CN111218942A - 一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法 - Google Patents

一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法，该隧道明洞高填方结构包括隧道明洞，设于土质地基上；承载基础，连接于隧道明洞底部，并由隧道明洞底部的土质地基延伸入土质地基底部的岩质地基；轻质混凝土体，设于隧道明洞顶部；填方体，设于土质地基上，填筑于隧道明洞和轻质混凝土体的两侧；复合土工膜，设于隧道明洞和填方体之间，以及轻质混凝土体和填方体之间。该隧道明洞高填方结构，承载基础伸入岩质地基，解决厚层土质地基沉降问题，轻质混凝土体容重为填土的0.2‑0.3倍，荷载大大减轻，有效解决隧道明洞的变形和荷载控制；设置复合土工膜在土质地基产生沉降大变形时不会对轻质混凝土体和隧道明洞产生不利牵引作用，效果良好。

Description

一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，特别是涉及一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法。
背景技术
随着城市轨道交通与机场、车站等工程的综合统筹发展，遇到越来越来多的轨道交通工程需要建设在机场、车站等高填方的下部，交通工程通常以隧道明洞型式建设在高填方的下方，当隧道明洞的基础为厚层土质地基时，修建的隧道明洞需要解决土质地基沉降变形及上部高填方荷载作用影响两大技术难题。
通常隧道结构允许的沉降变形非常小并且难以控制，那么在厚层土质地基上修建的隧道明洞结构在上覆高填方荷载作用下，其沉降变形及结构承载控制难度极大，同时隧道结构在小变形情况下，隧道结构两侧地基及高填方产生的沉降大变形会对隧道结构产生牵引作用，从而加速隧道结构向下沉降变形。故提出一种适宜的厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构及构筑方法，以有效解决隧道明洞结构沉降变形及结构承载控制技术难题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构，包括：
隧道明洞，设于土质地基上；
承载基础，连接于所述隧道明洞底部，并由所述隧道明洞底部的所述土质地基延伸入所述土质地基底部的岩质地基；
轻质混凝土体，设于所述隧道明洞顶部；
填方体，设于所述土质地基上，填筑于所述隧道明洞和所述轻质混凝土体的两侧；
复合土工膜，设于所述隧道明洞和所述填方体之间，以及所述轻质混凝土体和所述填方体之间。
采用本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构，所述承载基础伸入所述岩质地基，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞和所述轻质混凝土体的荷载，由于所述隧道明洞顶部主要采用轻质混凝土填筑，容重为填土的0.2-0.3倍，荷载大大减轻，能有效解决所述隧道明洞的变形和荷载控制技术难题，同时可以大幅节省所述承载基础和所述隧道明洞的工程投资；在所述轻质混凝土体和所述隧道明洞两侧设置了所述复合土工膜，具有光滑、小摩擦、可滑动等特点，从而所述填方体和所述隧道明洞结构两侧所述土质地基产生沉降大变形时，不会对所述轻质混凝土体和所述隧道明洞结构产生不利牵引作用，也可以大幅节省所述承载基础的工程投资，同时所述复合土工膜还可以保护所述轻质混凝土体不受水的影响，提高所述轻质混凝土体的耐久性；该隧道明洞高填方结构简单，便于施工，效果良好。
优选地，所述轻质混凝土体顶部设有填方表层体，所述填方表层体顶部与所述填方体顶部对齐。
进一步优选地，所述轻质混凝土体和所述填方表层体之间设有所述复合土工膜。
采用这种结构设置，所述轻质混凝土体顶部设置所述复合土工膜和所述填方表层体可以保护所述轻质混凝土体不受上部荷载动应力的影响。
进一步优选地，所述填方表层体为分层填筑体。
优选地，所述填方体为分层填筑体，且位于所述隧道明洞两侧的所述填方体对称分层设置。
优选地，所述承载基础包括桩基础和承台基础，所述桩基础间隔设置在所述岩质地基上，并伸入所述土质地基，所述桩基础顶部连接于所述承台基础底部，所述承台基础位于所述土质地基内，所述承台基础顶部连接于所述隧道明洞底部。
