一种涵洞接长结构的制作方法

本技术属于桥涵施工领域，尤其涉及一种涵洞结构。

背景技术：

1、部分较早建成投入使用的高速公路，受当时技术水平和思想观念制约，存在建设标准和防灾抗灾能力偏低，长期运营造成病害损伤等问题，服务水平下降严重。因此对该部分高速公路进行改扩建成为一项十分紧迫的任务。涵洞作为高速公路主要构造物之一，其主要作用是连接原有的路系、水系，路基加宽、既有涵洞接长是高速公路改扩建中一项重要的内容。

2、路基加宽、涵洞接长后，在原有路基边坡下的涵洞口门段填土达到正常路基填土高度，顶部填土荷载显著增大，且需承受加宽车道的车辆荷载，经检测鉴定，多数情况下其极限承载能力难以满足现行规范的要求。对于斜交涵洞口门段的梯形盖板，由于钢筋布置根数受短边限制，这一问题更为突出。因此既有涵洞的利用需要对其口门段结构进行处理，使其极限承载能力满足现行规范的要求。此外，涵洞接长还需拆除洞口八字墙，为新建段与既有涵洞口门段的连接提供施工所需空间。

3、既有涵洞结构极限承载力不满足要求时，目前的处理方法有两大类：1、对既有涵洞结构加固。主要有贴钢板或碳纤维布加固、结构植筋浇筑混凝土内衬加固、内部增设钢支撑加固、增设钢波纹板内衬加固等方法。以往的实践证明，钢板或碳纤维粘贴施工的质量对其加固效果影响显著，但该加固方法受工人操作水平影响大，且耐久性不佳；植筋浇筑混凝土内衬、内部增设钢支撑、增设钢波纹板内衬加固等方法虽加固效果较好，但是存在施工成本高、侵占既有涵洞净空等问题。2、涵洞拆除重建。该做法可彻底解决构造物承载力不足的问题，但是需对原有路基路面结构进行开挖，对既有高速公路通行影响大，施工期间交通组织难度大，保通措施复杂，施工周期长，工程建设成本高，且施工期间安全风险大。

4、既有涵洞八字墙拆除前，为保证路基边坡稳定，需先在其后方施做支护结构。由于高速公路路基密实度高，涵洞台背回填为级配碎石土，且一些地质不良路段的涵洞基底还采用了水泥搅拌桩等复合地基加固措施，导致防护钢板桩打入困难，因此常采用人工挖孔护壁桩施工，不仅施工工序复杂、工期长、工程造价高，而且施工难度和安全风险大，且八字墙拆除产生噪音污染和大量废渣，对环境影响大。

5、因此，针对现有技术中涵洞接长时所存在的极限承载力不满足要求且加固措施复杂、加固措施施工不便等问题和涵洞接长时八字墙拆除所带来的问题，有必要提出一种能使涵洞结构的极限承载力满足要求、无需全部拆除八字墙的涵洞接长结构。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能使涵洞结构的极限承载力满足要求、无需全部拆除八字墙的涵洞接长结构。为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

2、一种涵洞接长结构，包括相互连接的既有涵洞和接长涵洞，所述既有涵洞上方设有既有回填层，所述接长涵洞上方设有新增回填层，所述既有涵洞和接长涵洞相接处上方设有第一轻质混凝土层，所述第一轻质混凝土层夹设于所述既有回填层和所述新增回填层之间。

3、上述涵洞接长结构中，优选的，所述接长涵洞靠近所述既有涵洞的一端两侧设有第二轻质混凝土层，所述第二轻质混凝土层的下端与地基相连，所述第二轻质混凝土层的上端与所述第一轻质混凝土层相连。

4、本实用新型中，第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层可采用现有常规轻质混凝土现浇而成，采用现有常规具备自流平、自密实等特点的轻质混凝土即可。涵洞接长后，既有涵洞口门段的填土加高，竖向压力会增大，同时还要承受车辆荷载，会造成涵洞承载力不满足要求。本实用新型引入第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层（密度约为常规混凝土的30%，约为普通路基填筑土的50%），将大大减少涵洞口门段竖向压力增大值，可减少涵洞上部的重量，使涵洞承载力满足要求。此外，第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层可以将涵洞上部荷载传递至地基，进一步减少涵洞本身需要承受的荷载。

