CN104631251A - 一种用于桥头处理的土工格室轻质混合土加筋结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于桥头处理的土工格室轻质混合土加筋结构,包括轻质混合土、普通填料和土工格室,所述土工格室的一端固定在桥涵台背,另一端固定在路基,土工格室由上到下平行设置多层,相邻两层土工格室之间充填普通填料,轻质混合土填充在土工格室内部,土工格室长度从上至下逐层递减构成楔形或棱台。本发明结构可以有效地减小路桥过渡段不均匀沉降,减弱桥头跳车问题,提高行车的舒适性和安全性,同时极大地减小桥头处理的养护费用,经济效益显著。

Description

一种用于桥头处理的土工格室轻质混合土加筋结构
技术领域
本发明涉及一种新型的加筋路基,具体地说是用于桥头处理的楔形土工格室轻质混合土加筋结构。
背景技术
目前国内外针对桥头跳车这一公路病害的处理,常在路桥过渡段设置桥头搭板,或进行地基加固处理,如浅层换填、挤密砂桩、水泥搅拌桩、CFG桩、以及管桩等方法。从工程实践效果来看,桥头搭板末端与路基交界处的路面容易出现差异沉降和横向裂缝,容易出现“二次跳车”问题,其作用只是将跳车位置后移,不能解决桥头跳车问题;采用加固地基处理方式时,由于桥头路段路堤填土高度较大,也不能根本消除桥头差异沉降;而采用土工合成材料柔性加筋时,若土工格室内填料为普通填料,由于其自重大、对振动波吸收效果差等仍然会导致路堤有较大沉降;若仅采用轻质混合土充当桥背后填料,而不配合使用土工合成材料,则由于失去了侧向约束作用,不能有效分散附加应力,路堤的变形将很难控制,且其成本将会大大提高。因此研究新型合理的桥涵台背过渡段路堤铺筑技术有很大的必要性。
发明内容
本发明克服现有技术中的不足,根据“刚柔过渡”处治桥头跳车的原理,提供一种楔形土工格室轻质混合土路堤技术,利用土工格室能有效分散附加应力和轻质混合土自重小、对振动波吸收效果好等特点可以有效地减小路桥过渡段不均匀沉降,减弱桥头跳车问题,提高行车的舒适性和安全性,同时极大地减小桥头处理的养护费用,经济效益显著。
本发明的技术方案是:
利用土工格室加固层新颖的立体结构和独特的加固机理,形成整体性好、刚度较大的柔性结构层,采用模量渐变原理,同时利用轻质混合土自重小、对振动波吸收效果好的特点,在路桥过渡段设置楔形加固区,即内含轻质混合土的土工格室。柔性结构层一端固定于桥台,另一端与路基相连,消除过大的差异沉降,实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡。
一种用于桥头处理的土工格室轻质混合土加筋结构,包括轻质混合土、普通填料和土工格室,所述土工格室的一端固定在桥涵台背,另一端固定在路基,土工格室由上到下平行设置多层,相邻两层土工格室之间充填普通填料,轻质混合土填充在土工格室内部,内含轻质混合土的土工格室的长度从上至下逐层递减构成楔形或棱台。
所述轻质混合土为将原料土、聚氨酯泡沫颗粒、水泥、水按照一定配比搅拌后现场浇筑而成。
所述普通填料为砂土、级配碎石等有别于轻质混合土的一般填料。
所述土工格室为一种采用高强塑料制成的三维立体带网孔的土工合成材料。其规格为土工格室片材厚1.25mm,格室高度10cm或15cm,格室焊距为40cm或47cm;土工格室强度指标:拉伸强度≥25MPa,拉伸模量≥650MPa,焊缝常温剥离强度≥100Ncm,低温脆化温度≤-50℃。
所述土工格室的布置形式为上疏下密布置,一般铺设3~5层,间距控制在1m~2m之间,且由上至下递增;顶层格室长度一般为8m~15m,且从上至下逐层递减。
优选所述土工格室的递减坡度为1:1。所述递减坡度的定义是加固高度/(顶层长度一底层长度)。
所述的一种用于路桥连接的楔形土工格室轻质混合土加筋结构的施工方法,包括以下步骤:
(1)整平地面并振压
对桥涵台背与路基的过渡区域的地基表面进行整平振压;
(2)铺设底层土工格室、普通填料和轻质混合土
将土工格室一端固定到桥涵台背,另一端固定到路基,铺料采用人工和机械相结合的方式,先用机械填充至虚填厚度,再用人工填充死角,然后整平;
(3)压实
采用振动压路机压实;
(4)重复步骤(2)和(3)铺设土工格室、普通填料和轻质混合土并压实;直至顶层土工格室铺设完毕,压实。
本发明的优点在于,采用土工格室轻质混合土加筋结构处理路桥过渡段可以大大减少公路建设部门每年对桥头进行维修而投入的资金,减小每年桥头处理的养护费用,经济效益显著;利用土工格室有效分散附加应力和轻质混合土自重小、吸收振动波效果好等特点可以有效地消除桥台与桥背后路堤之间过大的差异沉降,实现刚性桥台与柔性路基模量的平稳过渡,减小公路桥头跳车问题,提高行车的舒适性和安全性,产生很好的社会效益。
附图说明
图1——本发明结构的纵剖面示意图。
具体实施方式
如图1所示,土工格室3的一端固定在桥涵台背2,另一端固定在路基5,土工格室3由上到下平行设置多层,相邻两层土工格室3之间充填普通填料,轻质混合土4填充在土工格室3内部,内含轻质混合土4的土工格室3的长度从上至下逐层递减构成楔形或棱台。
所述土工格室3的布置形式为上疏下密布置,一般铺设3~5层,间距控制在1m~2m之间,且由上至下递增;顶层格室长度一般为8m~15m,且从上至下逐层递减。
优选所述土工格室3的递减坡度为1∶1。所述递减坡度的定义是加固高度/(顶层长度-底层长度)。
图1中粗实线表示土工格室长度,粗实线方向为长度方向,顶层土工格室的高度为土工格室的加固高度。
土工格室3固定在桥涵台背2的固定方式可采用已有的连接方式如采用合页式连接。
土工格室3固定于路基5的方式可以采用钢钎或填料固定。
用于桥头处理的楔形土工格室轻质混合土加筋结构的施工方法作为一种新方法,现行规范中没有相应的施工要求,现将其施工工艺详述如下:
(1)整平地面并振压
对将要安装土工格室的地基表面1进行整平振压;
(2)铺设底层土工格室、普通填料和轻质混合土
a首先在施工前对购进的土工格室材料进行检查验收,材料必须有出厂合格证和测试报告,每5000m2应随机抽样并测试,结果必须达到材料规格和性能要求。
土工格室规格:土工格室片材厚1.25mm,格室高度10cm或15cm,格室焊距为40cm或47cm;土工格室强度指标:拉伸强度≥25MPa,拉伸模量≥650MPa,焊缝常温剥离强度≥100Ncm,低温脆化温度≤-50℃。
b在桥涵台背2安装固定件,固定件安装前先用墨汁线按设计标高要求在桥涵台背2上弹出一条水平线,然后用钢卷尺以20cm间距在水平线上划出十字标志点,然后用射钉枪(或电转机)把Φ10~Φ12锚钉或同样尺寸的膨胀螺栓打入桥涵台背2中,再安装固定件,全部安装完以后,检查安装质量。
c根据布置区域的大小对土工格室的不同规格尺寸进行合理配置。首先,采用Φ6的钢纤(须采取一定的防腐措施)或合页式插销将土工格室连接在固定件上,把土工格室一端拉到指定尺寸,用钢钎或填料固定到路基,再用力张开整块土工格室,相邻土工格室板块采用合页式插销整体连接。完全张拉开土工格室后,在四周用钢钎或普通填料固定,否则,严禁进行下一工序施工。
d轻质混合土填料要求搅拌均匀,铺料采用人工和机械相结合的方式,机械虚填厚度达到要求时,用人工填充桥台附近死角,然后整平。普通填料要求颗粒均匀,最大粒径不得大于5cm。每层格室填料的虚填厚度不大于30cm,但不宜小于20cm。格室未填料前,严禁机械设备在其上行驶。
(3)压实
台背路基压实与现行规范要求基本一致。施工中采用振动压路机压实。台背附近,采用小型振动压实机和打夯设备压实,格室层机械压实次数应高于其他层1~2遍。
重复步骤(2)和(3)铺设上层的土工格室、普通填料和轻质混合土并压实;直至顶层土工格室铺设完毕,压实。
施工完毕后进行检查验收:
①加筋结构以压实度标准进行检查验收,其压实度与该部位路基压实相同;
②台背固定锚钉按其总数的2%进行检查,要求锚钉锚固力≥1kN;
③配合施工进度,对各桥台进行沉降、回弹模量、变形模量等项目的现场测试,获取必要参数。
本发明的保护范围并不仅仅局限于本实施方式的描述。

