CN106676994B - 荷载可调的泡沫混凝土路堤及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荷载可调的泡沫混凝土路堤及施工方法，包括设于地面或已填筑了一定高度的路基面上的垫层，置于垫层上的若干个间隔分布的竖向放置的空心筒和设于空心筒上方的钢筋混凝土保护板，相邻空心筒之间和各个空心筒上端与钢筋混凝土保护板之间均填充有泡沫混凝土，钢筋混凝土保护板上设有路面层，所有各层两侧均设有路堤边坡；每个空心筒上均设有注入口和排出口，所有空心筒分成若干组，每组空心筒的排出口通过管道联通，每条管道的总排出口均设于路堤边坡外；本发明具有可通过调节路堤荷载来调节桥头工后沉降，利于沉降过渡，减少跳车的特点。

Description

荷载可调的泡沫混凝土路堤及施工方法

技术领域

本发明涉及道路工程技术领域，尤其是涉及一种施工方便、造价低、可灵活调节桥头沉降的荷载可调的泡沫混凝土路堤及施工方法。

背景技术

软土地区公路桥头跳车现象是一种痼疾，为减少跳车，在新建道路时，采用合理的地基处治方法并有效实施是解决问题的根本。

目前常用的处治方法有排水固结法、复合地基法、桩承式路堤、轻质路堤法等等，上述方法各有优缺点和一定的适用条件。

其中，排水固结法作为相对经济的方法，被广泛使用。当采用排水固结法时，为减少通车后的沉降，理想的状态是在路面施工前使地基尽可能受大的荷载作用，待路面施工后则尽可能受较轻的荷载，前后的荷载差异越大，超载预压的效果越明显，地基固结越充分，工后沉降就越小，桥头跳车越不明显。

而轻质路堤的原理是在排水固结法基础上，通过进一步减轻路面施工后的永久荷载，来进一步减小工后沉降。其中作为轻质路堤的一种，泡沫混凝土路堤技术近年得到长足发展，用更轻的泡沫混凝土替换常规的土石填料，以减轻路堤荷载，进而减小桥头地基总沉降量。

但由于泡沫混凝土仍有一定的重量（容重约为土石填料的1/3），当工程应用于桥头时，受地质条件限制及沉降控制标准要求，往往需要先填筑土石料并预压较长时间，之后二次开挖后再来浇筑泡沫混凝土。这存在以下问题：

1、先填筑土石料，后二次开挖，增加了土石方工程及相应工序，造价也增加；

2、二次开挖后土石料的废弃问题；

3、先期填筑土石料后的预压期时间长，期间无法施工桥台，不利于桥梁结构或整个项目的施工进程。

以上问题一定程度上降低了泡沫混凝土路堤的优势及适用的广泛性。

发明内容

本发明的发明目的是为了克服现有技术中的施工工序多、施工周期长、造价高、土石废弃量大的不足，提供了一种相对施工工序简单、施工周期短、造价低、土石废弃量小，并可灵活调节桥头沉降的荷载可调的泡沫混凝土路堤及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种荷载可调的泡沫混凝土路堤，泡沫混凝土路堤设于地面或已填筑了一定高度的路基面上的垫层上，包括设于地面或已填筑了一定高度的路基面上的垫层，置于垫层上的若干个间隔分布的竖向放置的空心筒和设于空心筒上方的钢筋混凝土保护板，相邻空心筒之间和各个空心筒上端与钢筋混凝土保护板之间均填充有泡沫混凝土，每个空心筒上均设有注入口和排出口，所有空心筒分成若干组，每组空心筒的排出口通过管道联通，每条管道的总排出口均设于路堤边坡外。

本发明通过在泡沫混凝土中造孔，减轻了永久荷载，并通过先在孔内注沙或水预压，通车后排除的方式取得同样的超载预压效果，改进了常规泡沫混凝土路堤的不足，更环保、方便、节约造价。

作为优选，按照与桥梁之间的距离由近至远的顺序划分为若干段，各段垫层下设置依次变厚的常规路基填料，垫层的高度依次升高，使得各段路堤的重量逐渐加大并与其后的常规路堤形成重量的过渡。

