钢筋混凝土箱涵地基基础设计的几个问题探讨

钢筋混凝土箱涵地基基础设计的几个问题探讨

辛海龙

广东省建科建筑设计院有限公司

摘要：近年来，钢筋混凝土结箱涵在公路以及铁路的建设过程中逐渐被广泛的应用，但很多设计人员在进行地基基础的设计过程中往往将地基的承载力作为钢筋混凝土箱涵地基基础设计的受控条件。因此，笔者在此次研究中主要对进行钢筋混凝土箱涵地基基础设计的几个受控条件进行研究，并分析了在地基基础设计过程中需要予以参考的其他因素。

关键词：钢筋混凝土箱涵；地基基础；基础设计；探讨

引言

当前阶段，运用钢筋混凝土箱涵进行地基基础设计中，对于其受控条件的研究主要在以下几个方面，分别在于地基承载力和钢筋混凝土箱涵涵体裂缝以及进行施工工作的主要流程方面。

1地基强度

地基强度的基本含义是地基基础在建筑物荷重下进行抵抗破坏的能力。所以在进行建筑工程地基基础的设计过程中，首先要对地基基础的容许承载力和极限承载力进行计算。而根据设计原理的差异，可将地基在极限状态的承载力计算方式主要分为以下两种。其一是运用单一安全系数法进行地基承载力极限的计算。其二是运用分项系数法进行地基承载力极限状态的计算。此次研究在进行地基承载力极限状态的计算时运用了单一安全系数法。

1.1建筑地基极限承载力计算

计算建筑地基极限承载力的公式主要分为普朗特尔-瑞斯纳公式和太沙基公式以及汉森极限承载力计算公式等。其中太沙基公式的基本表达式为：

q1=1/2r1BNr（φ）+cNc（φ）+（q0+r2D）Nq（φ）。在公式中地基的极限承载力用q1代表，工程基础地面下的土容量和工程地面上的土壤容量分别用r1，r2表示。公式中B，c分别表示了地基基础宽度以及工程基础地面下的土壤粘聚力。用φ表示地基土的内摩擦角。由公式中可以看出，地基基础的承载力数值和地基土的内摩擦角具有一定的相关性。运用太沙基公式进行积极基础极限承载力的计算模型如图1所示。

图1太沙基地基极限承载力计算模型

1.2钢筋混凝土框架涵洞地基极限承载力

对钢筋混凝土框架涵洞地基极限承载力进行计算的计算公式为

q1=1/2r1BNr（φ）+cNc（φ）+rmHNq（φ）对于上述公式中的参数表达方式与1.1中相同。进行钢筋混凝土框架涵洞地基极限承载力的计算模型详情见图2

图2钢筋混凝土框架涵洞地基极限承载力计算模型

2地基变形

在工程地基基础设计过程中则要对地基基础发生变形问题予以考虑。通常情况下，地基基础出现变形主要是因为地基基础出现沉降情况。而地基基础的沉降情况分为两种，两种不同的沉降对地基基础造成的影响也有所不同，因此，采取的应对措施也有所差异。其一为总体沉降，总体沉降指的是建筑工程地基基础的整体发生沉降现象。总体沉降现象发生时，会造成地基基础的钢筋混凝土结箱涵的涵洞结构出现一定程度上的开裂。其二指的是差异沉降。差异沉降现象发生时会造成建筑物局部出现变形。上述两种沉降现象都会在一定程度上影响钢筋混凝土结箱涵涵洞无法进行正常使用。

当前阶段，当钢筋混凝土结箱涵涵洞出现沉降现象，其应对措施主要分为以下两种。其一，在建筑物建造的过程中对可能发生的因沉降现象造成的变形程度进行预估，同时预留出足够的空间。但这种方式的缺陷也较为明显，主要是难以准确的进行沉降空间的预估，与此同时对于涵洞结构进行处理也相对较难。其二，指的是在工程建造的过程中，将箱涵涵洞位置和路堤同时进行填筑，在路堤位置沉降现象停止或稳定后，将路堤位置的填土予以挖除。最后进行箱涵涵洞的建造。这种防止建筑物出现局部沉降的方式也是当前阶段工程建造中主要的处理方式。

3地基耐久性

建筑地基基础耐久性的基本含义是，在建筑物进行长时间的投入使用后，建筑地基不会因为裂化现象造成建筑结构的变化。从而造成整个建筑物功能性出现降低情况。

3.1地基劣化

地基基础裂化指的是地基土在使用过程中会有一定的风险，例如膨胀，潜蚀，液化以及湿陷等等，在建筑物经过长时间的使用之后，地基土在此过程中发生裂化现象导致其功能下降或丧失。

3.2建筑物使用功能降低或丧失

当建筑物功能性出现降低或丧失时，说明建筑物可能遭受了以下三种风险的破坏。对于发生每种风险的应对方式也有所差异。

（1）箱涵涵洞被淹的风险。在工程建造的过程中，进行箱涵位置的设计不合理，使其处于地势较低或纵坡处，这样，如出现暴雨或者洪水等情况，就会造成涵洞大量的积水，严重情况下可能威胁到居住者的生命安全。对于此现象，可以在合理科学的位置进行涵洞的建造，同时严格按照相关规定的施工顺序进行。

（2）涵洞淤埋风险。造成这种风险的原因是工程在建造过程中，选择较为低洼的地势进行涵洞的布置。因为地势的不合理造成了暴雨情况下，由于上游的流水带下的固体物质淤积与涵洞入口处。造成涵洞排水出现问题。对于这种风险的应对对策在于，在建造过程中，将涵洞位置设置于和冲沟底部以及正对冲沟上游处具有一定距离处，实际偏离距离的设计则要对上游最大规模一次性冲出的粘土或颗粒材料进行估计。与此同时，在设计过程中要充分的考虑到建筑投入使用后涵洞的维修便捷。

（3）周边大气环境对涵洞的影响

在周边环境出现变化时，例如昼夜温差大以及严寒酷暑等天气，都会对钢混的结构造成一定程度的影响。这样就会造成箱涵涵洞的基本结构出现劣化。对于这种情况，在工程建造之初，设计人员要注意对混凝土比例的设计。

4结束语：

综上所述，笔者就影响钢混箱涵质量的几个因素进行了研究分析。在于澄清现阶段很多工程建造中，认为钢混箱涵的质量主要受到地基承载力的理论误区。这样在今后的建筑工程地基基础设计过程中可以让相关设计人员的工作更具针对性。可在一定程度上提升工程效率并降低工程造价。与此同时，进一步提升工程质量。

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