CN110093823B - 一种软土路基的施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及道路施工领域，具体涉及一种软土路基的施工方法。所述软土路基的施工方法，包括如下步骤：(1)地面垃圾清理，平整地面，形成路基；(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；(3)将路基开挖至目标深度，利用填料进行回填，碾压密实；(4)铺筑砂垫层；(5)浇筑沥青层；(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置；(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽。本发明的软土路基施工方法具有稳固性好、降低沉降量、强度高、排水效果好的优点。

Description

一种软土路基的施工方法
技术领域
本发明涉及道路施工领域，具体涉及一种软土路基的施工方法。
背景技术
软土路基是指常见的一种特殊地区路基，需要特殊设计处理，多分布于江、河、海洋沿岸、内陆湖泊、塘、盆地和多雨的山间洼地。软土具有含水量大、渗透性差、天然强度低和压缩性高等特征；如果超过临界高度，地基要失去稳定。软土的成因一般认为是由于第四纪后期地表水所形成的沉淀物质，多分布在海滨，湖滨，河流沿岸等地势低洼地带，地表常年潮湿或积水。所以地表往往有大量喜水植物，由于这些植物的生长和死亡，使软土中含有较多的有机物。
我国公路行业规范对软土地基定义是指强度低、压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。日本高等级公路设计规范将其定义为：主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成。地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差且发生沉降的地基；日本规范还对软土地基做了分类，提出了类型概略判断标准。
目前，软土地基的常用处理方法有基面强化、换土、侧向约束、预压固结、复合地基和土壤固化剂法。处理后的软基工程质量难以达到较为理想的效果，软基处理路段的工后沉降和跳车现象十分严重。
专利CN201610677831.1公开了一种软土路基施工方法，包括以下步骤：S1.清除原地表面杂物，在原地路基外侧开挖排水槽；S2.预应力管桩的放线定位、压装、定桩；S3.原地路基开挖至目标深度形成基层，将石灰与所述基层的素土掺杂找平碾压密实；S4.铺筑碎石垫层，分两层铺筑，每层厚度为90-100mm，下层底部的碎石嵌入素土中；S5.铺筑钢渣砂石层，所述钢渣和所述砂石按重量分数6.5:3.5混合拌匀，分两层铺筑，每层厚度为100-110mm；S6.铺筑土工格栅层：分两层铺筑，先铺筑钢塑土工格栅，再铺石粉找平；S7.铺筑钢筋混凝土层：在所述土工格栅层上，在预应力管桩周围焊接绑扎钢筋形成平铺网格状钢筋网，在所述钢筋网和所述预应力管桩上浇筑混凝土，所述混凝土由重量分数按石子10％-15％、水泥22％-35％、砂30％-40％、水20％-30％的比例浇筑而成；S8.铺筑反滤土工布层：所述反滤土工布层包括反滤土工布以及覆盖在反滤土工布表面的土工膜；S9.浇筑沥青层：分三层浇筑，每层5cm。该方法提高防渗，降低了沉降量，但是步骤比较复杂。
专利CN201811029250.2公开了一种软土路基的施工方法，，包括以下步骤：S1、将软土路基表面的杂物清除，在软土路基外侧开挖排水槽；S2、在软土路基上开设有底槽，在底槽内底部铺设石灰层，并将石灰层碾压密实；S3、在石灰层上方铺设垫层，所述垫层为碎石垫层；S4、在软土路基表面设置有加强挡墙；S5、在加强挡墙之间铺设基层，基层为反滤土工布层；S6、在反滤土工布层上侧铺设钢筋混凝土层；S7、在钢筋混凝土层的上方铺设沥青层。该方法提高了防潮效果，提高了软土路基的稳定性，增强了软土路基的支撑力，但是还有一定的上升空间。
因此，利用开发一种能解决上述技术问题的软土路基的施工方法是非常必要的。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种稳固性好、降低沉降量、强度高、排水效果好的软土路基的施工方法。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种软土路基的施工方法，包括如下步骤：