采用这种结构设置，所述桩基础伸入所述岩质地基，所述桩基础和所述承台基础形成所述隧道明洞的所述承载基础，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞和所述轻质混凝土体的荷载。
本发明还提供了一种如以上所述厚层土质地基隧道明洞高填方结构的构筑方法，包括以下步骤：
A、所述桩基础平面定位，施工所述桩基础钢筋混凝土，所述桩基础钢筋出露桩顶；
B、施工所述承台基础钢筋混凝土，并与所述桩基础出露钢筋固定连接，所述承台基础顶部钢筋出露；
C、在所述承台基础上施工所述隧道明洞钢筋混凝土，并与所述承台基础顶部出露钢筋固定连接；
D、在所述隧道明洞结构两侧铺设所述复合土工膜；
E、在所述隧道明洞结构两侧地基上对称分层填筑所述填方体至所述轻质混凝土体底部高程位置；
F、由下至上分层立模施工所述轻质混凝土体；
G、在该分层所述轻质混凝土体两侧铺设所述复合土工膜，所述复合土工膜顶部伸入该分层所述轻质混凝土体顶部内侧并固定；
H、在该分层所述轻质混凝土体两侧对称填筑所述填方体至该分层所述轻质混凝土体顶部高程位置；
I、重复步骤F至步骤H，施工其它分层的所述轻质混凝土体、所述复合土工膜和所述填方体施工。
采用本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构的构筑方法，所述承载基础伸入所述岩质地基，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞和所述轻质混凝土体的荷载，由于所述隧道明洞顶部主要采用轻质混凝土填筑，容重为填土的0.2-0.3倍，荷载大大减轻，能有效解决所述隧道明洞的变形和荷载控制技术难题，同时可以大幅节省所述承载基础和所述隧道明洞的工程投资；在所述轻质混凝土体和所述隧道明洞两侧设置了所述复合土工膜，具有光滑、小摩擦、可滑动等特点，从而所述填方体和所述隧道明洞结构两侧所述土质地基产生沉降大变形时，不会对所述轻质混凝土体和所述隧道明洞结构产生不利牵引作用，也可以大幅节省所述承载基础的工程投资，同时所述复合土工膜还可以保护所述轻质混凝土体不受水的影响，提高所述轻质混凝土体的耐久性；该构筑方法操作简单、质量可控、变形控制效果好，并具有经济、环保和利于推广等特点。
优选地，所述步骤I后，还包括：
J、在所述轻质混凝土体顶部铺设所述复合土工膜；
K、施工所述轻质混凝土体顶部的填方表层体及所述填方表层体两侧的所述填方体。
优选地，所述步骤A中，所述桩基础钢筋出露桩顶大于或者等于0.5m。
优选地，所述步骤B中，所述承台基础顶部钢筋出露0.5m-1m。
优选地，所述步骤F中，所述轻质混凝土体的每分层高度为2m-3m。
优选地，所述步骤G中，所述复合土工膜顶部伸入该分层所述轻质混凝土体顶部内侧0.2m-0.3m。
优选地，所述步骤G中，所述复合土工膜顶部伸入该分层所述轻质混凝土体顶部内侧并粘贴固定。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构，所述承载基础伸入所述岩质地基，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞和所述轻质混凝土体的荷载，由于所述隧道明洞顶部主要采用轻质混凝土填筑，容重为填土的0.2-0.3倍，荷载大大减轻，能有效解决所述隧道明洞的变形和荷载控制技术难题，同时可以大幅节省所述承载基础和所述隧道明洞的工程投资；在所述轻质混凝土体和所述隧道明洞两侧设置了所述复合土工膜，具有光滑、小摩擦、可滑动等特点，从而所述填方体和所述隧道明洞结构两侧所述土质地基产生沉降大变形时，不会对所述轻质混凝土体和所述隧道明洞结构产生不利牵引作用，也可以大幅节省所述承载基础的工程投资，同时所述复合土工膜还可以保护所述轻质混凝土体不受水的影响，提高所述轻质混凝土体的耐久性；该隧道明洞高填方结构简单，便于施工，效果良好；
2、本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构的构筑方法，所述承载基础伸入所述岩质地基，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞和所述轻质混凝土体的荷载，由于所述隧道明洞顶部主要采用轻质混凝土填筑，容重为填土的0.2-0.3倍，荷载大大减轻，能有效解决所述隧道明洞的变形和荷载控制技术难题，同时可以大幅节省所述承载基础和所述隧道明洞的工程投资；在所述轻质混凝土体和所述隧道明洞两侧设置了所述复合土工膜，具有光滑、小摩擦、可滑动等特点，从而所述填方体和所述隧道明洞结构两侧所述土质地基产生沉降大变形时，不会对所述轻质混凝土体和所述隧道明洞结构产生不利牵引作用，也可以大幅节省所述承载基础的工程投资，同时所述复合土工膜还可以保护所述轻质混凝土体不受水的影响，提高所述轻质混凝土体的耐久性；该构筑方法操作简单、质量可控、变形控制效果好，并具有经济、环保和利于推广等特点。
