[发明专利]一种高填方盖板涵柔性减载体系及施工方法

权利要求书

1.一种高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述高填方盖板涵柔性减载体系包括灌浆碎石沟槽(2)、底层土工格栅(31)、顶层土工格栅(32)、柔性填料层(6)以及路基填土(7)；所述灌浆碎石沟槽(2)沿盖板涵(5)的轴向设置在地基(1)中；所述灌浆碎石沟槽(2)是两个；两个灌浆碎石沟槽(2)并行设置；所述灌浆碎石沟槽(2)中填充有碎石以及灌填在碎石之间的浆液；所述底层土工格栅(31)铺设在地基(1)的上表面并与灌浆碎石沟槽(2)固定连接；盖板涵(5)设置在底层土工格栅(31)的上表面；所述顶层土工格栅(32)以及柔性填料层(6)自上而下依次设置在盖板涵(5)顶部；所述顶层土工格栅(32)的顶部以及盖板涵(5)的两侧部均填充有路基填土(7)；盖板涵顶部由柔性填料层(6)和顶层土工格栅(32)组成的柔性加筋体系，该柔性加筋体系的存在减小了涵顶土体刚度；

所述两个灌浆碎石沟槽(2)的内缘距盖板涵(5)的中心轴线的水平距离s满足下述条件：

其中：

t_s为盖板涵(5)中涵洞顶板厚度；

t_x为盖板涵(5)中涵洞底板厚度；

t_c为盖板涵(5)中涵洞侧墙厚度；

h为盖板涵(5)中涵洞内净高；

b为盖板涵(5)中涵洞内净宽；

所述厚度的单位、净高的单位或净宽的单位均是米；

实际施工工程中，在上覆高填方土压力作用下，由于盖板涵的涵洞与涵侧在垂直方向上等效刚度的差异，导致涵洞沉降大于碎石灌浆沟槽顶部填土沉降，通过介质间的剪切摩擦作用，部分涵洞承担的填土荷载将传递到碎石灌浆沟槽上，从而产生以碎石灌浆沟槽为拱脚的土拱效应。

2.根据权利要求1所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述高填方盖板涵柔性减载体系还包括预埋在灌浆碎石沟槽(2)顶部的预埋锚固钉(4)；所述底层土工格栅(31)铺设在地基(1)的上表面并通过预埋锚固钉(4)与灌浆碎石沟槽(2)固定连接。

3.根据权利要求1所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述底层土工格栅(31)通过U型钉固定在地基(1)的上表面。

4.根据权利要求1或2或3所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述灌浆碎石沟槽(2)的深度是2.0～4.5m；所述灌浆碎石沟槽(2)的宽度是0.8～2.0m。

5.根据权利要求4所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述灌浆碎石沟槽(2)内填充的碎石的最大粒径不超过100mm，所述灌浆碎石沟槽(2)内填充的碎石的含泥量不大于5％。

6.根据权利要求5所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述灌浆碎石沟槽(2)内灌填的浆液是水泥浆；所述水泥浆中掺入水玻璃以及UEA膨胀剂；所述水玻璃与水泥浆的重量比是1％～3％；所述UEA膨胀剂与水泥浆的重量比是8％～10％；所述水泥浆中的水灰比范围是0.45～0.8。

7.根据权利要求6所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述底层土工格栅(31)以及顶层土工格栅(32)的抗拉强度均不小于100kN/m；所述底层土工格栅(31)以及顶层土工格栅(32)的断裂延伸率均不大于5％；所述底层土工格栅(31)以及顶层土工格栅(32)均是一层或多层；当底层土工格栅(31)以及顶层土工格栅(32)均是多层时，相邻两层底层土工格栅(31)或相邻两层顶层土工格栅(32)之间的间距均是0.2～0.4m。

8.根据权利要求7所述的高填方盖板涵柔性减载体系，其特征在于：所述柔性填料层(6)是松散土体层、聚苯乙烯EPS泡沫塑料层、锯末层或废旧轮胎层；所述柔性填料层(6)的压实度低于柔性填料层(6)周围填土的压实度。

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的高填方盖板涵柔性减载体系的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括以下步骤：

1)施工放样，准确放出基础位置、盖板涵(5)中涵洞轴线以及灌浆碎石沟槽(2)的位置；

2)采用人工配合挖掘机开挖灌浆碎石沟槽(2)；

3)向灌浆碎石沟槽(2)中回填碎石，并进行注浆，形成碎石灌浆加固区；在碎石灌浆加固区的上表面预先埋置预埋锚固钉(4)；

4)在地基(1)的上表面铺设底层土工格栅(31)，通过U型钉固定在地基(1)的上表面；通过预埋在灌浆碎石沟槽(2)中的预埋锚固钉(4)进行固定；

5)进行盖板涵(5)的基础、台身、台帽以及盖板施工；

6)当盖板涵(5)的涵身混凝土强度达到设计强度的80％以后，将路基填土(7)回填至涵顶；回填时涵台两侧时，同时对称进行，分层填筑，分层压实，每层填土厚度不大于20cm，压实度达到95％以上；

7)在涵顶铺设柔性填料层(6)至设计高度，并将涵顶两侧的路基填土(7)回填至柔性填料层(6)的顶部；

8)在柔性填料层(6)的顶部铺设顶层土工格栅(32)；

9)继续回填路基填土(7)直至路面标高。