CN110438914A - 软土地基上的过水箱涵及其施工方法 - Google Patents

软土地基上的过水箱涵及其施工方法 Download PDF

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Abstract

一种软土地基上的过水箱涵及其施工方法,包括箱涵地基,箱涵地基自下而上依次包括加筋滤网层、砂砾土层、耐久加筋滤网层、级配碎石层和垫层,垫层上浇筑有过水箱涵;过水箱涵的涵身为单箱三室的框架结构,单箱三室的框架形成三个过水通道,过水箱涵顶部设置有道路路面结构,过水箱涵上游设置隔水墙,过水箱涵下游设置铺砌层;过水箱涵与河道两岸相接处设置有翼墙,翼墙端部设置有混凝土护脚。本发明基础结构稳定,不易产生地基不均匀沉降带来的质量病害,不需大型机械设备进行施工,施工成本较低,施工工艺操作简单。

Description

软土地基上的过水箱涵及其施工方法
技术领域
本发明属于过水箱涵施工技术领域,特别涉及一种软土地基上的过水箱涵及其施工方法。
背景技术
市政污水处理工程一般临近河道建设,以便于处理达标的污水就近排入河道内,当现有市政道路与污水厂位于河道两侧时,需要修建特定构筑物连接现有市政道路与污水厂进场道路。一般跨越河道修建桥梁工程,如简支梁桥、连续梁桥、拱桥、斜拉桥等钢筋混凝土桥或钢架桥等钢结构桥,无论哪种桥梁均由上部构造、下部构造和附属构造物组成,其中下部构造中的基础、桥墩、桥台及支座施工,由于位于土层及河水之中,往往成为整个桥梁施工中比较困难的部分。
桥梁下部构造施工时,需要钻孔设备、打桩设备及吊装设备等特种机械设备,且桩基等基础施工及检测耗时长,桩基出现质量问题处理较为麻烦,总体施工成本也较高。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题,本发明所提供的软土地基上的过水箱涵及其施工方法,基础结构稳定,不易产生地基不均匀沉降带来的质量病害,不需大型机械设备进行施工,施工成本较低,施工工艺操作简单。
为了解决上述技术问题,本发明采取了如下技术方案来实现:
一种软土地基上的过水箱涵,包括箱涵地基,箱涵地基自下而上依次包括加筋滤网层、砂砾土层、耐久加筋滤网层、级配碎石层和垫层,其中砂砾土层的厚度50-60cm,砂砾土层压实度≥94%;级配碎石层的厚度50-60cm,级配碎石层的压实度≥96%;垫层采用C20素混凝土,垫层的厚度为15-20cm之间;
垫层上浇筑有过水箱涵;过水箱涵的涵身为单箱三室的框架结构,单箱三室的框架形成三个过水通道,其中与市政道路相接的边室采用渐变截面,形成的圆弧段半径为6m以上,其余段箱涵截面保持相同;
过水箱涵顶部设置有道路路面结构,过水箱涵上游设置隔水墙,过水箱涵下游设置铺砌层;
过水箱涵与河道两岸相接处设置有翼墙,翼墙端部设置有混凝土护脚。
优选的方案中,所述的过水箱涵由钢筋混凝土浇筑而成,过水箱涵的涵身结构钢筋为HRB400级,混凝土采用抗渗等级为P6以上的C40混凝土,过水箱涵的箱涵顶板、底板及涵身的两侧壁板厚度均均为60-65cm,涵身中间腹板厚度80-85cm,混凝土结构最大裂缝宽度限值为0.20mm;底板、壁板、顶板构成了受力钢筋净保护层,所述的底板、壁板和顶板的厚度为40mm。
优选的方案中,所述的道路路面结构采用抗渗等级为P8以上的C40防水纤维混凝土,防水纤维混凝土每立方米的钢纤维掺量为70kg,道路路面结构上设置横坡和纵坡;所述的横坡由道路中心向人行道设置,横坡的坡度为1.5%;所述的纵坡由箱涵中心线向两侧连接道路设置,纵坡的坡度为3%;横坡及纵坡均由混凝土浇筑厚度来调节。
