[发明专利]一种埋置式管道结构及施工方法

权利要求书

1.一种埋置式管道结构，包括在软土（1）上开挖的沟槽和埋置在沟槽内的管道（5），其特征在于所述的沟槽具有梯形断面，沟槽底部设有填筑的砂砾垫层（2）、浇筑在砂砾垫层（2）上的水泥混凝土下垫层（31）和浇筑在水泥混凝土下垫层（31）上的水泥混凝土上垫层（32）；所述的管道（5）铺设在水泥混凝土上垫层（32）顶面，管道（5）的两侧和顶部均设有回填料（6），该回填料上依次铺筑基层（7）、土工格栅（4）和面层（8）；所述的水泥混凝土下垫层（31）和水泥混凝土上垫层（32）之间，以及沿梯形断面两腰纵向铺设有土工格栅（4），且该土工格栅按照梯形断面沿基层（7）顶面向两侧延伸固定。

2.根据权利要求1所述的一种埋置式管道结构，其特征在于所述的砂砾垫层（2）底部软土（1）局部最大沉降后，每节管道（5）的长度，土工格栅（4）沿纵向形成变形曲线，土工格栅（4）的最大变形量为，要求土工格栅（4）和管道（5）、面层（8）最大沉降量应满足工后沉降要求，即，水泥混凝土垫层（3）和砂砾垫层（2）、软土（1）脱离不接触时土工格栅（4）受力最大，即无砂砾垫层和软土反力；为了简化计算，土工格栅（4）沿梯形断面两腰的竖向拉力与水平纵向拉力的相互影响忽略不计，同时不计土工格栅（4）与水泥混凝土下垫层（31）、水泥混凝土上垫层（32）之间的摩阻力；由于土工格栅（4）仅承受拉力不受弯矩，其上结构和面层（8）以上荷载为，沿梯形断面两腰的竖向拉力合力为，式中为土工格栅（4）竖向拉力与伸长比例系数；在纵向单位宽度截取截面，土工格栅（4）在荷载和竖向拉力合力的共同作用下，计算公式如下：

公式一、

对上式两次微分，则

为了简化计算，用近似拟合，即

则

最后得到上述以为对称轴的土工格栅（4）变形曲线方程；

公式二、

公式一、公式二中的各符号定义为：

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间的土工格栅（4）一半长度，采用每节管道（5）的长度或通过试验确定其长度，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间的土工格栅（4）至管道（5）开挖出梯形断面基层（7）顶部的高度，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间的土工格栅（4）一半长度的竖直变形，；

——管道（5）底部砂砾垫层（2）和软土（1）的局部最大沉降，；

——土工格栅（4）变形近似拟合的待定系数；

——单位宽度土工格栅（4）竖向拉力与伸长比例系数，；

——以管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间土工格栅（4）左侧边缘为原点、水平为轴、竖向为轴的土工格栅变形曲线方程，；

——以点为原点的土工格栅（4）的横向坐标值，；

——以点为原点的土工格栅（4）之间的横向坐标值，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间的土工格栅（4）一侧边缘为原点处的夹角，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间单位宽度土工格栅（4）的纵向变形的拉力，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间的单位宽度土工格栅（4）以上的包括活载的所有荷载，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间的单位宽度土工格栅（4）受到沿梯形断面两腰的竖向拉力合力分布，；

——沿梯形断面两腰土工格栅（4）的竖向拉应力，；

——沿梯形断面两腰土工格栅（4）的竖向容许拉应力，；

——管道（5）底部水泥混凝土下垫层（31）与水泥混凝土上垫层（32）之间单位宽度土工格栅（4）的纵向变形的容许拉力，。

3.根据权利要求1所述的一种埋置式管道结构，其特征在于所述的回填料（6）为泡沫混凝土或轻质胶结材料。

4.根据权利要求1所述的一种埋置式管道结构，其特征在于所述的沙砾石垫层（2）厚度为10cm～20cm，由砂和砾石构成，且砾石最大粒径小于5cm，含泥量小于3%。