一种深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构及其施工方法与流程

本发明涉及市政地下综合管廊工程技术领域，特别涉及一种深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构及其施工方法。

背景技术：

随着城市建设由滨河平原区向外拓展，及综合管廊的大量推广应用，近年来，在房地产及市政建设中，出现越来越多的高填方现象，位于高填方区的排洪渠箱及综合管廊也不断涌现。由于排洪渠箱或综合管廊顶部覆土是在结构顶板浇注后，才逐层堆填，结构顶部荷载随着填土高度上升而相应迅速增加，顶板中部和端部弯矩均很大。为此，现有处理方式是增加结构层厚度和增加配筋的常规措施，以保障结构安全，并控制混凝土表面裂缝宽度，延长结构的耐久性能，但增加结构层厚度和配筋的成本往往非常高昂，并制约了结构的跨度和使用空间。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构稳固、使用寿命长的深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构及其施工方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构施工方法，包括以下步骤：

s1、采用淤泥质土、砾质粘性土作为回填土体，对淤泥质土进行晾晒以降低含水率；

s2、向管廊顶部中间区域逐层回填截面呈梯形的淤泥质土，在淤泥质土两侧回填砾质粘性土；

s3、再逐层回填砾质粘性土并分层夯实。

进一步地，在管廊顶部自跨中向两侧各1/4跨距的距离作为淤泥质土回填的中间区域。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：一种深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构，包括埋入地层的管廊，所述管廊顶部中间区域回填截面呈梯形的淤泥质土层，所述管廊顶部其他区域回填砾质粘性土层。

进一步地，所述淤泥质土层的底部宽度为1/2跨距。

有益效果：此深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构及其施工方法，通过在管廊顶部中间区域回填压缩性高的土体，可以在管廊顶部形成土拱卸荷效应，使得跨中荷载主应力方向向两侧偏转，竖向应力减小，有效地减小了跨中荷载及弯矩，从而减小结构混凝土层厚度及钢筋用量。

而且，在减小跨中竖向荷载的同时，通过土拱效应，将跨中荷载转移至两端，增加两端的压应力，有利于发挥结构加强角和侧壁混凝土的力学性质，并压紧侧壁裂缝，同样可以减轻侧壁结构厚度和钢筋用量，延长侧壁的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明；

图1为本发明实施例地下管廊结构的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例地下管廊结构的受力分析示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，本发明一种深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构，包括埋入地层的管廊10，管廊10顶部中间区域回填截面呈梯形的淤泥质土层20，该淤泥质土层20的宽度为管廊10的1/2跨距，管廊10顶部其他区域回填砾质粘性土层30。

上述深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构通过以下步骤形成：

s1、采用淤泥质土、砾质粘性土作为回填土体，对淤泥质土进行晾晒以适当降低含水率。其中，淤泥质土的含水率需要准确控制，含水量过高，呈流塑状态，不能成形，难以控制回填成梯形的形状，且过高的含水量，也会引起后期压缩量的过大。故淤泥质土开采后，需通过适当晒干，降低含水量，将流塑状态的淤泥质土调整为可塑状态；

s2、向管廊顶部中间区域逐层回填截面呈梯形的淤泥质土，在淤泥质土两侧回填砾质粘性土；其中，按200mm一层，先逐层填中间的淤泥质土，再回填两侧的砾质粘性土，分层夯实，直至回填的淤泥质土的顶部形成顶尖；

s3、再按300mm一层，逐层均匀回填砾质粘性土，并分层夯实。其中，随着上部的砾质粘性土逐层回填，梯形的淤泥质土层被压紧，并初步压缩固结，土拱形成，在结构顶部跨中逐步形成卸荷拱；但是，由于透水性很差，淤泥质土内水分的排水过程尚在持续进行中，需要经过数周、甚至数月时间，才能较彻底的完成排水固结。在淤泥质土的排水固结过程中，淤泥质土体积进一步压缩，土拱效应得以巩固、加强。

通过在管廊顶板中部回填压缩性相对较高的淤泥质土，可以形成管廊顶板中部的土拱卸荷效应，管廊顶板中部的淤泥质土随着回填土荷载的增加，相对两侧土体出现了更多的压缩变形，管廊顶板跨中土体荷载主应力方向由竖向，逐渐向两侧偏转，从而降低顶板中部竖向压力和弯矩，跨端荷载虽然加大，但由于相对端部距离缩小，端部的弯矩也有所减小，且增加的端部压力，可以通过结构加强角和管廊侧壁板集中后，传递到管廊底板端部，进一步发挥了管廊侧壁板和加强角混凝土的抗压富余，相当于增加了端部结构的围压，也是有利于结构的受力安全和裂缝控制耐久性的。

相对于传统地下管廊，本发明深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构，在结构厚度和配筋等同的情况下，能大大增加了结构的安全储备，减小了混凝土表面裂隙宽度，延长了结构寿命；在相同安全系数和裂缝宽度控制条件下，则可明显减小结构层厚度和钢筋使用量，从面节省土建成本。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种深埋排洪渠箱及综合管廊土拱减载结构及其施工方法，该土拱减载结构包括埋入地层的管廊，管廊顶部中间区域回填截面呈梯形的淤泥质土层，管廊顶部其他区域回填砾质粘性土层，通过在管廊顶部中间区域回填压缩性高的土体，可以在管廊顶部形成土拱卸荷效应，使得跨中荷载主应力方向向两侧偏转，竖向应力减小，有效地减小了跨中荷载及弯矩，从而减小结构混凝土层厚度及钢筋用量。通过形成土拱卸荷效应，有利于发挥结构加强角和侧壁混凝土的力学性质，并压紧侧壁裂缝，同样可以减轻侧壁结构厚度和钢筋用量，延长侧壁的使用寿命。

技术研发人员：欧键灵;蔡剑波
受保护的技术使用者：广州市市政工程设计研究总院
技术研发日：2017.04.19
技术公布日：2017.09.01