[实用新型]一种山区高速公路高填方涵洞减载结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及道路工程技术领域，具体的说是一种山区高速公路高填方涵洞减载结构。

背景技术

高填方路段的涵洞上覆填土高度多在10m以上，有的甚至会超过50m。由于填土荷载大，地形条件复杂，涵洞的受力及变形特性往往较为复杂，涵体存在应力集中和不均匀沉降等问题，容易引起各种不同程度的病害，在工程界有“十涵九裂”之说。这些病害轻则引起涵洞开裂、渗漏或积水，重则致使涵洞结构破坏，甚至出现垮塌，严重影响道路的正常使用。

目前，对道路高填方涵洞的减载措施主要以加筋减载法为主。加筋减载法是指人为地使涵顶上方局部高度和宽度范围内的填土体密度小于两侧填土，形成减载孔；同时在减载孔上方铺设筋材，筋材两端分别锚固于两侧密实填土中，达到涵顶减载的目的。

虽然加筋减载法对高填方涵洞涵顶应力集中现象有所缓解，但其仍存在以下几个方面不足：

(1)涵顶加筋减载效果有限，涵顶开裂现象仍然存在；

(2)涵顶荷载转移至侧墙，涵洞侧墙开裂现象有所增加；

(3)涵洞受力及变形特性受复杂地质影响仍然很大；

(4)易引起涵洞受力不对称性，涵洞涵顶与墙身分离开裂现象。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是设计一种结构合理，施工方便的山区高速公路高填方涵洞减载结构。

一种山区高速公路高填方涵洞减载结构，包括位于涵洞1外围的加固件2和位于涵洞1顶部正上方的减载孔3，所述减载孔3上方设有减载拱5。

所述涵洞1为拱涵或盖板涵。

所述加固件2的填料为碎石，加固厚度为台背至台背外1.0-2.0 m，加固高度为自地基顶面标高至减载孔顶面标高处。

所述减载孔3采用柔性轻质填料填筑，轻质填料密度小于1.4 g/cm³，弹性模量小于4 MPa；减载孔3的宽度与涵洞1的宽度一致，减载孔3的高度为1.0-3.0 m。

所述减载拱5采用水泥空心砖砌筑，砖体之间采用M10水泥砂浆进行黏结；减载拱5的截面为半圆环形，其内径等于减载孔3的孔径；减载拱5的厚度等于水泥空心砖的宽度，减载拱5所包围范围填筑路堤填料。

本实用新型山区高速公路高填方涵洞减载结构的优点是：涵顶减载效果显著提高，有效降低了涵顶土压力集中程度；涵顶上方的填土荷载通过减载拱和加固件传递至地基，涵洞侧墙上的土压力显著减小；有效减小了复杂地形对涵洞受力及变形特性的影响；有效减小了涵洞受力不对称性。

附图说明

图1为本实用新型山区高速公路高填方涵洞减载结构的剖视图。

图中，1为涵洞，2为加固件，3为减载孔，4为地基，5为减载拱。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型进行进一步说明：如图1所示，一种山区高速公路高填方涵洞减载结构，包括位于涵洞1外围的加固件2和位于涵洞1顶部正上方的减载孔3，所述减载孔3上方设有减载拱5。

所述涵洞1为拱涵或盖板涵。

所述加固件2为填筑碾压密实碎石，弹性模量为300 MPa，在加固件2与其外侧填土完成之后对加固件2进行注水泥浆加固，加固厚度为台背至台背外1.0 m，加固高度为自地基顶面标高至减载孔顶面标高处3m。

所述减载孔3采用柔性轻质填料填筑，轻质填料密度为1.2 g/cm³，弹性模量小于4 MPa；减载孔3的宽度与涵洞1的宽度一致，减载孔3的高度为1.0m。

所述减载拱5采用水泥空心砖砌筑，砖体之间采用M10水泥砂浆进行黏结；减载拱5的截面为半圆环形，其内径等于减载孔3的孔径；减载拱5的厚度等于水泥空心砖的宽度，减载拱5所包围范围填筑路堤填料。

本实用新型是这样实现的：

第一步，涵洞1两侧1.0 m范围填筑密实碎石，其他区域按相关规范要求填筑路堤填料，填筑至涵顶；

第二步，涵顶以上部分涵洞1两侧1.0 m范围填筑密实碎石，碎石区域外侧按相关规范要求填筑路堤填料，涵顶以上部分减载孔3填筑轻质填料，分别填至减载孔3顶设计标高；

第三步，涵洞1两侧密实碎石注浆形成加固件2，加固件2自地基4顶面标高至减载孔3顶面标高处；

第四步，按照规范要求在减载孔上方填筑路堤填料，并在填料上方砌筑减载拱5；

第五步，待减载拱5砌筑完成后，按相关规范要求逐层填筑路堤填料。