一種軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)主要由散體材料短樁、塑料排水板、水平排水墊層、豎向注漿管和水平注漿管組成；散體材料短樁設(shè)于水平排水墊層以下，其內(nèi)布設(shè)豎向注漿管和塑料排水板；水平排水墊層鋪設(shè)于路堤填料以下，其內(nèi)鋪設(shè)水平注漿管；水平注漿管和豎向注漿管通過三通接頭相互連通；路基排水預(yù)壓結(jié)束后，通過豎向注漿管和水平注漿管分別向散體材料短樁與水平排水墊層內(nèi)壓漿形成豎向注漿封閉短樁及漿固墊層承載板。本發(fā)明不但可以通過路基土的排水固結(jié)改善路基土的性能，而且可以解決排水固結(jié)法處理路段工后沉降量過大的問題，還可以通過壓漿提高路基的承載能力和整體性。本發(fā)明還公開了上述結(jié)構(gòu)的施工方法。
【專利說明】一種軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于地基工程領(lǐng)域，適用于軟土層厚度大、地基沉降控制要求高的道路工程新建或改擴(kuò)建項目的地基處理工程。
【背景技術(shù)】
[0002]軟土在我國分布廣泛，在沿海和河流的中下游及湖泊附近均有軟土覆蓋層深厚地區(qū)。我們在公路的施工中經(jīng)常遇到穿越農(nóng)田、河道或土體含水量大，地下水較多的情況，也就是所謂的軟土地基。軟土具有含水量大，抗剪強(qiáng)度低，超載能力差的特性。如果不處理或處理不當(dāng)，就會造成地基失穩(wěn)，不但會引起路面結(jié)構(gòu)破壞、橋頭跳車等工程問題，還會影響行車的舒適性，造成通過車輛大幅度減速，甚至造成行車事故。因此，路基沉降問題，特別是軟土路基沉降控制問題已成為影響高等級公路等路基工程質(zhì)量、造價、運營修護(hù)成本、運營效益等重要因素，這已引起工程界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
[0003]由于影響軟土路基沉降的因素很多，建造于軟土地基上的路基工程，在設(shè)計時雖已采取了一定的病害防治措施，如采用剛性樁或柔性樁復(fù)合地基加固處理高填土路段或臺背填筑前地基、不同處理方式間設(shè)置過渡段、合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物、采用輕質(zhì)土填料、嚴(yán)格控制填料質(zhì)量、設(shè)置橋臺搭板等等，但一些路段在投入運營后一段時間內(nèi)，仍然會發(fā)生軟基沉降異?，F(xiàn)象。
[0004]目前，對于軟土地基的處理措施主要有兩類，一類為排水固結(jié)預(yù)壓法，另一類為復(fù)合樁基方法。排水固結(jié)預(yù)壓法即先在需處理的地基內(nèi)打入排水體，排水體內(nèi)設(shè)有排水通道，然后對地基進(jìn)行預(yù)壓，使地基中的孔隙水從排水通道排出，從而達(dá)到加固地基的目的。這種方法的工期需要很長，需要充分的預(yù)壓和排水固結(jié)時間，且無法解決軟土地基本身所固有的次固結(jié)原因而引起的工后沉降問題。復(fù)合樁基方法即軟土地基中打入大量各種方式的樁形成復(fù)合樁基來達(dá)到減小地基沉降的目的，這種方式的造價很高，是排水固結(jié)方法造價的十幾倍甚至幾十倍以上，不能在實際工程中大量使用。尤其在地基土體強(qiáng)度較低，需要打很多的樁，工程造價非常昂貴。
[0005]已有一種復(fù)合加筋排水式土工格柵，包括塑料雙向土工格柵與復(fù)合加筋吸排水帶，復(fù)合加筋吸排水帶設(shè)置在雙向土工格柵的橫向或者縱向的筋條之上，與不同向筋條交叉形成的節(jié)點固定，且與同向筋條間隔設(shè)置。復(fù)合加筋吸排水帶是以排水芯板基板，在排水芯板的上面和下面各設(shè)置一層網(wǎng)狀吸排水體，在網(wǎng)狀吸排水體內(nèi)縱向穿插高強(qiáng)鋼絲，在吸排水體的上面與下面各鋪設(shè)一層水平網(wǎng)狀加筋，并在復(fù)合加筋吸排水帶的兩端均設(shè)置豎向支撐加筋，然后用土工布濾膜整體包覆。上述結(jié)構(gòu)雖具有排水功能，且有利于地基表面的水排至兩側(cè)邊溝，但難以解決路基的后期固結(jié)問題，當(dāng)土體固結(jié)度滿足要求時，地基的后期沉降量容易出現(xiàn)異常。