附图说明
图1是本发明所述一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构的示意图。
图标：01-岩质地基，02-土质地基，1-桩基础，2-承台基础，3-隧道明洞，4-轻质混凝土体，5-复合土工膜，6-填方表层体，7-填方体。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构，包括：
隧道明洞3，设于土质地基02上；
承载基础，包括桩基础1和承台基础2，所述桩基础1间隔设置在所述岩质地基01上，并伸入所述土质地基02，所述桩基础1顶部连接于所述承台基础2底部，所述承台基础2位于所述土质地基02内，所述承台基础2顶部连接于所述隧道明洞3底部；
轻质混凝土体4，立模浇筑于所述隧道明洞3顶部；
填方体7，设于所述土质地基02上，填筑于所述隧道明洞3和所述轻质混凝土体4的两侧，所述填方体7为分层填筑体，且位于所述隧道明洞3两侧的所述填方体7对称分层设置；
填方表层体6，设于所述轻质混凝土体4顶部，所述填方表层体6顶部与所述填方体7顶部对齐，所述填方表层体6为分层填筑体；
复合土工膜5，所述隧道明洞3和所述填方体7之间设有所述复合土工膜5，所述轻质混凝土体4和所述填方体7之间设有所述复合土工膜5，所述轻质混凝土体4和所述填方表层体6之间设有所述复合土工膜5。
运用本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构，所述桩基础1伸入所述岩质地基01，所述桩基础1和所述承台基础2形成所述隧道明洞3的所述承载基础，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞3、所述轻质混凝土体4和所述填方表层体6的荷载，由于所述隧道明洞3顶部主要采用轻质混凝土填筑，容重为填土的0.2-0.3倍，荷载大大减轻，能有效解决所述隧道明洞3的变形和荷载控制技术难题，同时可以大幅节省所述桩基础1和所述隧道明洞3的工程投资；在所述轻质混凝土体4和所述隧道明洞3两侧设置了所述复合土工膜5，具有光滑、小摩擦、可滑动等特点，从而所述填方体7和所述隧道明洞3结构两侧所述土质地基02产生沉降大变形时，不会对所述轻质混凝土体4和所述隧道明洞3结构产生不利牵引作用，也可以大幅节省所述桩基础1的工程投资，同时所述复合土工膜5还可以保护所述轻质混凝土体4不受水的影响，提高所述轻质混凝土体4的耐久性；所述轻质混凝土体4顶部设置所述复合土工膜5和所述填方表层体6可以保护所述轻质混凝土体4不受上部荷载动应力的影响；该隧道明洞高填方结构简单，便于施工，效果良好。
实施例2
如图1所示，本发明所述的一种如实施例1所述厚层土质地基隧道明洞高填方结构的构筑方法，包括以下步骤：
A、整平场地，所述桩基础1平面定位，施工所述桩基础1钢筋混凝土，所述桩基础1受力钢筋出露桩顶大于或者等于0.5m；
B、施工所述承台基础2钢筋混凝土，并与所述桩基础1出露钢筋固定连接，所述承台基础2顶部钢筋出露0.5m-1m；
C、在所述承台基础2上施工所述隧道明洞3钢筋混凝土，并与所述承台基础2顶部出露钢筋固定连接；
D、在所述隧道明洞3结构两侧铺设所述复合土工膜5；
E、在所述隧道明洞3结构两侧地基上对称分层填筑所述填方体7至所述轻质混凝土体4底部高程位置；
F、由下至上分层立模施工所述轻质混凝土体4，每分层高度为2m-3m；
G、在该分层所述轻质混凝土体4两侧铺设所述复合土工膜5，所述复合土工膜5顶部伸入该分层所述轻质混凝土体4顶部内侧0.2m-0.3m并粘贴固定；
H、在该分层所述轻质混凝土体4两侧对称填筑所述填方体7至该分层所述轻质混凝土体4顶部高程位置；
I、重复步骤F至步骤H，施工其它分层的所述轻质混凝土体4，直到完成所述填方表层体6底部以下所有所述轻质混凝土体4、所述复合土工膜5和所述填方体7施工；
J、在所述轻质混凝土体4顶部铺设所述复合土工膜5；
K、施工所述轻质混凝土体4顶部的所述填方表层体6及所述填方表层体6两侧的所述填方体7。