5、上述涵洞接长结构中，优选的，所述第一轻质混凝土层的底部一侧位于所述既有涵洞上方，另一侧位于所述接长涵洞上方，且与所述第二轻质混凝土层具有重叠段。本实用新型通过第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层的配合，其二者具有重叠段，可以提高涵洞口门段的承载力，使承载力满足要求。

6、上述涵洞接长结构中，优选的，所述既有涵洞外设有既有八字墙，所述既有八字墙在与所述既有涵洞相接处切割设有用于所述既有涵洞和接长涵洞相接的缺口。

7、上述涵洞接长结构中，优选的，所述第二轻质混凝土层设于所述接长涵洞侧面与所述既有八字墙内侧之间。

8、上述涵洞接长结构中，优选的，所述既有八字墙外侧设有多根锚杆加固结构。

9、本实用新型中，保留既有八字墙作为施工支挡结构，无需拆除既有八字墙，既减少了对路基的扰动和台背回填工作量，又避免了施做护壁桩，减少废渣和噪音污染的排放，施工对既有道路交通和自然环境的影响小。通过增加锚杆加固结构有利于提高既有八字墙的稳定性，有利于其作为施工支挡结构的结构稳定性。

10、上述涵洞接长结构中，优选的，所述第一轻质混凝土层与所述既有回填层的相接处呈台阶状，且沿所述既有回填层边缘设置，所述第一轻质混凝土层与所述既有回填层的顶部平齐。

11、上述涵洞接长结构中，优选的，所述第一轻质混凝土层与所述新增回填层的相接处呈台阶状，所述第一轻质混凝土层与所述新增回填层的顶部平齐。

12、本实用新型中，使第一轻质混凝土层与所述既有回填层、第一轻质混凝土层与所述新增回填层的相接处设置成台阶状，而不是设置成斜面或其他形状，是为了使新填筑的轻质混凝土与老路基边坡土体更好的衔接，避免新老结构衔接不好而造成路面不均匀沉降及开裂等病害。

13、本实用新型的涵洞接长结构可广泛用于高速公路改扩建中既有涵洞口门段加固及涵洞接长，该结构在施工时可采用以下方法：1、结构检测和等级评定，根据承载力要求和拼宽段填土高度计算口门段轻质混凝土重度。2、对既有涵洞口处的既有八字墙打设锚杆加固结构。3、既有八字墙与既有涵洞相接处切割，既有八字墙圬工结构凿除或线锯割除得到缺口。4、凿除既有涵洞洞口铺砌。5、接长涵洞地基处理。6、施做接长涵洞。7、接长涵洞八字墙及洞口铺砌施工。8、既有回填层边坡清表及挖台阶。9、既有涵洞口门段按照计算要求的重度回填轻质混凝土。10、正常拼宽段压实回填，施作新增回填层。

14、本实用新型的涵洞接长结构至少具有如下优点：1、本实用新型对既有路基边坡进行清表和挖台阶后回填轻质混凝土，得到第一轻质混凝土层和第二轻质混凝土层，其具有自流平、自密实特点，质量易保证，避免了人工压实困难和机械压实对既有涵洞结构造成损伤的问题，自重轻，强度大，工后差异沉降小，在不压缩涵洞原有净空、不对既有路基进行大开挖的条件下使涵洞口门段承载力满足规范要求。2、本实用新型对既有路基的开挖量少，无需拆除既有八字墙和施做护壁桩，保留既有八字墙作为施工支挡结构，既减少了对路基的扰动和台背回填工作量，又避免了施做护壁桩，减少废渣和噪音污染的排放，施工对既有道路交通和自然环境的影响小。整体而言，本实用新型的涵洞接长结构具有对既有交通和自然环境的影响小、施工工序少、速度快、安全性高、造价省等优点。

15、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

16、本实用新型的涵洞接长结构通过在既有涵洞和接长涵洞相接处上方设置第一轻质混凝土层，可减少涵洞上部的重量，使涵洞口门段的承载力满足要求，且第一轻质混凝土层施工时具有自流平、自密实特点，质量易保证，工后差异沉降小，避免了人工压实困难和机械压实对既有涵洞结构造成损伤的问题，无需采用现有技术中复杂、施工不便的加固措施等操作方式，可广泛应用于高速公路改扩建中既有涵洞的接长施工。