优选的方案中,所述的隔水墙和铺砌层均采用C20混凝土,隔水墙和铺砌层的长度均为河道两侧翼墙之间的距离;铺砌层的宽度为自箱涵底板至两岸翼墙最外边的距离,隔水墙宽度为65cm;隔水墙和铺砌层最外边缘对齐。
优选的方案中,所述的翼墙采用C30素混凝土,混凝土护脚采用C20素混凝土。
优选的方案中,所述的过水箱涵内部所有的阴角均采用倒角;倒角尺寸为50cm*50cm。
优选的方案中,所述的道路路面结构两侧设置人行道、排水系统及其它附属结构;
人行道结构自下而上依次设有填料、砂浆层及铺装层,填料为干性砂浆,砂浆层厚度为2cm,采用1:3水泥砂浆,铺装层为6cm人行道板砖,铺装层设置1.5%的横向坡度,坡向道路路面结构;
人行道外侧设置有栏杆,人行道内侧设有侧石,栏杆采用青石材料制作,高度1.5m;侧石及栏杆底座采用C30混凝土现浇;
排水系统由竖向泄水管组成,竖向泄水管采用PVC管,内径为10cm,设置于与人行道交接处的机动车道上,沿道路横向对称设置,沿道路纵向设置四处,共计八个。
优选的方案中,所述的附属设施包括警示标志标牌、减速带。
本专利可达到以下有益效果:
1、箱涵基础通过设置加筋滤网层、砂砾土层、耐久加筋滤网层和级配碎石层的结构以满足地基承载力要求,箱涵涵身设置单箱三室框架结构满足过水要求,箱涵顶部设置路面结构及附属设施满足通车要求,该箱涵在满足通车及过水等功能性要求的同时,基础结构稳定,不易产生地基不均匀沉降带来的质量病害;
2、箱涵基础施工采用加筋滤网层、砂砾土层、耐久加筋滤网层和级配碎石层的结构,有效节约了桩基或其他结构形式基础施工所需的检测时间,施工时间较短;
3、该施工方法不需大型机械设备,施工成本较低,施工工艺操作简单。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明:
图1为本发明过水箱涵安装位置俯视图;
图2为图1中从A方向或D方向看过水箱涵结构图;
图3为图2中E处放大图;
图4为图1中从B方向看过水箱涵结构图;
图5为图4中F处放大图;
图6为图1中从C方向看过水箱涵结构图。
图中:加筋滤网层1、砂砾土层2、耐久加筋滤网层3、级配碎石层4、垫层5、隔水墙6、铺砌层7、翼墙8、过水箱涵9、道路路面结构10、填料11、砂浆层12、铺装层13、倒角14、混凝土护脚15、竖向泄水管16、栏杆17。
具体实施方式
优选的方案如图1至图6所示,一种软土地基上的过水箱涵,包括箱涵地基,箱涵地基自下而上依次包括加筋滤网层1、砂砾土层2、耐久加筋滤网层3、级配碎石层4和垫层5,其中砂砾土层2的厚度50-60cm,优选50cm,砂砾土层2压实度≥94%;级配碎石层4的厚度50-60cm,优选50cm,级配碎石层4的压实度≥96%;垫层5采用C20素混凝土,垫层5的厚度为15-20cm之间,优选15cm;
垫层5上浇筑有过水箱涵9;过水箱涵9的涵身为单箱三室的框架结构,单箱三室的框架形成三个过水通道,其中与市政道路相接的边室采用渐变截面,形成的圆弧段半径为6m以上,优选6-7m,其余段箱涵截面保持相同;
过水箱涵9顶部设置有道路路面结构10,过水箱涵9上游设置隔水墙6,过水箱涵9下游设置铺砌层7;
过水箱涵9与河道两岸相接处设置有翼墙8,翼墙8端部设置有混凝土护脚15。