[0006]綜上所述，盡管工程中已有一些可用于處治公路路基施工期沉降問題的方法，這種方法的工期需要很長，需要充分的預(yù)壓和排水固結(jié)時間，且無法解決軟土地基本身所固有的次固結(jié)原因而引起的工后沉降問題。復(fù)合樁基方法即軟土地基中打入大量各種方式的樁形成復(fù)合樁基來達(dá)到減小地基沉降的目的，這種方式的造價很高，是排水固結(jié)方法造價的十幾倍甚至幾十倍以上，不能在實際工程中大量使用。尤其在地基土體強(qiáng)度較低，需要打很多的樁，工程造價非常昂貴。
[0007]鑒于此，為了豐富公路路基沉降控制方法，更好的解決公路施工期沉降問題，目前亟需發(fā)明一種可同時加速路基土體固結(jié)、提高路基承載能力、有效控制后期沉降變形量的新型路基加固結(jié)構(gòu)及施工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種路基處理和沉降控制結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)不僅可以在路基施工期間可起到排水固結(jié)的作用，而且可以在預(yù)壓期結(jié)束后通過壓漿形成縱、橫向注漿加固承載體，達(dá)到在較低造價的前提下縮短工期、提高地基加固效果的目的。
[0009]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)主要由散體材料短樁、塑料排水板、水平排水墊層、豎向注漿管和水平注漿管組成；散體材料短樁設(shè)于水平排水墊層以下，其內(nèi)布設(shè)豎向注漿管和塑料排水板；水平排水墊層鋪設(shè)于路堤填料以下，其內(nèi)鋪設(shè)水平注漿管；水平注漿管和豎向注漿管通過三通接頭相互連通。
[0010]塑料排水板設(shè)于散體材料短樁的中心線位置，塑料排水板底端長于散體材料短樁，植入下部軟弱土體內(nèi)。
[0011]所述豎向注漿管設(shè)置于塑料排水板的一側(cè)，底端可以與散體材料短樁齊平，或者伸出散體材料短樁底端。
[0012]水平注漿管可采用PPR波紋管、PVC雙壁波紋管、PE雙壁波紋管或HDPE雙壁波紋管，在管壁部位沿縱向均勻間隔設(shè)置有花孔，并在管壁外側(cè)包覆土工布，設(shè)于水平排水墊層內(nèi)。
[0013]豎向注漿管設(shè)置于散體材料樁內(nèi)，與水平注漿管材料相同，管徑與水平注漿管相等或略小。
[0014]軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)的施工方法，主要包括以下步驟:
1)施工準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計要求，平整場地，鋪設(shè)砂墊層，組織施工機(jī)械進(jìn)場；
2)豎向排水體打設(shè):在設(shè)計位置先后打入豎向注漿管和塑料排水板，豎向注漿管的頂部伸出原地面一定長度；
3)水平排水體鋪設(shè):鋪設(shè)水平排水墊層和水平注漿管，并將豎向注漿管與水平注漿管連通，確保緊密連接；
4)路堤填筑:根據(jù)設(shè)計要求在水平排水墊層上部填筑路堤填料，隨后進(jìn)行路基預(yù)壓，使路基土體排水固結(jié)；
5)壓漿封堵排水系統(tǒng):預(yù)壓結(jié)束后，通過注漿管向水平排水墊層和散體材料樁內(nèi)壓漿，形成漿固墊層承載板和豎向注漿封閉短樁；
6)開口封堵:壓漿結(jié)束后，封堵水平注漿管，并修整兩側(cè)邊坡；
7)路面結(jié)構(gòu)施工:待壓漿混凝土初凝后，進(jìn)行上部路面結(jié)構(gòu)施工。
[0015]本發(fā)明具有以下特點: (I)本發(fā)明設(shè)置在路基內(nèi)及水平排水墊層內(nèi)的排水體，僅在施工期發(fā)揮排水效應(yīng)，路堤預(yù)壓期結(jié)束后對排水體進(jìn)行注漿封堵，既可發(fā)揮排水系統(tǒng)提高路基土體固結(jié)度的作用，又可解決排水體在運營期繼續(xù)排水、地基土體沉降而導(dǎo)致變形量過大的問題；
