基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法及減載結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法及減載結(jié)構(gòu)，包括在涵洞兩側(cè)和頂部填筑路堤填土，并在涵洞頂部填土中預(yù)留或開(kāi)挖減載槽，向減載槽中堆填密封塑料容器和砂土，密封塑料容器和砂土形成減載區(qū)。本發(fā)明通過(guò)減載區(qū)中密封塑料容器的逐漸壓縮，引起減載區(qū)上方填土沉降差，產(chǎn)生卸荷拱效應(yīng)，使涵洞頂部大部分路堤荷載傳遞至涵洞兩側(cè)填土，顯著提高減載效果，有效減少涵洞受力不對(duì)稱(chēng)并降低涵洞頂部填土壓力集中程度，可解決涵洞頂部開(kāi)裂現(xiàn)象；另外，本發(fā)明施工簡(jiǎn)單，適用性廣，密封塑料容器可采用廢棄飲料瓶，成本低廉，且綠色環(huán)保。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法及減載結(jié)構(gòu)
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于公路工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法及減載結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003]高填方路段涵洞上覆填土高度多在10 m以上，有的甚至?xí)^(guò)50 m。由于填土荷載大，地形條件復(fù)雜，涵洞的受力及變形特性往往較為復(fù)雜，涵體存在應(yīng)力集中和不均勻沉降等問(wèn)題，容易引起各種不同程度的病害，在工程界有“十涵九裂”之說(shuō)。這些病害輕則引起涵洞開(kāi)裂、滲漏或積水，重則致使涵洞結(jié)構(gòu)破壞，甚至出現(xiàn)垮塌，嚴(yán)重影響道路的正常使用。
[0004]目前，對(duì)公路高填方涵洞的減載措施主要以加筋減載法為主。加筋減載法是指人為地使涵頂上方局部高度和寬度范圍內(nèi)的填土體密度小于兩側(cè)填土，形成減載孔；同時(shí)在減載孔上方鋪設(shè)筋材，筋材兩端分別錨固于兩側(cè)密實(shí)填土中，達(dá)到涵頂減載目的。雖然加筋減載法對(duì)高填方涵洞涵頂應(yīng)力集中現(xiàn)象有所緩解，但其仍存在以下不足:(I)涵頂加筋減載效果有限，涵頂開(kāi)裂現(xiàn)象仍然存在；(2)加筋材料通常采用格柵材料，由于其蠕變特性，減載效果隨時(shí)間衰減；(3)涵洞內(nèi)、外土柱剛度差異不明顯，筋材效率沒(méi)有得到充分發(fā)揮；
[4]要獲得較好的減載效果需要的減載孔高度較大，施工難道和成本較高；(5)易引起涵洞受力不對(duì)稱(chēng)性，導(dǎo)致涵洞涵頂與墻身分離開(kāi)裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種可顯著提高涵頂減載效果且施工簡(jiǎn)單的、基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法及減載結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，包括在涵洞兩側(cè)和頂部填筑路堤填土，并在涵洞頂部填土中預(yù)留或開(kāi)挖減載槽，向減載槽中堆填密封塑料容器和砂土，密封塑料容器和砂土形成減載區(qū)。
[0007]上述向減載槽中堆填密封塑料容器和砂土具體為:
將密封塑料容器和砂土混合后逐層回填進(jìn)減載槽，每層回填后進(jìn)行碾壓，每層厚度不超過(guò)50cm。
[0008]上述減載區(qū)位于涵洞頂部正上方。
[0009]上述減載槽寬度與涵洞寬度相等，其深度為涵洞頂部填土高度的l/2(Tl/30。
[0010]上述密封塑料容器可以為廢棄飲料瓶，容積不超過(guò)500ml，與砂土混合前密封塑料容器內(nèi)大氣壓強(qiáng)為I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。
[0011]上述涵洞為拱涵或蓋板涵。
[0012]上述砂土粒徑為l_3mm。[0013]采用上述基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載可獲得一種涵洞減載結(jié)構(gòu)，包括位于涵洞頂部填土中的減載槽，減載槽內(nèi)堆填有密封塑料容器和砂土，密封塑料容器和砂土形成減載區(qū)。
[0014]
和現(xiàn)有加筋減載法相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
1、通過(guò)減載區(qū)中密封塑料容器的逐漸壓縮，引起減載區(qū)上方填土沉降差，產(chǎn)生卸荷拱效應(yīng)，使涵洞頂部大部分路堤荷載傳遞至涵洞兩側(cè)填土，顯著提高減載效果，有效減少涵洞受力不對(duì)稱(chēng)并降低涵洞頂部填土壓力集中程度，可解決涵洞頂部開(kāi)裂現(xiàn)象。
[0015]2、施工簡(jiǎn)單，適用性廣，密封塑料容器可采用廢棄飲料瓶，成本低廉，且綠色環(huán)保。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明公路高填方涵洞減載結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
圖2為本發(fā)明減載區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，1-涵洞，2-填土，3-減載區(qū)，4-地基，5-減載槽，6_廢棄飲料瓶，7_砂土。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]見(jiàn)圖f 2，本發(fā)明通過(guò)在涵洞(I)頂部填土(2)中預(yù)留或開(kāi)挖減載槽(5)，并向減載槽(5 )中堆填廢棄飲料瓶(6 )和砂土( 7 )，廢棄飲料瓶(6 )和砂土( 7 )形成減載區(qū)(3 )，減載區(qū)(3 )通過(guò)卸荷拱效應(yīng)對(duì)涵洞(I)減載。減載區(qū)(3 )位于涵洞(I)正上方，采用廢棄飲料瓶(6 )與砂土( 7 )混合后回填進(jìn)減載槽(5 )，并碾壓密實(shí)。涵洞(I)可以為蓋板涵或拱涵。
