一种路基加宽涵洞地基的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于道路地基处理工程领域，具体涉及到一种路基加宽涵洞地基。
【背景技术】
[0002]公路改扩建是一个十分复杂的系统工程，而涵洞作为公路的主要构筑物，其加宽技术的应用对改扩建工程的顺利实施起到关键作用，但在山区特别是黄土地区高填方路堤较多，且地质情况复杂，由于新旧地基刚度差异以及受各种自然环境因素的影响，公路加宽段涵洞地基往往会产生不均匀沉降，导致涵洞结构病害的发生，进而影响公路的正常运营。
[0003]目前常用的涵洞地基处理方法有换填法以及采用竖向增强体复合地基，前者在路堤填方高度较大时地基强度和刚度都无法达到设计要求，造成路基加宽段涵洞地基沉降过大，并引发涵洞结构病害；后者虽然处理效果较好，但工艺复杂，造价较高，施工期长，这两种方法都无法满足现代公路修建工程高效、优质、经济的技术要求。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于解决公路改扩建工程中新旧涵洞地基的不均匀沉降问题，进而提供一种对新建涵洞地基处理效果好、造价低且施工简便的路基加宽涵洞地基。
[0005]本实用新型所采用的技术方案如下:
[0006]一种路基加宽涵洞地基，
[0007]包括地下连续墙、筋材、碎石垫层和气泡混合轻质土 ；
[0008]所述地下连续墙位于涵洞轴线方向的加宽段地基两侧；
[0009]所述筋材铺设于处理后的涵洞地基上，两端固定于地下连续墙顶部；
[0010]所述碎石垫层铺设于筋材上部，与涵洞基础接触。
[0011]优选地，地下连续墙深度应穿过涵洞地基压缩层进入良好持力层，且厚度不应小于 600mmo
[0012]优选地，地下连续墙宽度应超出涵洞基础两侧每边不小于0.5倍的涵洞基础宽度。
[0013]优选地，筋材为拉伸屈服强度为30?100kN/m的筋材。
[0014]优选地，碎石垫层的砂石的最大粒径不大于20mm，铺设厚度为150?300mm。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的优点在于:
[0016]本实用新型可用于道路加宽段涵洞地基，工艺简单，质量可控，可以有效避免道路改扩建工程中路基加宽段涵洞地基不均匀沉降引起的涵洞结构病害，提高涵洞的使用寿命。具体而言，本实用新型具有以下优点:
[0017]1、本实用新型所采用的筋材可通过张拉膜效应，使大部分填土及涵洞结构自重荷载传递至地下连续墙，有效降低新建涵洞地基荷载，减小地基沉降。
[0018]2、本实用新型所采用的地下连续墙不仅可以将涵洞和路堤自重荷载传递至地基持力层，同时还可以限制涵洞地基的侧向变形，进一步减小地基沉降。
[0019]3、气泡混合轻质土相比于土的容重小，强度比普通土大，能够进一步减小涵洞顶部的填土荷载以及填土自身的压缩变形，同时气泡混合轻质土制备工艺简单，施工期短，且填筑质量易于控制，可有效减小路堤填土的后期固结沉降。
[0020]4、采取本实用新型处理后的新建涵洞地基受力更加合理，能够有效减小道路改扩建工程中的新旧涵洞地基不均匀沉降，避免新建涵洞病害的发生，节约道路养护成本，提高道路使用寿命。
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型的一种路基加宽涵洞地基的结构示意图；
[0022]图2为图1的1-1截面立面图。
[0023]附图标记说明如下:1_填土路堤；2_原涵洞；3_涵洞地基；4_持力层；5_地下连续墙；6_筋材；7_碎石垫层；8_新建涵洞；9_气泡混合轻质土。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0025]一种路基加宽涵洞地基，如图1、2所示，包括地下连续墙5、筋材6、碎石垫层7和气泡混合轻质土 9 ;地下连续墙5位于涵洞轴线方向的加宽段地基两侧，筋材6铺设于处理后的涵洞地基3上，筋材6两端固定于地下连续墙5顶部；筋材6上部再铺设碎石垫层7，经碾压密实后可进行涵洞基础施工。