Claims (7)

1.一种用于路桥连接的土工格室轻质混合土加筋结构,包括轻质混合土、普通填料和土工格室,其特征在于,所述土工格室的一端固定在桥涵台背,另一端固定在路基,土工格室由上到下平行设置多层,相邻两层土工格室之间充填普通填料,轻质混合土填充在土工格室内部。土工格室从上至下逐层递减形成楔形。
2.根据权利要求1所述的楔形土工格室轻质混合土加筋结构,其特征在于,所述轻质混合土为将原料土、聚氨酯泡沫颗粒、水泥、水按照一定配比搅拌,现场浇筑而成。
3.根据权利要求1所述的楔形土工格室轻质混合土加筋结构,其特征在于,所述普通填料为砂土、级配碎石等有别于轻质混合土的一般填料。
4.根据权利要求1所述的楔形土工格室轻质混合土加筋结构,其特征在于,所述土工格室为一种采用高强塑料制成的三维立体带网孔的土工合成材料。
5.根据权利要求1所述的楔形土工格室轻质混合土加筋结构,其特征在于,所述土工格室一般铺设3~5层,上疏下密布置,间距控制在1m~2m之间,且由上至下递增;顶层格室长度一般为8m~15m,且从上至下逐层递减,递减坡度为1∶1。
6.根据权利要求5所述的楔形土工格室轻质混合土加筋结构,其特征在于,所述递减坡度的定义是加固高度/(顶层长度一底层长度)。
7.权利要求1所述的一种用于路桥连接的楔形土工格室轻质混合土加筋结构的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)整平地面并振压
对桥涵台背与路基的过渡区域的地基表面进行整平振压;
(2)铺设底层土工格室、填料和轻质混合土
将土工格室一端固定到桥涵台背,另一端固定到路基,铺料采用人工和机械相结合的方式,先用机械填充至虚填厚度,再用人工填充死角,然后整平;
(3)压实
采用振动压路机压实;
(4)重复步骤(2)和(3)铺设土工格室、填料和轻质混合土并压实;直至顶层土工格室铺设完毕,压实。
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