进一步地,过水箱涵9由钢筋混凝土浇筑而成,过水箱涵9的涵身结构钢筋为HRB400级,混凝土采用抗渗等级为P6以上的C40混凝土,过水箱涵9的箱涵顶板、底板及涵身的两侧壁板厚度均为60-65cm,优选60cm,涵身中间腹板厚度80-85cm,优选80cm,混凝土结构最大裂缝宽度限值为0.20mm;底板、壁板、顶板构成了受力钢筋净保护层,所述的底板、壁板和顶板的厚度为40mm。
进一步地,道路路面结构10采用抗渗等级为P8以上的C40防水纤维混凝土,防水纤维混凝土每立方米的钢纤维掺量为70kg,道路路面结构10上设置横坡和纵坡;所述的横坡由道路中心向人行道设置,横坡的坡度为1.5%;所述的纵坡由箱涵中心线向两侧连接道路设置,纵坡的坡度为3%;横坡及纵坡均由混凝土浇筑厚度来调节。
进一步地,隔水墙6和铺砌层7均采用C20混凝土,隔水墙6和铺砌层7的长度均为河道两侧翼墙之间的距离;铺砌层7的宽度为自箱涵底板至两岸翼墙最外边的距离,隔水墙6宽度为65cm;隔水墙6和铺砌层7最外边缘对齐。
进一步地,翼墙8采用C30素混凝土,混凝土护脚15采用C20素混凝土。
进一步地,过水箱涵9内部所有的阴角均采用倒角14;倒角14尺寸为50cm*50cm。
进一步地,道路路面结构10两侧设置人行道、排水系统及其它附属结构;
人行道结构自下而上依次设有填料11、砂浆层12及铺装层13,填料11为干性砂浆,砂浆层12厚度为2cm,采用1:3水泥砂浆,铺装层13为6cm人行道板砖,铺装层13设置1.5%的横向坡度,坡向道路路面结构10;
人行道外侧设置有栏杆17,人行道内侧设有侧石,栏杆17采用青石材料制作,高度1.5m;侧石及栏杆底座采用C30混凝土现浇;
排水系统由竖向泄水管16组成,竖向泄水管16采用PVC管,内径为10cm,设置于与人行道交接处的机动车道上,沿道路横向对称设置,沿道路纵向设置四处,共计八个。
进一步地,附属设施包括警示标志标牌、减速带。
本发明提供的软土地基上的过水箱涵,包括以下施工步骤:
步骤1,在过水箱涵9的箱涵地基施工前,先采用装填粘土的沙袋构筑围堰,再用抽水泵抽水的方法抽干过水箱涵9施工范围内的水,再进行基础的施工;因采用围堰使原来河道内的水断流,采取抽水管导流的方法或其他有效措施使河道内的水流连续;
步骤2,箱涵地基施工时,自下而上依次铺设加筋滤网层1、砂砾土层2、耐久加筋滤网层3、级配碎石层4;
步骤3,垫层5铺设之前,测量测定加筋滤网层(1)、砂砾土层(2)、耐久加筋滤网层(3)和级配碎石层(4)承载力特征值;承载力特征值≥140 kPa时,才可以进行垫层5施工;
步骤4,待垫层5混凝土强度达到C20混凝土强度要求后,在垫层5上浇筑过水箱涵9;
步骤5,过水箱涵9浇筑初凝后,在过水箱涵9的上游设置隔水墙6,同时在过水箱涵9的下游设置铺砌层7;
步骤6,在过水箱涵9完全凝固后,在过水箱涵9顶部设置道路路面结构10;道路路面结构10包括车行道和人行道,人行道位于车行道两边,人行道外侧设有栏杆17,人行道与车行道之间设有侧石;先铺设道路路面结构10两侧的栏杆17,再由单侧人行道向另一侧人行道依次铺设;最后设置侧石;
步骤7,通过调节混凝土的厚度,从而调节横坡及纵坡的坡度;
步骤8,接着,在过水箱涵9与河道两岸相接处设置翼墙8;
步骤9,翼墙8完成后,在翼墙8端部设置有混凝土护脚15;
步骤10,拆除翼墙模板,拆除翼墙模板时应避免产生较大的震动,翼墙背后填级配碎石层,应在涵身混凝土强度达到100%时方可进行;
