深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构及连接结构的制作方法

1.本发明涉及土建施工领域，尤其是一种深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构及连接结构。

背景技术：

2.对于在深厚软土地区的涵洞，现行规范一般采用复合地基进行处理，如搅拌桩、旋喷桩、cfg桩和预应力管桩等。首先施工桩基，进入稳定持力层一定深度，加固基底的深厚软土，再在桩基上部设置一层含土工格栅的级配砂砾石垫层，形成复合地基，作为涵洞的地基，可减少沉降和保证稳定性。我国沿海地区，存在广阔的深厚淤泥质软土，软土具有天然含水量高、承载力低、压缩性高、力学性质差等特点，涵洞直接作用在软土地基上，其自重和上部路基、车辆荷载会产生附加沉降，致使涵洞发生过大的沉降和失稳等不利影响。工程上一般采用复合地基对软土进行处理，如水泥搅拌桩、高压旋喷桩、预应力混凝土管桩和cfg桩等。而对于深厚软土采用复合地基处理，工程实践中存在一些问题，水泥土搅拌桩和高压旋喷桩施工质量很难控制，cfg桩桩长过大后很容易出现断桩现象，预应力混凝土管桩地基虽刚度大、沉降小但造价非常昂贵。施工质量无法保证、工后沉降大或工程造价高等一直是深厚软土地区涵洞等构筑物地基处理的主要问题，需要一种更好的方法来解决这个问题。
3.现有公开发表的发明专利“一种软土中管道抗上浮的涵洞结构”，授权公告号：cn2030023633u的技术方案为：包括多个结构相同的u形底座、与多个底座相应个数的盖板和两块侧板；u形底座底部和盖板下表面沿轴均设有多条底座肋条,管道安装在盖板肋条和底座肋条间,u形底座和盖板用螺栓连接,两块侧板通过螺栓与涵洞结构两端的u形底座侧面连接。在埋深浅的薄弱段或特殊段沿管道敷设方向在管道外间隔设置涵洞结构,涵洞结构由预制钢筋混凝土u形底座和盖板拼装连接而成,从而人工设置了管道横向屈曲薄弱段。本发明采取涵洞内不填充的方式减弱管道水平方向的约束,诱发管道在温度上升和管道内压引起的轴向高应力作用下在涵洞内发生横向屈曲变形,释放轴向高应力,避免发生管道上浮,影响管道正常使用。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种实现涵洞沉降较小、弱透水的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构及连接结构。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，包括箱涵基础单元，所述箱涵基础单元包括至少一个基础隔舱，所述基础隔舱内部为中空的结构，所述箱涵基础单元还包括至少一个箱涵结构，基础隔舱与箱涵结构之间互相连接，箱涵结构通过基础隔舱所产生的浮力而得到支撑。
6.进一步的是，所述基础隔舱设置于箱涵结构的两侧。
7.进一步的是，所述基础隔舱由隔舱中板以及基础侧壁合围构成。
8.进一步的是，所述箱涵结构为箱涵或者管涵。
9.进一步的是，所述基础隔舱顶部设置有基础顶板。
10.进一步的是，包括至少两个箱涵基础单元，相邻的箱涵基础单元之间通过螺栓锚固体进行连接。
11.进一步的是，所述螺栓锚固体包括螺纹钢筋、设置于螺纹钢筋两端的螺母以及套接于螺纹钢筋上且设置于螺母之间的钢垫片构成。
12.进一步的是，相邻的箱涵基础单元之间的贴合面上设置有橡胶止水条。
13.进一步的是，在所述连接的箱涵基础单元所构成的整体结构中，位于端头处的箱涵基础单元通过锚杆或者锚链进行固定。
14.进一步的是，锚杆或者锚链与箱涵基础单元之间通过锚杆锚头进行固定连接。
15.本发明的有益效果是：一、箱涵基础单元可直接在工厂预制，施工灵活、简单，质量可靠，且施工周期短；二、无需如传统施工方式一样设置复合刚性桩地基作为涵洞基础，本发明施工风险较小，成本较低，施工速度快，工程投资小；三、隔仓式船筏基础整体性好，涵洞结构可整体预制或现浇，无需设置沉降缝，消除涵洞不均匀沉降而产生的裂缝，实现涵洞不透水；四、涵洞基础为隔仓式，空心体积大，浮力较大，可抵消涵洞重力和上部道路车辆荷载，实现涵洞较小沉降。在实际施工时，在基础设置锚杆锁定装置，竖向可实现水位变动下的抗浮，以及减少水平方向基础的漂浮位移。本发明尤其适用于箱涵结构的施工之中。
