=4m 时,汽车一 20 级 Hd=0.5m, 汽车一超 20 级 Hd=0.6m,当填土高 度大于 10m 时,几乎可以忽略活载的影响, 认为涵洞只承受土的自重和土压力。 3 独立式基础的基底应力计算
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3.2 当填土高度 26m,跨径 5m,台高 4m 时,a=190era,b:590cm,c=100crn, Ho= 250cm,基础的混凝土用量 24.5m3,最大 基底应力 =ll70Kpa。
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4.2 当填土高度 26m,跨径 5m,台高 4m 时,a=190cm,bl=250cm,b2=340cm, BJ =930cm,c=25cm,HB=120cm,DH= 130cm,Hz=250cm,基础最大基底应力 d =570Kpa,基础顶面跨中部位设一层钢筋 网,每米涵长基础混凝土用量 18.8 m3,钢筋 142kg。
基础连成整体后,土压力为内力,不产生对基底的弯矩,从而使基底应力降 低,与独立式基础相比,它有节省工程量,整体性能好的特点,此外,整体式基 础还能使地基 土容许承载力提高,从而满足在一般地基的承载力要求 5 基底容许承载力的修正
根据《公路桥涵地基与基础设计规范》 (JTJ024—85)第 2.1.3 条、2.1.4 条,对于 一般粘性土地基,不考虑宽度修正,当 H> 3m,且 h/b≤4 时,修正 后的地基容许承载力为:
[ δ]=[ δ0]+r(H—3) 式中: [δ]为地基土修正后的容许承载力; [δ0]为天然地基土的容许承载力; r 为基底以上土的换算容重;
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H 为基础底面的计算埋置深度(H< 3m 时不修正)。 关于 H 值的计算,与《公路桥涵地基 与基础设计规范》有所不同,对于独 立式基础,基础埋深 H 值从洞内铺砌顶面算至基底,对于整体式基础,整个涵 洞基础的受力特点相当于地下室基础,涵洞顶上及两侧的路基填土层相当于在基 础底面标高上作 用有侧向超载,其值为 rH,它将阻止基底 下的土向两侧挤出, 从而增加地基的强度。 所以,基础埋深应从路面计算至基底,如果涵洞一侧为 斜面,则取基础边缘以外 2 倍 基础宽范围内的最低覆土高度计算。如上 例(1)、 (2)的基础: 独立式基础:H<3m,不修正; 整体式基础:[δ0]=300Kpa, 修正后 的地基承载力为: 5.1[δ]=680 KI >410KPa,基底应力满 足要求。 5.2[δ]=850KPa>570Kpa,基底应力满 足要求。 6 高填土涵洞的基础设计 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,盖板涵在填土高 度 小 6m 时,一般用独立式基础;填土高度 大于 6m,一般用整体式基础。 7 施工中的特别要求
高填土涵洞施工除按一般施工技术规 范的要求外,对于高填土下整体式基 础的 涵洞,回填土时,要求在侧墙外 2 倍基础 (整体式)宽的范围内,先清除基 底表层草皮、浮土,然后再对称、分层回填土并压实; 在同一层回填时,先填 涵台两边,再回填涵 顶以确保基础的整体稳定性,涵台旁边 2m 范围内的填土 宜选用透水性好的砂性土回填。
一般地基承载力约为 300Kpa,即使考 虑基底应力修正,一般地基仍不能满 足要 求,这说明在一般地基来自百度文库高填土涵洞不宜采用独立式基础。 4 整体式基础的基底应力计算
若将基础连成整体,作成如图 2 所示 的断面,计算结果为:
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4.1 当填土高度 18m,跨径 4m,台高 3m 时,a=140cm,bl:200cm,b2=270cm, =740cm,c=25cm,lib=70cm,DH= 70cm,Hz=140cm,基础最大基底应力 = 410Kpa,基础顶面跨中部位设一层钢筋 网,每米涵长基础混凝土用量 8.5m3, 钢筋 127kg。
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高填土涵洞的基础设计
1 引言 在高等级公路设计中,常遇到路线跨 越深沟(渠)的情况,为了满足道路横
向交 通或路基横向排水的要求,需要在此处设 置桥梁或涵洞。 高填土涵洞的设计,上部结构可通过 增加截面尺寸或钢筋数量来解决问题,
而下部结构,截面尺寸变化幅度大,基础所受 的垂直力、水平力及弯矩值都较 大,对基底 应力要求高,有的要求地基承载力在 1000kpa 以上,一般的地基很 难达到这种 承载力要求,加大截面尺寸和基础埋深也 不能解决问题,为此提出 了整体式基础设 计和地基处理方法。 2 涵洞所承受的荷载
在高填土下,洞身主承受的荷载是填土自重和土压力,汽车活载效应较小, 若换 算成土层厚度 Hd,回填土容重取 r= 18KN/M,当填土高度 Ho=lm 时,汽 车一 20 级 Hd=2 2m,汽车超 20 级 Hd:2 6m,当 Ho=4m 时,汽车一 20 级 Hd=0.5m, 汽车一超 20 级 Hd=0.6m,当填土高 度大于 10m 时,几乎可以忽略活载的影响, 认为涵洞只承受土的自重和土压力。 3 独立式基础的基底应力计算