浅析涵洞台墙裂缝的原因及应对措施
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【摘要】过对涵洞台墙裂缝的调查，在定性和定量分析的基础上，总结了砼基础上的这种砼长墙产生裂缝的主要原因，提出了设计和施工中的主要注意环节。文章对涵洞台墙裂缝的原因及应对措施进行了简单分析。
【关键词】涵洞台 墙裂缝 原因 应对措施
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
近年来，在高速公路建设中，高填方路堤下设置的涵洞工程越来越多，然而对涵洞的设计与计算理论至今仍不完善，导致计算结果和实际结果相差很大，致使涵洞病害不断发生，严重影响了高速公路的正常运营和人们对高等级公路的综合评价。据调查，一方面由于在涵洞设计中因错误选用计算理论导致设计土压力偏小，在设计时被安全系数所遮蔽，而长时间后即发生破坏；另一方面则由于设计保守，所取土压力集中系数偏大，导致涵洞设计在拱圈和台身上浪费材料，造成的经济损失十分巨大。同时，涵洞施工过程中由于施工工艺不当等导致涵洞结构体尚未运营而人为破坏的实体工程亦很多。为了能全面、深入地研究高填路堤涵洞破坏机理，有效防止其病害发生，有必要先掌握其破坏特征及影响因素。
一、原因分析
1、较大的地基水平阻力系数
由于涵洞墙身是座落在基础顶面的，一方面，砼本身的抗剪强度较大；另一方面，施工中一般为了保证墙身和基础砼之间有良好的结合，要求在基础顶和墙身之间设置接茬石或接茬钢筋，同时又使接触面人为形成一粗糙面，从而使墙身和基础几乎成为一体，使值增大。根据文献介绍，在砼顶面施工的新砼，值一般为1.00～1.5 N/，由于基顶对墙身的收缩变形产生较大的阻力，根据裂缝计算公式，地基水平阻力系数越大，最大裂缝间距越小。根据裂缝计算公式，墙体越薄裂缝间距越小。调查发现，涵洞墙身的上部墙体厚度为60 cm，绝大多数裂缝没有从下至上贯通，主要原因是墙顶没有任何约束，也就说值为零，所以理论上讲顶部不会产生裂缝。
2、设计与计算裂缝间距的矛盾
C25砼在浇筑后15 d时产生裂缝的最大间距仅为5.67 m，最小间距2.88m，平均裂缝间距为4.28 m，也就是说设置沉降缝的间距L>[L]时，墙体可能产生裂缝，而L>时墙体必然产生裂缝。对所有涵洞的台墙进行裂缝计算后发现，只要墙长超过6 m，高度超过3.5 m，墙体产生裂缝是不可避免的。根据施工图设计，本路段涵洞墙身每6～8 m设置一道沉降缝，也就是说墙体长度每段为6～8m。施工单位严格遵守了这一设置原则，但这个原则跟国内其他部门、行业对类似结构每4～6 m设一道沉降缝的原则有所不同。从本工程设计的情况看，设计中要求的沉降缝设置原则
与理论计算的裂缝间距不吻合。
3、施工气温的影响
对于大体积砼，施工气温也是一项关键控制指标。该涵洞的墙身大多在8～10月份施工，气温高时达到37℃，无形中使浇筑温度高，造成砼内部温度高；而在秋末气温变化幅度大，较大的温差也是产生裂缝的一个原因。
4、较高的水泥用量
目前，各施工单位在砼配合比设计中考虑了较大的施工水平差异及泵送砼等的要求，为确保配合比设计强度完全满足设计强度等级要求，采用较高的水泥用量。本例C25砼设计配合比采用398 kg水泥(波特兰32.5水泥)，明显高于正常水泥用量。由于水泥用量大，砼内部因水泥水化热造成的温度升高也较大，绝热温升达57.87℃。所以说，过大的水泥用量也是造成裂缝的原因之一。
防治对策
1、设计人员应根据工程所处位置、可能的施工季节、施工手册推荐的配合比等进行必要的裂缝间距计算，在结构设计中提出合理、可行的墙体沉降缝设置原则。
设计人员应熟悉不同的现场施工方法，在设计说明中提醒施工人员注意关键控制点。施工人员应熟悉设计图纸和规范规定，凡最小尺寸超过1．0 m的砼结构均应视为大体积砼。