(2 )本發(fā)明結(jié)構(gòu)在預(yù)壓期結(jié)束后，通過注漿管向豎向及水平排水體內(nèi)壓漿，可在路基內(nèi)形成漿固短樁、在水平排水墊層內(nèi)形成橫向漿固體，有助于增強(qiáng)路基的整體性、提高路基的承載能力。
[0016](3)本發(fā)明結(jié)構(gòu)可根據(jù)工程實際情況，確定進(jìn)行壓漿的時機(jī)、位置，以及壓漿量，實現(xiàn)了對路基加固質(zhì)量、承載能力、沉降變形的動態(tài)控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明軟土路基排水預(yù)壓期結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；
圖2是本發(fā)明軟土路基排水后封堵期結(jié)構(gòu)的橫斷面圖；
圖3是本發(fā)明軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)的水平剖視圖；
圖44至圖4-4是本發(fā)明軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)的施工流程示意圖。
[0018]圖中:1 一水平排水墊層；2—散體材料短樁；3—水平注漿管；4一豎向注漿管；5—三通接頭；6—塑料排水板；7—花孔；8—土工布；9一漿固墊層承載板；10—豎向注漿封閉短樁；11 一路堤；12—軟土層；13—相對持力層。
具體實施例
[0019]本實施方式中路堤和路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工技術(shù)要求、水平排水墊層、豎向排水體水平注漿管、豎向注漿管的施工技術(shù)要求等本實施例中不再累述，重點闡述本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)的實施方式。
[0020]圖1是本發(fā)明軟土路基排水預(yù)壓期結(jié)構(gòu)的橫斷面圖，圖2是本發(fā)明軟土路基排水后封堵期結(jié)構(gòu)的橫斷面圖，圖3是本發(fā)明軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)的水平剖視圖。參照圖1、圖2、圖3所示，所需加固的公路為雙向六車道一級公路，路堤內(nèi)的排水體壓漿封堵完成后的橫斷面主要由漿固墊層承載板9、豎向注漿封閉短樁10、路堤11組成；施工期路堤排水預(yù)壓結(jié)構(gòu)主要由水平排水墊層1、散體材料短樁2、水平注漿管3、豎向注漿管4和塑料排水板6組成。
[0021]水平排水墊層I厚度為0.5m，采用級配良好的中粗砂；在水平排水墊層I內(nèi)橫向均勻間隔設(shè)置碎碌石材料，橫向間隔為3m,碎碌石材料橫斷面寬度為0.5m。
[0022]水平排水墊層I內(nèi)鋪設(shè)水平注漿管3，管徑為40mm，水平注漿管3采用45#無縫鋼管，強(qiáng)度等級為Q235，注漿鋼管3壁厚為5mm，鋼管的外側(cè)壁上鉆花孔7，并且包覆有土工布8。
[0023]豎向排水體采用直徑為500mm的散體材料短樁2與寬度為150mm的塑料排水板6的組合結(jié)構(gòu)，散體材料短樁2內(nèi)填充粒徑均勻的中粗砂；沿散體材料短樁2的中心線方向先后豎向注漿管4和插入塑料排水板6，塑料排水板6插入至地基以下的相對持力層13內(nèi)50(Tl000mm ;豎向注漿管4的材料與水平注漿管3相同，頂端與水平注漿管3之間采用三通接頭5連接。
[0024]預(yù)壓期結(jié)束后，通過水平注漿管3和豎向注漿管4分別向水平排水墊層I和散體材料短樁2內(nèi)壓漿，分別形成漿固墊層承載板9和豎向注漿封閉短樁10 ;壓漿漿液先采用水灰比為5:1的高水灰比水泥漿液，再采用水灰比為1:1的中低水灰比水泥漿液進(jìn)行注漿；水泥采用42.5#普通娃酸鹽水泥。
[0025]注漿完成后將水平注漿管3的另一端封閉，并封堵開挖面上注漿管周圍土體，防止?jié){液流出。
[0026]圖4-1至圖4-4是本發(fā)明軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)的施工流程示意圖，參照圖4-1至圖4-4所示，軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)包括以下施工步驟:
1)施工準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計要求，平整場地，鋪設(shè)砂墊層，組織施工機(jī)械進(jìn)場；
2)豎向排水體打設(shè):在設(shè)計位置先后打入豎向注漿管4和塑料排水板6，豎向注漿管4的頂部伸出原地面一定長度；
3)水平排水體鋪設(shè):鋪設(shè)水平排水墊層I和水平注漿管3，并將豎向注漿管4與水平注漿管I連通，確保緊密連接；
4)路堤填筑:根據(jù)設(shè)計要求在水平排水墊層I上部填筑路堤填料，隨后進(jìn)行路基預(yù)壓，使路基土體排水固結(jié)；
5)壓漿封堵排水系統(tǒng):預(yù)壓結(jié)束后，通過注漿管向水平排水墊層I和散體材料樁2內(nèi)壓漿，形成漿固墊層承載板9和豎向注漿封閉短樁10 ；
6)開口封堵:壓漿結(jié)束后，封堵水平注漿管1，并修整兩側(cè)邊坡；
7)路面結(jié)構(gòu)施工:待壓漿混凝土初凝后，進(jìn)行上部路面結(jié)構(gòu)施工。
【權(quán)利要求】
1.一種軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述結(jié)構(gòu)主要由散體材料短樁、塑料排水板、水平排水墊層、豎向注漿管和水平注漿管組成；散體材料短樁設(shè)于水平排水墊層以下，其內(nèi)布設(shè)豎向注漿管和塑料排水板；水平排水墊層鋪設(shè)于路堤填料以下，其內(nèi)鋪設(shè)水平注漿管；水平注漿管和豎向注漿管通過三通接頭相互連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述塑料排水板設(shè)于散體材料短樁的中心線位置，塑料排水板底端長于散體材料短樁，植入下部軟弱土體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述豎向注漿管設(shè)置于塑料排水板的一側(cè)，底端可以與散體材料短樁齊平，或者伸出散體材料短樁底端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述水平注漿管可采用PPR波紋管、PVC雙壁波紋管、PE雙壁波紋管或HDPE雙壁波紋管，在管壁部位沿縱向均勻間隔設(shè)置有花孔，并在管壁外側(cè)包覆土工布，設(shè)于水平排水墊層內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)，其特征在于所述豎向注漿管設(shè)置于散體材料樁內(nèi)，與水平注漿管材料相同，管徑與水平注漿管相等或略小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5所述軟土路基排水預(yù)壓后封堵結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于包括以下步驟: 1)施工準(zhǔn)備:根據(jù)設(shè)計要求，平整場地，鋪設(shè)砂墊層，組織施工機(jī)械進(jìn)場； 2)豎向排水體打設(shè):在設(shè)計位置先后打入豎向注漿管和塑料排水板，豎向注漿管的頂部伸出原地面一定長度； 3)水平排水體鋪設(shè):鋪設(shè)水平排水墊層和水平注漿管，并將豎向注漿管與水平注漿管連通，確保緊密連接； 4)路堤填筑:根據(jù)設(shè)計要求在水平排水墊層上部填筑路堤填料，隨后進(jìn)行路基預(yù)壓，使路基土體排水固結(jié)； 5)壓漿封堵排水系統(tǒng):預(yù)壓結(jié)束后，通過注漿管向水平排水墊層和散體材料樁內(nèi)壓漿，形成漿固墊層承載板和豎向注漿封閉短樁； 6)開口封堵:壓漿結(jié)束后，封堵水平注漿管，并修整兩側(cè)邊坡； 7)路面結(jié)構(gòu)施工:待壓漿混凝土初凝后，進(jìn)行上部路面結(jié)構(gòu)施工。
【文檔編號】E02D3/10GK103790151SQ201410032467
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】徐辭劍, 田向東, 葉國江, 薛玉明 申請人:江蘇中瑞路橋建設(shè)有限公司