(1)地面垃圾清理，平整地面，形成路基；
(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；
(3)将路基开挖至目标深度，利用填料进行回填，碾压密实；
(4)铺筑砂垫层；
(5)浇筑沥青层；
(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置；
(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽。
优选地，步骤(1)中所述清理厚度为15-35cm。
优选地，步骤(3)中所述目标深度为10-15cm。
优选地，步骤(3)中所述填料为粉煤灰、石质土、砂性土中的一种或多种。
更优选地，步骤(3)中所述填料为石质土和砂性土的混合物，两者质量比为0.5-2:1。
优选地，步骤(4)中所述砂垫层为碎石、炉渣和石灰土中的两种或多种，铺筑厚度8-12cm。
更优选地，步骤(4)中所述砂垫层为碎石、炉渣和石灰土的混合物，三者质量比为2-3:1-2:1。
更优选地，所述碎石的粒径为5-15mm。
更优选地，所述炉渣的粒径为3-6mm。
更优选地，所述石灰土的粒径为8-10mm。
优选地，步骤(5)中所述沥青层为改性沥青，分2-3次浇筑，每次浇筑4-5cm。
更优选地，步骤(5)中所述改性沥青的制备包括如下步骤：
S1.将沥青在130-140℃下加热，向沥青中加入3-8wt％的丁苯橡胶，混合均匀，得物质A；
S2.将物质A在160-170℃下剪切，剪切转速3500-4000r/min，剪切时间1-2h，即得。
更优选地，所述步骤S1中向沥青中加入3-8wt％的丁苯橡胶之前，加入1-2wt％的H2O2。
更优选地，所述步骤S1中向沥青中加入1-2wt％的H2O2，反应时间0.5-1.5h。
更优选地，所述步骤S1中向沥青中加入3-8wt％的丁苯橡胶，反应时间1-2h。
优选地，所述步骤(6)中在进行路基压实时，采用小石渣或石屑填补路基中的缝隙，路基压实度与平整度要在85-95％。
更优选地，步骤(6)中所述碾压重叠距离35-50cm。
优选地，步骤(7)中所述排水保护处理，路拱横坡度设置在2-3％。
更优选地，步骤(7)中所述排水槽低于地面1.2-1.8m。
本发明的有益效果是：
本发明选用粉煤灰、石质土和砂性土作为换填的填料，尤其是石质土和砂性土的摩擦系数较大，不容易压缩，透水性也比较好，当两者配比范围为0.5-2:1时，效果较好，显著降低了路基的沉降量，提高了路基的稳固性。
本发明采用碎石、炉渣和石灰土作为砂垫层，有利于排出软土路基中的水和气，缩短固结时间，尤其是三者配比在2-3:1-2:1范围内时，可以进一步提高排水效果，降低含水量。
本发明采用丁苯橡胶改性沥青进行浇筑，沥青中含有大量的多环芳烃致癌物质，当沥青在改性或者浇筑在路面上时，多环芳烃会从沥青中逸出，对环境和人体造成伤害，还伴随所以本发明在用丁苯橡胶改性之前，添加少量的H2O2，使沥青中的多环芳烃氧化降解，然后采用丁苯橡胶对其进行改性，丁苯橡胶的空间网络结构阻碍了沥青分子的运动，进一步阻碍了氧气和有害物质的扩散，所以沥青的抗老化性能提高，也减少了对环境的危害，将丁苯橡胶改性沥青用于路基的施工过程中，提高了路基的稳固性和强度。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
一种软土路基的施工方法，包括如下步骤：
(1)地面垃圾清理，清理厚度15cm，平整地面，形成路基；
(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；
(3)将路基开挖至目标深度10cm，利用粉煤灰进行回填，碾压密实；
(4)铺筑碎石和炉渣的混合物，碎石粒径为5mm，炉渣粒径为3mm，碎石和炉渣的质量比为3:1，铺筑厚度8cm；
(5)浇筑改性沥青，分2次浇筑，每次浇筑4cm；
(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置，碾压重叠距离35cm，采用小石渣填补路基中的缝隙，路基压实度与平整度为85％；