[0020]減載槽(5)為路堤填土(2)填筑時(shí)預(yù)留或填土(2)填筑完成后用挖掘機(jī)開(kāi)挖，減載槽(5)寬度與涵洞(I)寬度相等，減載槽(5)深度為涵洞(I)上部填土(2)高度的1/20?1/30。
[0021 ] 采用廢棄飲料瓶(6 )和砂土( 7 )混合后回填進(jìn)減載槽(5 )時(shí)進(jìn)行逐層填筑，每層厚度不超過(guò)50cm，并進(jìn)行碾壓。廢棄飲料瓶(6)容積不超過(guò)500ml，瓶?jī)?nèi)大氣壓強(qiáng)為I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，瓶口密封；砂土(7)粒徑為l-3mm。
[0022]本實(shí)施例中涵洞減載結(jié)構(gòu)的具體構(gòu)建過(guò)程如下:
第一步，涵洞(I)兩側(cè)按相關(guān)規(guī)范要求填筑路堤填土(2)，填筑至涵頂標(biāo)高。
[0023]第二步，在涵頂平面以上繼續(xù)填筑路堤填土(2)，涵洞(I)兩側(cè)填筑路堤填土(2)高度為涵頂上填筑路堤填土高度的1/20，在涵頂預(yù)留與涵洞寬度相等的不進(jìn)行填筑的減載槽(3)。
[0024]第三步，使廢棄飲料瓶(6 )內(nèi)大氣壓強(qiáng)為I個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并封閉瓶口，與砂土( 7 )混合。
[0025]第四步，將混合后的廢棄飲料瓶(6)和砂土(7)按照30cm每層逐層回填入減載槽
(3)中，并壓實(shí)，形成減載區(qū)(3)。
[0026]第五步，在減載區(qū)(3 )頂面以上繼續(xù)按相關(guān)規(guī)范要求逐層填筑路堤填土( 2 )。
[0027]結(jié)合圖1，從荷載傳遞機(jī)理上分析本發(fā)明原理:
當(dāng)路堤荷載作用在減載區(qū)(3)上方時(shí)，由于減載區(qū)(3)中空瓶逐步壓縮，引起減載區(qū)(3)和兩側(cè)路堤填土(2)的較大差異沉降。該差異沉降使涵洞上方路堤填土產(chǎn)生土拱效應(yīng)，使部分路堤荷載傳遞至涵洞兩側(cè)填土(2)，并傳遞至地基(4)，從實(shí)質(zhì)上減小了涵洞(I)所受荷載。
[0028]將本發(fā)明應(yīng)用于某高速公路一處高填方涵洞，涵洞為蓋板涵，高1.5 m，涵頂上覆填土高度16.0 m，涵底地基為碎石土。在該涵洞鄰近相似地層一處涵頂覆土高度14.8 m的同類(lèi)型高填方涵洞，采用現(xiàn)有的加筋減載法進(jìn)行減載處理，對(duì)兩種工況分別進(jìn)行監(jiān)測(cè)對(duì)比分析。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，與現(xiàn)有的加筋減載法相比，本發(fā)明方法可使涵頂填土壓力減小45%以上，涵洞頂部各處填土壓力的變化幅度明顯小于現(xiàn)有的加筋減載法工況。
[0029]上述【具體實(shí)施方式】只是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并不是用來(lái)限制本發(fā)明的實(shí)施與權(quán)利要求范圍的，凡依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利保護(hù)范圍所述的內(nèi)容做出的等效變化和修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，包括在涵洞兩側(cè)和頂部填筑路堤填土，其特征在于: 在涵洞頂部填土中預(yù)留或開(kāi)挖減載槽，并向減載槽中堆填密封塑料容器和砂土，密封塑料容器和砂土形成減載區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，其特征在于: 所述的向減載槽中堆填密封塑料容器和砂土具體為: 將密封塑料容器和砂土混合后逐層回填進(jìn)減載槽，每層回填后進(jìn)行碾壓，每層厚度不超過(guò)50cm。
3.如權(quán)利要求1所述的基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，其特征在于: 所述的減載區(qū)位于涵洞頂部正上方。
4.如權(quán)利要求1所述的基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，其特征在于: 所述的減載槽寬度與涵洞寬度相等，其深度為涵洞頂部填土高度的l/2(Tl/30。
5.如權(quán)利要求1所述的基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，其特征在于: 所述的密封塑料容器容積不超過(guò)500ml。
6.如權(quán)利要求1所述的基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載方法，其特征在于: 所述的砂土粒徑為l_3mm。
7.基于密封塑料容器的公路高填方涵洞減載結(jié)構(gòu)，其特征在于: 包括位于涵洞頂部填土中的減載槽，減載槽內(nèi)堆填有密封塑料容器和砂土，密封塑料容器和砂土形成減載區(qū)。
【文檔編號(hào)】E01F5/00GK103938558SQ201410192211
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】馬強(qiáng), 肖衡林, 李麗華, 何俊, 朱健 申請(qǐng)人:湖北工業(yè)大學(xué)