[0026]地下连续墙5采用钢筋混凝土浇筑而成，涵洞基础宽度为B，则地下连续墙5宽度应超出涵洞基础两侧每边不小于0.5B ;地下连续墙5深度应穿过涵洞地基压缩层进入良好持力层4，墙体的厚度和材料强度应满足规范《地下连续墙结构设计与施工规程》对竖向承载墙的竖向承载力要求，且厚度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于C30，并满足抗渗和抗侵蚀要求。
[0027]筋材6的拉伸屈服强度选择范围一般为30?100kN/m，屈服延伸率宜大于10%，应变为5%时的双向拉伸强度不宜低于15kN/m，宜选择糙度较大的土工合成材料。
[0028]碎石垫层7应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质，砂石的最大粒径不宜大于20mm，铺设厚度为150?300mm，涵洞地基承载力低时取大值。
[0029]气泡混合轻质土 9由固化剂、气泡、水和基质土混合制成，气泡采用物理起泡法与土混合后形成微小孔隙。
[0030]本实用新型所述方法包括以下步骤:
[0031]A)涵洞加宽段地基向下开挖0.5m，并将基坑底表面上的垃圾或树根等杂物清理干净；回填土应优先利用基槽中挖出的优质土，回填土内不得含有有机杂质，粒径不应大于50mm ;回填土应水平分层找平压实，压实度不小于95%。
[0032]B)地下连续墙施工根据《地下连续墙结构设计与施工规程》分为导墙设置、泥浆制备、开挖成槽、钢筋笼制作与吊放、混凝土浇筑和槽段间施工接头处理六个步骤；
[0033]C)在压实涵洞地基上铺设筋材，筋材铺设时不允许有褶皱，应人工拉紧，端头应固定与地下连续墙端部；下承层顶面应平整，防止筋材被刺穿，顶破；筋材应避免过长时间暴晒或裸露，施工间隔时间不宜超过48h ;筋材采用搭接法连接，横向每幅之间搭接宽度不小于50mm，纵向搭接宽度不小于200mm，搭接处采用聚乙稀扎扣等措施连接，绑扎点间距不超过200mm，筋材搭接均应保证主要受力方向的连结强度不低于所采用材料的抗拉强度。
[0034]D)垫层铺设采用静力压实法，虚铺后可适当洒水再行碾压或夯实，压实度一般取0.87 ?0.90。
[0035]E)涵洞施工完成后进行路堤加宽段的填筑施工，填筑气泡混合轻质土时要避免雨天施工，避免过度振动，一次最大的施工厚度不能超过lm，最小施工厚度不小于0.25m。
[0036]本实用新型通过筋材的张拉膜效应，使大部分填土及涵洞结构自重荷载传递至地下连续墙，并沿地下连续墙传递至地基，同时地下连续墙还能限制地基土侧向变形，从而减小涵洞地基沉降；而气泡混合轻质土相比于土的容重小，强度比普通土大，能够进一步减小涵洞顶部的填土荷载以及填土自身的压缩变形。本发明可用于道路加宽段涵洞地基处理，工艺简单，质量可控，可以有效避免道路改扩建工程中路基加宽段涵洞地基不均匀沉降引起的涵洞结构病害，提高涵洞的使用寿命。
[0037]下面以一个具体实施例对本实用新型所提出的技术方案进行详细的说明:
[0038]实施例1:
[0039]某一级公路改扩建工程，路堤顶面单侧加宽4.5m，涵洞轴线方向相应加宽5m，加宽涵洞为盖板涵，填方高度6m，涵洞采用整体式基础，宽8.5m ;加宽段天然地基为粉质粘土，地基表层承载力160kPa。
