[發明專利]一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法

有效

• 申請號: 201511033408.X
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105442464B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 原喜忠;歐陽煜;王立鵬;房建宏
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: E01F5/00
• 分類號: E01F5/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于涵洞加固技術領域，具體涉及一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法。

背景技術

在環境、荷載和不良地質條件等外在因素的作用下，并隨著涵洞運營年限的增加，涵洞將會出現不同程度的結構變形、構件開裂和材料性能劣化等現象，影響到涵洞的正常使用和長期性能。一些病害較為嚴重的涵洞，進一步影響到路基的承載力和路面使用性能，需要及時采取措施進行修復和加固。

對于因地基承載力不足造成的涵洞結構病害，往往采取注漿等技術措施進行加固。對于因承重構件承載能力不足造成的涵洞結構病害，可采用增大結構斷面尺寸(例如，增加涵臺厚度、蓋板涵鋼筋混凝土蓋板厚度和拱涵拱圈厚度)和在涵內設置支撐構件等措施進行加固；也可以通過更換或補強破損構件(例如，更換或補強鋼筋混凝土蓋板或涵管)或減小涵頂荷載(例如，用輕質材料或模量較小的材料置換部分涵頂填土)等方法進行修復。但是，采用更換或補強破損構件方案，對于交通繁忙路段可能會影響道路正常通行，有時還需要修筑臨時通行便道；而對于涵頂填土高度較大的涵洞，需要開挖涵頂和涵側路基，施工難度較大。因此，對于這些工況，應盡可能在涵洞內采取技術措施對涵洞進行修復加固。

近年來，波紋鋼板或波紋鋼管在國內新建涵洞工程中得到了一定程度的應用。由于波紋鋼板或波紋鋼管涵洞具有安裝方便、適應地基變形能力較強等優點，并且造價適中，因而受到公路工程界的廣泛歡迎。

將波紋鋼板或波紋鋼管用于涵洞修復與加固的技術關鍵在于應使波紋鋼板構件與涵洞舊結構共同承受荷載作用，并協同工作。如果采用波紋鋼管對既有涵洞進行加固，并考慮涵洞新舊構件共同承擔荷載作用，則需要在涵臺和蓋板與波紋鋼管之間填充具有傳遞荷載能力的材料。混凝土或砂漿可以作為填充材料，但是可能會造成結構設計偏于保守和不經濟。如果采用成本較低、強度和穩定性較好的的砂礫作為填充材料，則需要解決填充工藝和填充材料密實性的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足，提供一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法。該方法以具有一定承載能力、且均勻密實的固結和固化砂作為固結砂填筑體，使波紋鋼管與涵洞既有結構共同承受荷載作用，協同工作，有效地利用并提高了涵洞的承載力，達到了良好的加固效果。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、在涵洞底部鋪設透水墊層：在涵洞底部鋪設砂礫從而形成透水墊層；

步驟二、安裝補強涵管：將多個波紋鋼管逐次連接形成補強涵管，并將所述補強涵管移至涵洞內，使所述補強涵管安裝在所述透水墊層上，在所述補強涵管與擬加固涵洞之間形成空腔；

步驟三、砌筑內封堵墻：在所述透水墊層上位于所述補強涵管的一端砌筑第一內封堵墻，在所述透水墊層上位于所述補強涵管的另一端砌筑第二內封堵墻；

步驟四、在所述補強涵管內安裝多個振動器；

步驟五、向空腔內灌注飽水砂：向所述空腔內灌注飽水砂形成固結砂填筑體，并在灌注飽水砂的過程中啟動所述振動器對飽水砂進行振動，隨著所述固結砂填筑體高度的增高，并將第一內封堵墻和第二內封堵墻砌筑至涵洞頂部，在砌筑第一內封堵墻和第二內封堵墻時，在所述第一內封堵墻和第二內封堵墻均預留排水孔；

步驟六、當所述固結砂填筑體的高度達到所述補強涵管的高度時，向填充補強涵管以上的空腔內灌注添加有膨脹劑的水泥砂漿，并同時啟動振動器；

步驟七、砌筑外封堵墻：當所述第一內封堵墻上的排水孔無水流排出時，在第一內封堵墻的外側設置第一外封堵墻堵第一內封堵墻上的排水孔；當所述第二內封堵墻上的排水孔無水流排出時，在第二內封堵墻的外側設置第二外封堵墻封堵第二內封堵墻上的排水孔。

上述的一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法，其特征在于：所述排水孔為圓孔且數量為多個，多個所述圓孔沿第一內封堵墻和第二內封堵墻的高度方向間隔布設，排水管由所述圓孔引出。

上述的一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法，其特征在于：所述排水管與真空泵相連接。

上述的一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法，其特征在于：當采用排水板疏干飽水砂中的水分時，所述排水孔為條形孔，當所述固結砂填筑體的高度達到所述補強涵管中部時，在所述固結砂填筑體上引出穿過所述排水孔的排水板，并在所述排水板上包裹排水土工織物。

上述的一種用波紋鋼管和固結砂加固涵洞的方法，其特征在于：所述透水墊層頂面鋪設有一層透水土工織物。