步骤11,过水箱涵9施工采用就地现浇工艺,整个过水箱涵9可分两次浇筑,第一次浇筑至底板倒角14以上的15cm-30cm,待混凝土强度达到设计强度的85%后,再绑扎上部钢筋,浇注边墙及顶板混凝土,边墙与底板混凝土接榫处必须凿毛,两次浇筑的接缝处应保证有良好的结合面;过水箱涵9与过水通道之间设置沉降缝,沉降缝宽度2cm,过水箱涵9施工完成后的基坑采用级配碎石层4均匀分层回填、分层夯压密实至过水箱涵9顶标高;过水箱涵9上部和两侧6m范围内填料采用0.6吨-1吨的小型振动压路机、小型手扶压路机等碾压设备或人工夯实。

Claims (10)

1.一种软土地基上的过水箱涵,其特征在于:包括箱涵地基,箱涵地基自下而上依次包括加筋滤网层(1)、砂砾土层(2)、耐久加筋滤网层(3)、级配碎石层(4)和垫层(5),其中砂砾土层(2)的厚度50-60cm,砂砾土层(2)压实度≥94%;级配碎石层(4)的厚度50-60cm,级配碎石层(4)的压实度≥96%;垫层(5)采用C20素混凝土,垫层(5)的厚度为15-20cm之间;
垫层(5)上浇筑有过水箱涵(9);过水箱涵(9)的涵身为单箱三室的框架结构,单箱三室的框架形成三个过水通道,其中与市政道路相接的边室采用渐变截面,形成的圆弧段半径为6m以上;
过水箱涵(9)顶部设置有道路路面结构(10),过水箱涵(9)上游设置隔水墙(6),过水箱涵(9)下游设置铺砌层(7);
过水箱涵(9)与河道两岸相接处设置有翼墙(8),翼墙(8)端部设置有混凝土护脚(15)。
2.根据权利要求1所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:过水箱涵(9)由钢筋混凝土浇筑而成,过水箱涵(9)的涵身结构钢筋为HRB400级,混凝土采用抗渗等级为P6以上的C40混凝土,过水箱涵(9)的箱涵顶板、底板及涵身的两侧壁板厚度均均为60-65cm,涵身中间腹板厚度80-85cm,混凝土结构最大裂缝宽度限值为0.20mm;底板、壁板、顶板构成了受力钢筋净保护层,所述的底板、壁板和顶板的厚度为40mm。
3.根据权利要求1所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:道路路面结构(10)采用抗渗等级为P8以上的C40防水纤维混凝土,防水纤维混凝土每立方米的钢纤维掺量为70kg,道路路面结构(10)上设置横坡和纵坡;所述的横坡由道路中心向人行道设置,横坡的坡度为1.5%;所述的纵坡由箱涵中心线向两侧连接道路设置,纵坡的坡度为3%;横坡及纵坡均由混凝土浇筑厚度来调节。
4.根据权利要求1所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:隔水墙(6)和铺砌层(7)均采用C20混凝土,隔水墙(6)和铺砌层(7)的长度均为河道两侧翼墙之间的距离;铺砌层(7)的宽度为自箱涵底板至两岸翼墙最外边的距离,隔水墙(6)宽度为65cm;隔水墙(6)和铺砌层(7)最外边缘对齐。
5.根据权利要求1所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:翼墙(8)采用C30素混凝土,混凝土护脚(15)采用C20素混凝土。
6.根据权利要求1所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:过水箱涵(9)内部所有的阴角均采用倒角(14);倒角(14)尺寸为50cm*50cm。
