[發明專利]一種波紋鋼管涵洞填筑結構及其填筑方法

有效

• 申請號: 201410417683.0
• 申請日: 2014-08-23
• 公開（公告）號: CN104153304A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 余順新;盧傲;鄧濤;鞠金熒;張春華;夏飛;王志成;何苑
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: E01F5/00
• 分類號: E01F5/00;E02D17/18
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

技術領域

本發明涉及涵洞管件填筑領域，具體涉及一種波紋鋼管涵洞填筑結構，還涉及一種波紋鋼管涵洞填筑方法。適用于公路建設中尤其是在山區公路和不良地質條件下波紋鋼管涵洞建設的回填。

背景技術

隨著山區公路建設的快速發展和鋼材生產、加工工藝的進一步提高，波紋鋼管涵洞由于具有受力性能好、適應性強、施工工期短、使用壽命長、行車舒適性好的特點，在國內外公路建設中尤其是在山區公路和不良地質條件下，正日益得到廣泛的應用。

然而目前國內尚沒有波紋鋼管涵洞的施工規范，已建成或在建的波紋鋼管涵洞基本仍參照圬工涵洞的方式填筑，或者僅進行略微改動，沒有針對波紋鋼管柔性管身的特點形成一套切實有效的填筑結構，不能滿足波紋鋼管填筑的需要。

圬工涵洞的基礎主要有兩種，一種采用混凝土或砌體等剛性基礎，基礎上面設置混凝土管座，其頂部弧形面與管身緊密貼合，使管節受力均勻。另一種做法是直接將圬工涵洞管身放在天然地基土，但要按照設計要求將管底土層夯壓密實，并做成與管身弧度密貼的弧形管座，若管底土層承載力不符合設計要求，還應進行處理和加固。這兩種做法都使得涵洞的基礎剛性較大，而由于波紋鋼管涵洞的管身為柔性材料且帶有波紋形狀，使用剛性基礎會使波紋鋼管管身與基礎不能緊密貼合，不利于管身應力的均勻擴散，容易造成波紋鋼管管身局部擠壓破壞。而且兩種填筑結構只重視波紋鋼管管身下的基層材料，均未對管身兩側尤其是頂部的填筑材料提出要求，結構性回填區的范圍太小。由于波紋鋼管的管壁較薄，填筑材料的粒徑過大易造成管壁磨損或擠壓破壞，必須對緊貼管身的所有填筑材料做出嚴格要求。同時，由于波紋鋼管是柔性材料，當管頂填土高度較小(<100cm)時，管頂上方不得使用重型壓路機。

本發明的目的是針對波紋鋼管涵洞發明一種地基基礎及管身回填的填筑結構，使其具有經濟實用、便于施工、有效保護管身的特點，能更好地發揮波紋鋼管適應基礎變形及不均勻沉降的優勢。

發明內容

本發明的目的在于改變傳統填筑結構剛性大、易損傷柔性管身、不適用于波紋鋼管涵洞的現狀，提供一種波紋鋼管涵洞填筑結構，還提供了一種波紋鋼管涵洞填筑方法。其結構簡單、施工方便、適用性廣，能很好地保護波紋鋼管管壁不受破壞，并充分發揮波紋鋼管材料的柔性優勢。

本發明的目的可通過以下技術方案實現：

一種波紋鋼管涵洞填筑結構，包括設置在地面上的路側回填區，還包括設置在路側回填區內的結構性回填區和設置在結構性回填區內的波紋鋼管，且波紋鋼管設置在砂墊層上，砂墊層的上表面與地面平齊，砂墊層上設置有與波紋鋼管下部外形適配的凹陷，砂墊層設置在底基層上。

如上所述的結構性回填區包括依次疊放的填筑層，每個填筑層的厚度為20-50cm。

如上所述的底基層的底面設置有土工布。

如上所述的底基層從波紋鋼管的最外側向外延伸的距離大于2m。

如上所述的波紋鋼管為圓形波紋管、橢圓波紋管或管拱式波紋管。

如上所述的管拱式波紋管的拱腋處下方的底基層設置有拱腋加固區。

如上所述的拱腋加固區的底寬大于0.2R_b/R_s，其中Rs為管拱式波紋管拱腋處的半徑；R_b為管拱式波紋管管底處的半徑。

如上所述的拱腋加固區的橫截面為邊坡為1:1的倒梯形。

如上所述的波紋鋼管為單個或多個，砂墊層上設置有與波紋鋼管數目對應的凹陷。

一種波紋鋼管涵洞填筑方法，包括以下步驟：

步驟1、開挖后鋪設一層土工布；

步驟2、回填底基層；

步驟3、底基層壓實后填筑砂墊層，并將砂墊層的頂面做成與波紋鋼管外形匹配的凹陷，凹陷深度為砂墊層厚度的一半，底基層和砂墊層的寬度為管側向外分別延伸T，T>2m；

步驟4、在管側T范圍外的路側回填區進行回填，回填坡度為1:n2，n2為預定值，路側回填區的回填按20cm一層進行分層填筑；

步驟5、將波紋鋼管輕放至砂墊層凹陷處，隨后對管周進行結構性回填，管腋處的回填采用水密法或人工夯實，結構性回填區按每層20cm進行分層填筑，壓實度為93％～95％，管兩側應對稱回填，兩側厚度差不能超過20cm，結構性回填區的高度高于管頂高度100cm以上，在結構性回填區高度以內，壓實機械只能平行于波紋鋼管延伸方向運行，且不得運行至管側150cm范圍內，在結構性回填區高度以外，壓實機械能垂直于波紋鋼管方向運行，在結構性回填區高度以上為路基回填區，按路基方法施工。