(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽，路拱横坡度设置在2％，排水槽低于地面1.2m。
步骤(5)中改性沥青的制备包括如下步骤：
S1.将沥青在130℃下加热，向沥青中加入3wt％的丁苯橡胶，混合均匀，反应1h，得物质A；
S2.将物质A在160℃下剪切1h，剪切转速3500r/min，即得。
实施例2
一种软土路基的施工方法，包括如下步骤：
(1)地面垃圾清理，清理厚度35cm，平整地面，形成路基；
(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；
(3)将路基开挖至目标深度15cm，利用石质土和砂性土进行回填，石质土和砂性土的质量比为1:2，碾压密实；
(4)铺筑碎石、炉渣和石灰土的混合物，三者质量比为2:1:1，碎石粒径为15mm，炉渣粒径为3mm，石灰土粒径为10mm，铺筑厚度12cm；
(5)浇筑改性沥青，分3次浇筑，每次浇筑5cm；
(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置，碾压重叠距离50cm，采用石屑填补路基中的缝隙，路基压实度与平整度为95％；
(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽，路拱横坡度设置在3％，排水槽低于地面1.8m。
步骤(5)中改性沥青的制备包括如下步骤：
S1.将沥青在140℃下加热，向沥青中加入1wt％的H2O2，反应0.5h，再加入8wt％的丁苯橡胶，混合均匀，反应2h，得物质A；
S2.将物质A在170℃下剪切2h，剪切转速4000r/min，即得。
实施例3
一种软土路基的施工方法，包括如下步骤：
(1)地面垃圾清理，清理厚度25cm，平整地面，形成路基；
(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；
(3)将路基开挖至目标深度12cm，利用石质土和砂性土进行回填，石质土和砂性土的质量比为2:1，碾压密实；
(4)铺筑碎石、炉渣和石灰土的混合物，三者质量比为3:2:1，碎石粒径为10mm，炉渣粒径为6mm，石灰土粒径为8mm，铺筑厚度10cm；
(5)浇筑改性沥青，分3次浇筑，每次浇筑4cm；
(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置，碾压重叠距离40cm，采用石屑填补路基中的缝隙，路基压实度与平整度为90％；
(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽，路拱横坡度设置在3％，排水槽低于地面1.5m。
步骤(5)中改性沥青的制备包括如下步骤：
S1.将沥青在135℃下加热，向沥青中加入2wt％的H2O2，反应1.5h，再加入5wt％的丁苯橡胶，混合均匀，反应1.5h，得物质A；
S2.将物质A在165℃下剪切1.5h，剪切转速3800r/min，即得。
实施例4
一种软土路基的施工方法，包括如下步骤：
(1)地面垃圾清理，清理厚度30cm，平整地面，形成路基；
(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；
(3)将路基开挖至目标深度15cm，利用石质土和砂性土进行回填，石质土和砂性土的质量比为1:1，碾压密实；
(4)铺筑碎石、炉渣和石灰土的混合物，三者质量比为2:2:1，碎石粒径为10mm，炉渣粒径为5mm，石灰土粒径为8mm，铺筑厚度10cm；
(5)浇筑改性沥青，分3次浇筑，每次浇筑5cm；
(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置，碾压重叠距离35cm，采用石屑填补路基中的缝隙，路基压实度与平整度为90％；
(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽，路拱横坡度设置在3％，排水槽低于地面1.5m。
步骤(5)中改性沥青的制备包括如下步骤：