附图说明
16.图1是本发明的箱涵基础单元的示意图。
17.图2是本发明的箱涵基础单元之间连接构成整体后的示意图。
18.图3是本发明的箱涵基础单元之间连接构成整体后的侧面示意图。
19.图4是本发明的螺栓锚固体的示意图。
20.图中标记为：道路路基地面1、箱涵搭板2、箱涵结构3、锚杆锚头4、锚杆5、箱涵基础单元6、螺栓锚固体7、基础顶板8、基础隔舱9、隔舱中板10、基础侧壁11、橡胶止水条12、软土13、基覆界限14、基岩15、基础垫层16、螺纹钢筋17、钢垫片18、螺母19。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明进一步说明。
22.深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，包括箱涵基础单元6，所述箱涵基础单元6包括至少一个基础隔舱9，所述基础隔舱9内部为中空的结构，所述箱涵基础单元6还包括至少一个箱涵结构3，基础隔舱9与箱涵结构3之间互相连接，箱涵结构3通过基础隔舱9所产生的浮力而得到支撑。所述所述箱涵结构3可以为箱涵或者管涵。
23.所述的隔仓式船筏涵洞基础，为一种由隔仓式船筏基础单元、螺栓锚固体和基础锚杆锁定系统组成，螺栓将多个基础单元锚固在一起，形成结构整体受力基础，锚杆锁定系统可固定整体基础的平面和竖向位置，同时涵洞结构两侧设置的环形橡胶止水条可确保隔仓式船筏涵洞基础防水效果。。在实际布置时，如图1所示，为了实现箱涵结构3受到的浮力的支撑力更均衡，优选所述基础隔舱9设置于箱涵结构3的两侧。一般的，为了低成本的构建基础隔舱9，优选所述基础隔舱9由隔舱中板10以及基础侧壁11合围构成。
24.在实际布置时，如图2中右侧的横向箭头所示，车辆从右往左行驶。为了便于让车
辆可以顺畅的经过本装置，所述基础隔舱9顶部设置有基础顶板8。
25.另外，为了提供充分稳定的浮力的支撑力，优选包括至少两个箱涵基础单元6，相邻的箱涵基础单元6之间通过螺栓锚固体7进行连接。如图2所示，箱涵基础单元6之间连接时，可以保证箱涵基础单元6之间稳定的连接，保证箱涵结构3的施工更可控。进一步的，优选所述螺栓锚固体7包括螺纹钢筋17、设置于螺纹钢筋17两端的螺母19以及套接于螺纹钢筋17上且设置于螺母19之间的钢垫片18构成。在此基础上，为了防止外部积水对箱涵基础单元6内的影响，优选相邻的箱涵基础单元6之间的贴合面上设置有橡胶止水条12。在实际连接时，在所述连接的箱涵基础单元6所构成的整体结构中，位于端头处的箱涵基础单元6通过锚杆5或者锚链进行固定。锚杆5或者锚链与箱涵基础单元6之间通过锚杆锚头4进行固定连接。
26.本发明具体的施工方式如下：一、计算涵洞基础尺寸。根据道路宽度及车辆运输重量，确定箱涵结构3尺寸和基础单元数量(为便于运输，每个单元宽度可为2m)。考虑上部道路荷载、涵洞和基础自重、基础浮力和锚杆拉力，通过基础竖向受力平衡分析，计算基础单元的尺寸和隔仓数量，并布置和给每个单元编号。二、预制箱涵基础单元6。在工厂预制箱涵基础单元6，预留相应螺栓锚固孔位，及最外侧两个单元的四个锚头(锚头与基础结构间的连接刚度须加强)。若不便预制，也可在现场直接整体现浇。三、将预制的箱涵基础单元6，运输至项目施工现场。四、开挖沟槽、施工垫层和划出单元位置。根据基础大小，开挖支护沟槽。为减少基础不均匀沉降，在基础底部设置一层20cm厚垫层，层内设置2层土工格栅。测量放线，标记出每个单元的位置边线，以便吊装定位。五、吊装、连接基础。将箱涵基础单元6逐一吊装至沟槽内指定位置，调整基础至设计高程，采用螺栓锚固体连接各单元基础,同时实施橡胶止水条，至紧密状态。六、箱涵结构3施工。吊装预制箱涵结构3至箱涵基础单元6内，或者在基础内现场浇筑施工涵洞结构。七、基础位置锁定系统施工。在基础四个角，锚杆与锚头连接，锁定已拼装好的涵洞基础的平面位置，锚杆打入基岩一定深度，满足规范抗浮计算要求。当软土厚度太深，锚杆效果不佳，可采用锚链和锚锭作为基础锁定系统。八、搭板施工。为了减少在涵洞基础与道路过渡段跳车现象，设置过渡段连接搭板(当为填方路基时，无须设置搭板)。九、完成道路和路面施工。