[0040]根据现场情况，采用一种路基加宽涵洞地基处理方法，参见图1，其包括地下连续墙、筋材、碎石垫层和气泡混合轻质土 ；地下连续墙厚700mm，采用钢筋混凝土结构，深度穿越5.3m厚的粉质粘土层，进入碎石土层0.5m，地下连续墙宽度超出新建涵洞8基础两侧各4m;筋材采用新型三向土工格栅，其拉伸屈服强度达到210kN/m，屈服延伸率15%，应变为5%时的双向拉伸强度35kN/m，土工格栅绑扎固定于地下连续墙顶端；土工格栅上铺设一层250mm后碎石垫层。
[0041]其地基处理的具体实施步骤是:
[0042]A)涵洞加宽段地基向下开挖0.5m，并将基坑底表面上的垃圾或树根等杂物清理干净；回填土就选用基槽中挖出的粉质粘土，经室内试验确定最佳含水率后，将回填土过筛粉碎，调配到最佳含水率后分层压实，压实度达到96%。
[0043]B)地下连续墙根据《地下连续墙结构设计与施工规程》中的技术要求，分别进行导墙施工、泥浆制备、开挖成槽、钢筋笼制作与吊放、混凝土浇筑和槽段间施工接头处理，浇筑采用C40混凝土。
[0044]C)平整压实地基后铺设新型三向土工格栅，铺设时人工拉紧，端头固定与地下连续墙端部；土工格栅每幅之间采用搭接法连接，搭接宽度50mm搭接处采用聚乙烯扎扣等措施连接，绑扎点间距200mm。
[0045]D)碎石垫层铺设采用静力压实法，夯实后压实度达到0.90。
[0046]E)涵洞基层及上部结构施工完成后进行路堤加宽段的填筑施工，气泡混合轻质土每次施工厚度0.5m，分12层填筑完成。
[0047]实施效果:采用本实用新型修筑路堤拓宽段涵洞地基，在公路改扩建完成通车一年后，通过在新建涵洞8边墙设置观测点跟踪观测，涵洞整体沉降小于1cm，涵洞地基强度和刚度均满足设计要求，涵洞使用情况良好。
[0048]上述【具体实施方式】只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利要求范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。
【主权项】
1.一种路基加宽涵洞地基，其特征在于: 包括地下连续墙、筋材、碎石垫层和气泡混合轻质土 ； 所述地下连续墙位于涵洞轴线方向的加宽段地基两侧； 所述筋材铺设于处理后的涵洞地基上，两端固定于地下连续墙顶部； 所述碎石垫层铺设于筋材上部，与涵洞基础接触。
2.根据权利要求1所述的一种路基加宽涵洞地基，其特征在于:地下连续墙深度穿过涵洞地基压缩层进入良好持力层，且厚度不应小于600 _。
3.根据权利要求1所述的一种路基加宽涵洞地基，其特征在于:地下连续墙宽度超出涵洞基础两侧每边不小于0.5倍的涵洞基础宽度。
4.根据权利要求1所述的一种路基加宽涵洞地基，其特征在于:筋材为拉伸屈服强度为30?100 kN/m的筋材。
5.根据权利要求1所述的一种路基加宽涵洞地基，其特征在于:碎石垫层的砂石的最大粒径不大于20 mm，铺设厚度为150?300 mm。
【专利摘要】本实用新型提供了一种路基加宽涵洞地基，包括地下连续墙、筋材、碎石垫层和气泡混合轻质土；所述地下连续墙位于涵洞轴线方向的加宽段地基两侧；所述筋材铺设于处理后的涵洞地基上，两端固定于地下连续墙顶部；所述碎石垫层铺设于筋材上部，与涵洞基础接触。本实用新型可用于道路加宽段涵洞地基，工艺简单，质量可控，可以有效避免道路改扩建工程中路基加宽段涵洞地基不均匀沉降引起的涵洞结构病害，提高涵洞的使用寿命。采取本实用新型处理后的新建涵洞地基受力更加合理，能够有效减小道路改扩建工程中的新旧涵洞地基不均匀沉降，避免新建涵洞病害的发生，节约道路养护成本，提高道路使用寿命。
【IPC分类】E02D27-32, E01F5-00
【公开号】CN204570720
【申请号】CN201520086743
【发明人】张军, 申俊敏, 赵建斌, 毛新虎, 孙志杰, 董立山
【申请人】山西省交通科学研究院, 山西交科公路勘察设计院
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年2月8日