作为优选，空心筒呈圆柱形，空心筒包括筒身和设于筒身上的向外弧形拱起的盖子，注入口位于空心筒顶部盖子上，排出口位于空心筒底部。

作为优选，盖子和筒身内均设有加强肋，空心筒外径可为30cm -200cm；盖子和筒身密实连接成为整体，盖子底面直径大于筒身。

作为优选，空心筒可采用树脂、混凝土或二氧化硅材料制成。

一种荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，包括如下步骤：

S1.在拟浇筑泡沫混凝土层之下的地面上或已填筑一定高度的路基面上铺设垫层；

S2.按一定间距在垫层上均匀竖向放置各个空心筒，每组空心筒底部通过管道联通，形成排沙或排水网络，将每条管道的出口封闭；

S3.在每个空心筒内注入细沙或水，作为第一部分预压荷载，并封闭每个空心筒的注入口；

S4.按照常规泡沫混凝土浇筑工艺，分层浇筑泡沫混凝土至预定高度，路堤两侧各分层间做成台阶状，并留出排沙或排水管道的总排出口；

S5.在泡沫混凝土顶面浇筑钢筋混凝土保护板；

S6.在路堤两侧进行包边填筑，包边后形成路堤边坡；

S7.在钢筋混凝土保护板之上施加第二部分预压荷载，进行预压并监测沉降；

S8.当沉降达到预设要求后，卸除第二部分预压荷载，施工沉降调平层；

S9.施工路面各结构层；

S10.根据沉降监测情况预估工后沉降，根据预估情况，择机打开排沙或排水管道出口，排沙或排水后即卸除第一部分预压荷载，从而达到减小今后运营期的路堤荷载的目的。

作为优选，步骤S1由如下步骤替换：

在地面上先填筑一定厚度的路基，再在其上铺设垫层；其中，对按照与桥梁距离由近至远的顺序划分的若干段，其路基填料层逐渐增厚。

作为优选，步骤S2由如下步骤替换：对按照与桥梁距离由近至远的顺序划分的若干段，其空心筒的布设间距逐渐加大。

作为优选，垫层材料采用碎石或砂砾，包边填筑采用的材料为土石料，第二部分预压材料采用土石料或水，调平层材料为碎石或与路面底基层相同的材料。

作为优选，步骤S7中的预压材料如果直接采用路面底基层或底基层加基层，对应步骤S8则预压荷载无需卸除，直接进行沉降调平，调平材料对应分别采用基层或路面下面层材料。

作为优选，在路面施工完成后或通车一段时间后，打开排沙或排水管道出口，全部或根据纵向沉降协调的需要部分排除筒内材料。

因此，本发明相比常规泡沫混凝土路堤，具有如下有益效果：可通过调节路堤荷载来调节桥头工后沉降，利于沉降过渡，减少跳车；施工更方便、快速；节约造价；更环保。

附图说明

图1是本发明的一种纵断面图；

图2是本发明的一种俯视图；

图3是本发明的图1中Ⅰ-Ⅰ处的一种横断面图；

图4是本发明的图1中Ⅱ-Ⅱ处的一种横断面图；

图5是本发明的图1中Ⅲ-Ⅲ处的一种横断面图；

图6是本发明的空心筒的一种结构示意图。

图中：垫层1、空心筒2、钢筋混凝土保护板3、泡沫混凝土4、路面层5、路堤边坡6、路基填料层8、地面9、筒身21、盖子22、桥台桩柱7、桥梁10、管道11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5所示的实施例是一种荷载可调的泡沫混凝土路堤，包括设于地面9、垫层1，置于垫层上的120个间隔分布的竖向放置的空心筒2和设于空心筒上方的钢筋混凝土保护板3，相邻空心筒之间和各个空心筒上端与钢筋混凝土保护板之间均填充有泡沫混凝土4，钢筋混凝土保护板上设有路面层5，所有各层两侧均设有路堤边坡6；每个空心筒上均设有注入口和排出口，所有空心筒分成多组，每组空心筒的排出口通过如图3、4、5所示的管道11联通，每条管道的总排出口均设于路堤边坡外。图1中还包括桥台桩柱7和桥梁10。