运用本发明所述的一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构的构筑方法，所述桩基础1伸入所述岩质地基01，所述桩基础1和所述承台基础2形成所述隧道明洞3的所述承载基础，解决厚层土质地基沉降问题并承担上部所述隧道明洞3、所述轻质混凝土体4和所述填方表层体6的荷载，由于所述隧道明洞3顶部主要采用轻质混凝土填筑，容重为填土的0.2-0.3倍，荷载大大减轻，能有效解决所述隧道明洞3的变形和荷载控制技术难题，同时可以大幅节省所述桩基础1和所述隧道明洞3的工程投资；在所述轻质混凝土体4和所述隧道明洞3两侧设置了所述复合土工膜5，具有光滑、小摩擦、可滑动等特点，从而所述填方体7和所述隧道明洞3结构两侧所述土质地基02产生沉降大变形时，不会对所述轻质混凝土体4和所述隧道明洞3结构产生不利牵引作用，也可以大幅节省所述桩基础1的工程投资，同时所述复合土工膜5还可以保护所述轻质混凝土体4不受水的影响，提高所述轻质混凝土体4的耐久性；所述轻质混凝土体4顶部设置所述复合土工膜5和所述填方表层体6可以保护所述轻质混凝土体4不受上部荷载动应力的影响；该构筑方法操作简单、质量可控、变形控制效果好，并具有经济、环保和利于推广等特点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种厚层土质地基隧道明洞高填方结构，其特征在于，包括：
隧道明洞(3)，设于土质地基(02)上；
承载基础，连接于所述隧道明洞(3)底部，并由所述隧道明洞(3)底部的所述土质地基(02)延伸入所述土质地基(02)底部的岩质地基(01)；
轻质混凝土体(4)，设于所述隧道明洞(3)顶部；
填方体(7)，设于所述土质地基(02)上，填筑于所述隧道明洞(3)和所述轻质混凝土体(4)的两侧；
复合土工膜(5)，设于所述隧道明洞(3)和所述填方体(7)之间，以及所述轻质混凝土体(4)和所述填方体(7)之间。
2.根据权利要求1所述的隧道明洞高填方结构，其特征在于，所述轻质混凝土体(4)顶部设有填方表层体(6)，所述填方表层体(6)顶部与所述填方体(7)顶部对齐。
3.根据权利要求2所述的隧道明洞高填方结构，其特征在于，所述轻质混凝土体(4)和所述填方表层体(6)之间设有所述复合土工膜(5)。
4.根据权利要求2所述的隧道明洞高填方结构，其特征在于，所述填方表层体(6)为分层填筑体。
5.根据权利要求1所述的隧道明洞高填方结构，其特征在于，所述填方体(7)为分层填筑体，且位于所述隧道明洞(3)两侧的所述填方体(7)对称分层设置。
6.根据权利要求1-5任一项所述的隧道明洞高填方结构，其特征在于，所述承载基础包括桩基础(1)和承台基础(2)，所述桩基础(1)间隔设置在所述岩质地基(01)上，并伸入所述土质地基(02)，所述桩基础(1)顶部连接于所述承台基础(2)底部，所述承台基础(2)位于所述土质地基(02)内，所述承台基础(2)顶部连接于所述隧道明洞(3)底部。
7.一种如权利要求6所述厚层土质地基隧道明洞高填方结构的构筑方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、所述桩基础(1)平面定位，施工所述桩基础(1)钢筋混凝土，所述桩基础(1)钢筋出露桩顶；
B、施工所述承台基础(2)钢筋混凝土，并与所述桩基础(1)出露钢筋固定连接，所述承台基础(2)顶部钢筋出露；
C、在所述承台基础(2)上施工所述隧道明洞(3)钢筋混凝土，并与所述承台基础(2)顶部出露钢筋固定连接；
D、在所述隧道明洞(3)结构两侧铺设所述复合土工膜(5)；
E、在所述隧道明洞(3)结构两侧地基上对称分层填筑所述填方体(7)至所述轻质混凝土体(4)底部高程位置；
F、由下至上分层立模施工所述轻质混凝土体(4)；
G、在该分层所述轻质混凝土体(4)两侧铺设所述复合土工膜(5)，所述复合土工膜(5)顶部伸入该分层所述轻质混凝土体(4)顶部内侧并固定；
H、在该分层所述轻质混凝土体(4)两侧对称填筑所述填方体(7)至该分层所述轻质混凝土体(4)顶部高程位置；
I、重复步骤F至步骤H，施工其它分层的所述轻质混凝土体(4)、所述复合土工膜(5)和所述填方体(7)施工。
8.根据权利要求7所述的构筑方法，其特征在于，所述步骤I后，还包括：
J、在所述轻质混凝土体(4)顶部铺设所述复合土工膜(5)；
K、施工所述轻质混凝土体(4)顶部的填方表层体(6)及所述填方表层体(6)两侧的所述填方体(7)。
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