公路工程中钢筋砼圆管涵常见病害分析

陈春明

（广佛高速公路有限公司，广东 广州 510168）

随着我省高速公路网络的的迅猛发展，各地修建了大量的钢筋混凝土桥涵，对于一条新建高速公路来说，如何解决好线路沿途老百姓的排水灌溉问题，往往是需要重点考虑并解决好的一道难题。而在这一问题的解决中，钢筋砼圆管涵这一小型结构便成了解决排水灌溉的常用方案。但在，由于所采用的设计及施工工艺的不合理，在使用一段时间以后，在涵身、涵口等部位便会出现不同程度的损坏，出现不同类型的病害，如裂缝、不均匀沉降……这些病害，不仅会影响砼的强度和耐久性,缩短其使用寿命,有的甚至还会产生坍塌等严重病害。因此,研究钢筋砼圆管涵的病害类型及原因就显得十分重要了。下面，就让我们来了解一下，作为普通结构的钢筋砼圆管涵，有哪些常见的病害类型，以及为防治这些病害的出现，在设计、施工及后期养护中尚需注意的一些工程小知识。

1 钢筋砼圆管涵常见病害类型及特点

1.1 “驼峰”。由于涵洞背面填土偏压作用，土压引起地基变位的同时，涵洞也产生变位，软土地基之上这种变化尤其明显。当涵洞自重较其占据体积的土重量小且涵洞较之于土的不可压缩性，必然造成涵洞处的沉降量小于相邻路堤土的沉降量，使得路线实际纵坡发生变化，在纵断面上形成“驼峰”，涵洞顶部为驼峰的峰顶。路堤填土越低，“驼峰”越明显，填土越高，“驼峰”越不明显。但只要有“驼峰”存在，涵顶土压力就会不同程度地比设计计算结果要大。路堤与涵洞衔接处易产生“错台”，出现跳车现象，影响道路行车舒适性和行车安全。

1.2 沉降量过大。由于涵洞软弱地基土涵洞施工前未充分固结、软弱地基未处理或者处理不当，在使用过程当中，由于涵洞基础施加的压应力，致使涵洞在使用过程当中发生的沉降逐渐积累，达到一定的程度便会使涵洞的有效净空，涵底发生积水、淤塞。严重时，涵底土体甚至可能产生剪切破坏，涵洞洞身发生相当严重的沉降，涵洞失去其使用功能，路基、路面也随之产生相关连的破坏。

1.3 纵向不均匀沉降产生涵洞中部凹陷。根据有关涵洞基底土压应力的有限单元法计算数据，涵洞从洞口至涵洞中心，其基底压应力逐渐增大，因而在使用过程当中从洞口至涵中心的沉降量也逐渐增大，若软土涵洞地基处理不当，随着沉降的不断积累和洞口、涵中部沉降差距的加大，涵洞洞口高，中间低的现象将越来越明显。这将降低涵洞的有效净高，造成涵洞中部淤塞、积水等。

1.4 节段错台。涵洞相临节段之间难免出现不均匀沉降而产生错台，在一般情况下错台并不明显、不影响使用，但在软土地基上修筑的涵洞，这种现象就可能要严重得多。由于涵洞在纵向的受力不均匀，导致相邻两节段基础对软土地基的压应力不均等，造成相临两节段的沉降值不均等而出现错台；涵洞在沉降缝处相邻两段分别位于不同土质的基础之上，在基底压力作用下，不同土质表现出不同的压缩性，两节段的沉降量就不同，从而导致两节段错台。

1.5 涵洞结构本身的破坏。由于地基的不均匀沉降，导致涵洞的附加应力增加，附加应力达到一定的程度便会造成涵洞结构本身的开裂破坏；若因涵洞的地基变形造成涵洞的节段之间边角刚性接触，还会造成应力集中而产生局部破坏。

1.6 洞口建筑的破坏。由于在涵洞的设计和施工时，洞口建筑的基础处理往往容易被忽视，因而容易造成洞口建筑发生大的沉降、在土压力作用下发生滑移甚至倾覆等病害现象，虽然洞口建筑病害较涵洞本身容易处理，但也会增加维修费用、影响其使用功能甚至使路基局部因失去洞口建筑的支撑而发生小规模的破坏。

