涵洞结构两侧填土对地基承载力特征值影响分析

张 龙, 宫 志

(安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230088)

1 概 述

随着基础设施建设的大发展,高速公路大量建设,涵顶填土大于20 m的高填方涵洞越来越多。高填方涵洞的上部填土高度大,基础对地基的压力大,所以对地基承载力要求也高。经过计算,考虑上部填土自重、涵洞自重、汽车荷载(高填方时可以忽略)等因素后,高填方涵洞的地基承载力要求可达500 kpa以上。除了岩石地基,一般密实的粉土、黏土均不能满足要求,造成高填方涵洞适用范围较小,或者经过对地基处理后适用但工程造价较高。因此,在确保结构安全、造价经济合理的情况下,如何确定高填方涵洞地基承载力要求成为设计中的重点及难点。

2 地基承载力计算依据

2.1 天然地基承载力的深度修正

图1 地基整体剪切破坏示意图

地基承载力修正原理:随着上部荷载增加,基底压力增大,基础底面以下出现了连续的剪切滑动面或塑性区;而基础底面以上的覆土,提供了限制滑动面发展或塑性区土体侧向挤出的抗力,从而提高了地基的承载力。

基础底两侧的覆土是地基承载力深度修正的充分条件,所以有限制土体剪切滑动面发展或者为塑性区内土体侧向挤出提供阻力的条件,都可以等效为基础埋置深度,从而对基础承载力进行深度修正。

2.2 《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363-2019)第3.3.4条

本条规定：修正后的地基承载力容许值[fa]按式(3.3.4)确定。当基础位于地层上时,[fa]按平均常水位至一般冲刷线的水深每米再增大10 kPa。……