S1.将沥青在140℃下加热，向沥青中加入1wt％的H2O2，反应1h，再加入5wt％的丁苯橡胶，混合均匀，反应1.5h，得物质A；
S2.将物质A在165℃下剪切1h，剪切转速3600r/min，即得。
对比例1
一种软土路基的施工方法，和实施例4相比，区别仅在于步骤(3)中石质土和砂性土的质量比为3:1，其余条件均相同，具体如下：
(3)将路基开挖至目标深度15cm，利用石质土和砂性土进行回填，石质土和砂性土的质量比为3:1，碾压密实。
对比例2
一种软土路基的施工方法，和实施例4相比，区别仅在于步骤(4)中仅铺筑碎石，其余条件均相同，具体如下：
(4)铺筑碎石，碎石粒径为10mm，铺筑厚度10cm。
对比例3
一种软土路基的施工方法，和实施例4相比，区别仅在于步骤(5)中浇筑改性前的沥青，其余条件均相同，具体如下：
(5)浇筑沥青，分3次浇筑，每次浇筑5cm。
测试例1
将实施例1-4和对比例1-3施工后的路基进行工后沉降量、压实度、含水量、承载比(CBR)的测试，结果如表1所示。其中压实度按照JTG E60-2008公路路基路面现场测试规程中的挖坑灌砂法进行测试，含水量按照JTJ 051-93公路土工试验规程中的烘干法进行测试，承载比(CBR)按照JTJ 051-93公路土工试验规程中第T0134-93条进行测试。
工后沉降量测试方法如下：桩体选择Φ20mm不锈钢棒，顶部磨圆并刻画十字线，底部焊接弯钩，待基床表层施工完成后(有堆载预压地段在基床底层施工完成后)，通过测量埋置在监测断面设计位置，埋置深度0.3m，桩周0.15m用M30水泥砂浆锚固，高出埋设表面5mm，表面做好防锈处理，完成埋设后按国家二等精密水准测量标准测量桩顶标高作为初始读数。观测频率：每天3次，观测一个月。
观测要求：
(1)用于观测位移及沉降的基桩，必须置于不受填土荷重影响的稳定地基内，基桩及位移观测桩在观测期间必须采取有效措施加以保护。
(2)填筑观测控制标准：路堤中心线地面沉降速率每昼夜不大于1.0cm，坡脚水平位移速率每昼夜不大于0.5cm。如果超出此限应立即停止填筑，待观测值恢复到限界值以下再进行填筑，填筑速率应以水平位移控制为主。
表1 路基沉降量、压实度、含水量、承载比测试结果
Figure BDA0002040456920000071
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种软土路基的施工方法，其特征在于，步骤如下：
(1)地面垃圾清理，平整地面，形成路基；
(2)预应力管桩的放线定位、压装、定桩；
(3)将路基开挖至目标深度，利用填料进行回填，碾压密实；
(4)铺筑砂垫层；
(5)浇筑沥青层；
(6)路基压实，使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置；
(7)排水保护处理，路基两侧开挖排水槽；
步骤(3)中所述目标深度为10-15cm，所述填料为石质土和砂性土的混合物，两者质量比为0.5-2:1；
步骤(4)中所述砂垫层为碎石、炉渣和石灰土中的两种或多种，铺筑厚度8-12cm；
步骤(5)中所述沥青层为改性沥青，分2-3次浇筑，每次浇筑4-5cm；
所述改性沥青的制备包括如下步骤：
S1.将沥青在130-140℃下加热，加入1-2wt％的H2O2，再向沥青中加入3-8wt％的丁苯橡胶，混合均匀，得物质A；
S2.将物质A在160-170℃下剪切，剪切转速3500-4000r/min，剪切时间1-2h，即得。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(1)中所述地面垃圾清理的厚度为15-35cm。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，步骤(4)中所述砂垫层为碎石、炉渣和石灰土的混合物，三者质量比为2-3:1-2:1。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，所述步骤(6)中在进行路基压实时，采用小石渣或石屑填补路基中的缝隙，路基压实度与平整度在85-95％；步骤(7)中所述排水保护处理，路拱横坡度设置在2-3％。
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