按照与桥梁之间的距离由近至远的顺序划分为3段，各段的垫层高度依次升高，各段垫层下部均设有路基填料层8。

如图6所示，空心筒呈圆柱形，空心筒包括筒身21和设于筒身上的向外弧形拱起的盖子22，注入口位于空心筒顶部盖子上，排出口位于空心筒底部。

盖子和筒身内均设有加强肋，空心筒外径可为100cm；盖子和筒身密实连接成为整体，盖子底面直径大于筒身。

空心筒可采用树脂、混凝土或二氧化硅材料制成。

垫层材料采用碎石或砂砾，包边填筑所采用的材料为土石料，第一预压材料为细沙或水，第二预压材料采用土石料或水，调平层材料为碎石或与路面底基层相同的材料。

一种荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，包括如下步骤：

S1.在拟浇筑泡沫混凝土层之下的地面上；

S2.按一定间距在垫层上均匀竖向放置各个空心筒，每组空心筒底部通过管道联通，形成排沙或排水网络，将每条管道的出口封闭；

S3.在每个空心筒内注入细沙或水作为第一预压荷载，并封闭每个空心筒的注入口；

S4.按照常规泡沫混凝土浇筑工艺，分层浇筑泡沫混凝土至预定高度，路堤两侧各分层间做成台阶状，并留出排沙或排水管道的总排出口；

S5.在泡沫混凝土顶面放置钢筋混凝土保护板；

S6.在路堤两侧进行包边填筑，包边后形成路堤边坡；

S7.在钢筋混凝土保护板之上施加第二预压荷载，进行预压并监测沉降；

S8.当沉降达到预设要求后，卸除第二预压荷载，施工沉降调平层；

S9.施工路面各结构层；

S10.根据沉降监测情况预估工后沉降，根据预估情况，择机打开排沙或排水管道出口，排沙或排水完毕后即卸除第一预压荷载，从而达到减小今后运营期的路堤荷载的目的。

实施例2

实施例2包括实施例1的所有结构和方法部分，实施例2用如下步骤替换实施例1的步骤S1：

在地面上先填筑厚度为50厘米的路基，再在其上铺设垫层；其中，对按照与桥梁距离由近至远的顺序划分的3段垫层，其路基填料层逐渐增厚。

实施例3

实施例3包括实施例1的所有结构和方法部分，实施例3用如下步骤替换实施例1的步骤S1：

在地面上先填筑一定厚度的路基，再在其上铺设垫层；其中，对按照与桥梁距离由近至远的顺序划分的3段，各段的空心筒的布设间距逐渐加大。

实施例4

实施例4包括实施例1的所有结构和方法部分，实施例4的步骤S7中的第二预压材料如果直接采用路面底基层或底基层加基层，步骤S8中第二预压荷载无需卸除，调平层材料对应分别采用基层或路面下面层材料。

在路面施工完成后或通车一段时间后，打开排沙或排水管道出口，全部或根据纵向沉降协调的需要部分排除筒内材料，即卸除第一预压荷载。

应理解，本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，泡沫混凝土路堤设于地面（9）或已填筑了一定高度的路基面上的垫层（1）上，泡沫混凝土路堤包括置于垫层上的若干个间隔分布的竖向放置的空心筒（2）和设于空心筒上方的钢筋混凝土保护板（3），相邻空心筒之间和各个空心筒上端与钢筋混凝土保护板之间均填充有泡沫混凝土（4），每个空心筒上均设有注入口和排出口，所有空心筒分成若干组，每组空心筒的排出口通过管道（11）联通，每条管道的总排出口均设于路堤边坡外；其特征是，包括如下步骤：

S1.在拟浇筑泡沫混凝土层之下的地面上或已填筑一定高度的路基面上铺设垫层；

S2.按一定间距在垫层上均匀竖向放置各个空心筒，每组空心筒底部通过管道联通，形成排沙或排水网络，将每条管道的出口封闭；

S3.在每个空心筒内注入细沙或水，作为第一预压荷载，并封闭每个空心筒的注入口；

S4.按照常规泡沫混凝土浇筑工艺，分层浇筑泡沫混凝土至预定高度，路堤两侧各分层间做成台阶状，并留出排沙或排水管道的总排出口；

S5.在泡沫混凝土顶面放置钢筋混凝土保护板；

S6.在路堤两侧进行包边填筑，包边后形成路堤边坡；

S7.在钢筋混凝土保护板之上施加第二预压荷载，进行预压并监测沉降；

S8.当沉降达到预设要求后，卸除第二预压荷载，施工沉降调平层；

S9.施工路面各结构层；

S10.根据沉降监测情况预估工后沉降，根据预估情况，择机打开排沙或排水管道出口，排沙或排水完毕后即卸除第一预压荷载，从而达到减小今后运营期的路堤荷载的目的。

2.根据权利要求1所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，按照与桥梁之间的距离由近至远的顺序划分为若干段，各段垫层下部均设有路基填料层（8），其垫层下的路基填料层依次增厚。

3.根据权利要求1所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，空心筒呈圆柱形，空心筒包括筒身（21）和设于筒身上的向外弧形拱起的盖子（22），注入口位于空心筒顶部盖子上，排出口位于空心筒底部。

4.根据权利要求3所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，盖子和筒身内均设有加强肋，空心筒外径可为30cm -200cm；盖子和筒身密实连接成为整体，盖子底面直径大于筒身。

5.根据权利要求1所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，空心筒可采用树脂、混凝土或二氧化硅材料制成。

6.根据权利要求1所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，步骤S1由如下步骤替换：

在地面上先填筑一定厚度的路基，再在其上铺设垫层；其中，对按照与桥梁距离由近至远的顺序划分的若干段，其路基填料层依次增厚。

7.根据权利要求1所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，步骤S1由如下步骤替换：对按照与桥梁距离由近至远的顺序划分的若干段，其空心筒的布设间距逐渐加大。

8.根据权利要求1所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，步骤S7中的预压材料如果直接采用路面底基层或底基层加基层，对应步骤S8中第二预压荷载则无需卸除，调平层材料采用基层或路面下面层材料。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述的荷载可调的泡沫混凝土路堤的施工方法，其特征是，在路面施工完成后或通车一段时间后，打开排沙或排水管道出口，全部或根据纵向沉降协调的需要部分排除筒内材料，即卸除第一预压荷载，达到减轻运营期路堤荷载的目的。