2、提高认识。加大研究力度公路行业应该首先引起足够的重视，加强勘察、设计、施工为一体的管理理念。进一步加强对高填路堤涵洞设计理论的研究，尤其是对高填土路堤下涵洞的受力性状及其与土相互作用机理进行深入研究，逐步
完善设计理论与施工体系，尽快制定出有关高填路堤涵洞设计、施工规范及相应的标准图集。严格按照勘察、设计、施工等步骤进行，使高填路堤涵洞设计真正
做到“有章可循，有据可依”。
3、采取有效减荷措施
针对高填路堤涵洞结构荷载大的特点，采取有效措施减小洞顶内外土柱问的沉降差甚至使内土柱的沉降大于外土柱，形成“人工沟槽”从而减小涵顶的垂直土压力。这方面，国内外已进行了大量的研究，如在涵洞顶部和侧墙采用轻质填料、采用“中松侧实”的施工方法以及利用天然沟谷地形条件等方法进行减荷。就减荷材料来说，目前多采用在涵洞顶部一定范围内埋设泡沫聚苯乙烯EPS等轻质材料以达到减荷的目的。
4、重视地基的勘察与处理
为防止由于地基不均匀沉降造成涵洞的结构破坏，涵洞设计中要重视现场地质、地形的勘察工作，做好填挖交接面处的沉降处理及涵洞与路基连接处的地基处理。
（1）当涵洞位置距离原始山脊较近时，应采取避开或采用变台阶的基地形式进行处理，避免在局部产生应力集中而使结构破坏。
（2）对于不良地质情况，要认真勘察，当不良地质区域小而浅时，可采用局部换填处理；当其范围较大时可采用土工格网加筋或地基加固等方法进行处理，但对强夯和桩基要慎重采用，切不可将地基处理得过于刚性，不利于涵洞结构的受力。
在地质情况错综复杂的情况下，应考虑采用整体性较好的箱涵或减小每节涵身长度的设计方法，以增强其调整不均匀沉降的能力。
5、增强质量意识，加强管理
质量是工程的生命，而管理则是维护该生命的手段。整个施工过程中要制定严格的操作规程和切实可行的施工组织设计，每一环节要严把质量关，对于重要结构部位更要专人负责，加强管理与监督，从而减少病害的发生。
（1）所用施工材料要严格按照设计要求选用，严把质量关。
（2）注意隐蔽工程的检查和验收，制定严格的技术交底。
（3）加强结构重要部位的施工及前后施工顺序的合理衔接。如与涵洞连接的进水口应作为重要设施来施工。在涵洞主体完工后，要及早进行出入口的铺砌和顺沟，否则雨季来临后容易使洞口处积水，造成浸泡冲刷地基，甚至淘空基底，引起部分涵身倾斜或不均匀下沉，造成涵洞开裂。
（4）在涵洞的运营过程中，要加强管理和维护。及时清除洞口及洞内的淤积物，以保持洞内排水畅通。经常检查附属设施与涵洞结合的整体性，发现裂缝要及时观察记录，确定裂缝是否稳定或发展，发现问题及早处理，做到防患于未然。
三、结束语
引起涵洞台墙裂缝的因素很多，各类防治方法又涉及技术、经济等诸多方面，也往往受到地域环境限制，解决涵洞台墙裂缝问题任重而道远。设计和施工单位要联合科研院校进行理论与试验研究，以便不断丰富和积累经验，从而有效指导设计和施工，减少涵洞台墙裂缝发生的概率。
参考文献：
[1]王铁梦．工程结构裂缝控制[M]．北京：中国建筑工业施工出版社，1997·
[2]王华生，赵彗如·混凝土技术禁忌手册[M]·北京机械，工业出版社，2003
[3]张卫兵，刘保健，山区高填路堤涵洞病害及其防治对策[J]．中外公路，2007，27(1)．
[4]刘晓雄．大体积砼的温度裂缝及防治技术[J]．公路汽运，2005（1）
[5]魏红卫，王革立．圆涵裂缝的原因及控制对策[J]．混凝土与水泥制品，2001(4)．
[6]赵立岩．混凝土圆涵洞的病害分析及预防[J]．公路，2001(11)．
[7]李亚东．路基沉降对涵管破裂的影响分析[J]．内蒙古公路与运输，2002(5)．
[8]娄奕红，王秉勇．涵洞顶填土压力的计算分析[J]．岩土力学，2003(3)．