周泽涛 李永刚

（太原理工大学水利科学与工程学院 山西太原030024）

0 引言

涵洞是埋设在填土下的排水或通道构筑物,从土压力角度,公路涵洞属于上埋式构筑物,由于涵洞的变形模量远大于周围填土的模量,使得涵洞上方土体与其两侧土体产生不均匀沉降，导致涵洞顶部很大的附加压力,从而引起涵顶的开裂、破坏。尤其在填土较高的情况下,垂直土压力更是决定结构断面尺寸的控制因素。顾安全[1]关于303座填土较高的上埋式涵洞的调查表明,结构开裂的占63.5%,其中70%属于纵向开裂。张卫兵[2]所在的课题组对西南、西北地区5省区具有代表性的17条高速公路182个涵洞进行了较详细的实地调研,调查发现有近80%以上的涵洞存在不同程度的病害。可见,涵顶土压力过大是发生病害的主要原因,研究涵洞的减荷对于减小涵顶垂直土压力、保证涵洞的结构安全具有重要意义。目前常用的减载思路有中松侧实、铺设柔性填料、加筋桥、先填后挖等。本文提出一种新的减载方法供参考。

1 减载方法

涵洞刚度大于回填土体刚度，填土发生沉降以后，涵洞顶部土体的沉降量小于涵洞两侧土体的沉降量，在涵洞顶部土体与两侧土体之间会形成一个沉降差δ，如图（1）。这个沉降差的存在，会导致涵洞两侧土体对涵洞顶部土体产生一个向下的摩擦力，加大涵洞顶部土体对涵洞的垂直土压力。因之，可以通过减小内外土柱之间的沉降差δ来减小洞顶的土压力，甚至可以采取一些措施[1-5]，使得内土柱的沉降量大于外土柱的沉降量，改变内、外土柱之间的摩擦力的方向，进一步降低洞顶的垂直土压力。……