7.根据权利要求1所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:道路路面结构(10)两侧设置人行道、排水系统及其它附属结构;
人行道结构自下而上依次设有填料(11)、砂浆层(12)及铺装层(13),填料(11)为干性砂浆,砂浆层(12)厚度为2cm,采用1:3水泥砂浆,铺装层(13)为6cm人行道板砖,铺装层(13)设置1.5%的横向坡度,坡向道路路面结构(10);
人行道外侧设置有栏杆(17),人行道内侧设有侧石,栏杆(17)采用青石材料制作,高度1.5m;侧石及栏杆底座采用C30混凝土现浇;
排水系统由竖向泄水管(16)组成,竖向泄水管(16)采用PVC管,内径为10cm,设置于与人行道交接处的机动车道上,沿道路横向对称设置,沿道路纵向设置四处,共计八个。
8.根据权利要求7所述的软土地基上的过水箱涵,其特征在于:附属设施包括警示标志标牌、减速带。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的软土地基上的过水箱涵的施工方法,其特征在于,包括以下施工步骤:
步骤1)在过水箱涵(9)的箱涵地基施工前,先采用装填粘土的沙袋构筑围堰,再用抽水泵抽水的方法抽干过水箱涵(9)施工范围内的水,再进行基础的施工;
步骤2)箱涵地基施工时,先自下而上依次铺设加筋滤网层(1)、砂砾土层(2)、耐久加筋滤网层(3)和级配碎石层(4);
步骤3)垫层5铺设之前,测量测定加筋滤网层(1)、砂砾土层(2)、耐久加筋滤网层(3)和级配碎石层(4)承载力特征值;承载力特征值≥140 kPa时,才可以进行垫层5施工;
步骤4)待垫层5混凝土强度达到C20混凝土强度要求后,在垫层(5)上浇筑过水箱涵(9);
步骤5)过水箱涵(9)浇筑初凝后,在过水箱涵(9)的上游设置隔水墙(6),同时在过水箱涵(9)的下游设置铺砌层(7);
步骤6)在过水箱涵(9)达到C40混凝土强度要求后,在过水箱涵(9)顶部设置道路路面结构(10);道路路面结构(10)包括车行道和人行道,人行道位于车行道两边,人行道外侧设有栏杆(17),人行道与车行道之间设有侧石;由单侧人行道向另一侧人行道依次铺设,再设置侧石,最后人行道外侧的栏杆(17);
步骤7)通过调节混凝土的厚度,从而调节横坡及纵坡的坡度;
步骤8)接着,在过水箱涵(9)与河道两岸相接处设置翼墙(8),翼墙(8)砌筑时需要安装翼墙模板;
步骤9)翼墙(8)完成后,在翼墙(8)端部设置有混凝土护脚(15);
步骤10)拆除翼墙模板,拆除翼墙模板时应避免产生较大的震动,翼墙背后填级配碎石层,应在涵身混凝土强度达到100%时方可进行。
10.根据权利要求9所述的软土地基上的过水箱涵的施工方法,其特征在于:过水箱涵(9)施工采用就地现浇工艺,整个过水箱涵(9)可分两次浇筑,第一次浇筑至底板倒角(14)以上的15cm-30cm,待混凝土强度达到设计强度的85%后,再绑扎上部钢筋,浇注边墙及顶板混凝土,边墙与底板混凝土接榫处必须凿毛,两次浇筑的接缝处应保证有良好的结合面;过水箱涵(9)与过水通道之间设置沉降缝,沉降缝宽度2cm,过水箱涵(9)施工完成后的基坑采用级配碎石层(4)均匀分层回填、分层夯压密实至过水箱涵(9)顶标高;过水箱涵(9)上部和两侧6m范围内填料不允许采用大型机械碾压,采用小型机械或人工夯实。
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