技术特征：

1.深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，其特征在于：包括箱涵基础单元(6)，所述箱涵基础单元(6)包括至少一个基础隔舱(9)，所述基础隔舱(9)内部为中空的结构，所述箱涵基础单元(6)还包括至少一个箱涵结构(3)，基础隔舱(9)与箱涵结构(3)之间互相连接，箱涵结构(3)通过基础隔舱(9)所产生的浮力而得到支撑。2.如权利要求1所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，其特征在于：所述基础隔舱(9)设置于箱涵结构(3)的两侧。3.如权利要求1或2所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，其特征在于：所述基础隔舱(9)由隔舱中板(10)以及基础侧壁(11)合围构成。4.如权利要求1或2所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，其特征在于：所述箱涵结构(3)为箱涵或者管涵。5.如权利要求1或2所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，其特征在于：所述基础隔舱(9)顶部设置有基础顶板(8)。6.利用权利要求1、2、3、4或5所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构所形成的连接结构，其特征在于：包括至少两个箱涵基础单元(6)，相邻的箱涵基础单元(6)之间通过螺栓锚固体(7)进行连接。7.利用权利要求6所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构所形成的连接结构，其特征在于：所述螺栓锚固体(7)包括螺纹钢筋(17)、设置于螺纹钢筋(17)两端的螺母(19)以及套接于螺纹钢筋(17)上且设置于螺母(19)之间的钢垫片(18)构成。8.利用权利要求6所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构所形成的连接结构，其特征在于：相邻的箱涵基础单元(6)之间的贴合面上设置有橡胶止水条(12)。9.利用权利要求6所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构所形成的连接结构，其特征在于：在所述连接的箱涵基础单元(6)所构成的整体结构中，位于端头处的箱涵基础单元(6)通过锚杆(5)或者锚链进行固定。10.利用权利要求9所述的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构所形成的连接结构，其特征在于：锚杆(5)或者锚链与箱涵基础单元(6)之间通过锚杆锚头(4)进行固定连接。

技术总结

本发明涉及土建施工领域，尤其是一种实现涵洞沉降较小、弱透水的深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构及连接结构。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：深厚软土地基隔仓式船筏涵洞结构，包括箱涵基础单元，所述箱涵基础单元包括至少一个基础隔舱，所述基础隔舱内部为中空的结构，所述箱涵基础单元还包括至少一个箱涵结构，基础隔舱与箱涵结构之间互相连接，箱涵结构通过基础隔舱所产生的浮力而得到支撑。本发明尤其适用于箱涵结构的施工之中。本发明尤其适用于箱涵结构的施工之中。本发明尤其适用于箱涵结构的施工之中。