2 钢筋砼圆管涵病害预防及处治措施

涵洞是一个典型的矛盾事物几何体，而且是贯穿始终的，它既是“喜水”又“怕水”，我们要求它起到排水的作用，又不被水冲毁，从涵洞的作用和对它的使用要求来讲，只有涵洞不被水冲坏的前提下，才能更好的起到排水的作用，也就是防止水对涵洞的破坏作用。

2.1 合理选择钢筋混凝土圆管涵管座型式。对比公路圆管涵一般采用的120°弧形混凝土管座与市政排水管通常采用的180°管座可知，采用120°的管座管底受负弯矩，只能防止不均匀沉降，并不能改善管的受力情况，故建议采用市政排水管通常采用的180°管座，因为横向边界变形的制约是抑制圆管涵开裂的关键，180°的管座能提供横向水平向内制约力。

2.2 设计方面的预防措施。依据水文资料计算，使涵洞具有足够的宣泄能力，保证洪水的排泄，在无可靠水文资料的情况下，尽可能选择大口径涵管；在涵洞设置纵向链接结构，使各个涵管连接一体，不产生管节间的纵向分离；涵管上的填土高度必须满足设计要求。

2.3 为保证管节质量，购买时应注意以下几个方面问题：①管径及长度尺寸是否符合设计要求。②是否有破损或贯通裂缝，表面是否有严重的蜂窝孔、麻面和混凝土松散现象及钢筋外露。③管节两端是否平整。④管节强度是否达到设计强度。

2.4 涵节吊装过程中，吊装工作由人工配合挖掘机完成，管节的安装由下游涵节向上游推移，每节涵管应紧贴与基座上，使涵管受力均匀。且所有管节应按正确的轴线和坡度敷设。在吊装过程中应注意避免人为的损伤和破坏。

2.5 涵管之间的接缝不大于10mm，禁止加大接缝宽度来满足涵长的要求。用沥青麻絮填接缝的内外侧，形成柔性封闭层。在用两层15mm宽的浸透沥青的油毛毡包缠接缝部位。

2.6 当墙体的强度达到设计强度的70%以上时，方可按规范要求进行对称回填，回填时采用分层回填，每层松铺厚度15cm，夯实后压实度应达到95%。

2.7 洞口铺砌用钢筋混凝土板代替目前的浆砌块（片）石，并保证与端墙、翼墙连接牢固，缝隙紧密。端墙、翼墙的厚度尺寸与墙背面坡度应以保证墙体具有足够的抗倾覆力距。

2.8 地基压浆。若涵洞地基出现较大的沉降、错台等病害，为了防止其继续发展，可在涵底钻孔并对一定深度和一定范围的土体进行劈裂注浆以加固地基，提高其承载力和应力扩散能力。

2.9 混凝土或砂浆找补平顺。对于地基变形已趋稳定的涵洞，其错台、沉降等可通过在其底板上加铺水泥砂浆或混凝土找补平顺，以维持其正常使用功能。

2.10结构加固。在涵洞内跨沉降缝加设一圈钢筋混凝土衬砌，通过提高结构整体刚度来达到涵洞地基应力均匀分布，从而消除不均匀沉降、减小沉降值。

3 结束语

综上所述，钢筋砼涵洞的病害，并非是不能预防、不能避免的。每一种病害类型的存在总是与某个环节的管理疏忽或控制不力有着直接或间接的联系，这其中，或许是设计方面的原因，也可能是施工方面的原因，但不管如何，我们只有预防了混凝土圆管涵的各种病害，并得到合理的解决，才能提高涵洞的抗病能力，才能确保涵洞的设计使用寿命。

[1]陈虔礼，林有贵.高填土涵洞的病害处理和加固设计.广西交通科技,1995,20.

[2]王革立.控制钢筋混凝土圆管涵裂缝产生的对策[J].岩土工程界，2001,9.

[3]赵立岩.混凝土圆管涵的病害分析与预防.公路,2001.