CN112080971A - 一种在软土地基上构建道路的施工结构 - Google Patents

一种在软土地基上构建道路的施工结构 Download PDF

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李丽贤
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Abstract

本申请涉及一种在软土地基上构建道路的施工结构，其包括软土层和部分插设于所述软土层中的加强柱组件，所述加强柱组件包括多根呈中空结构的加强柱，所述加强柱从下往上依次设有进水段、加固段、排水段以及连接段，所述软土层的顶部设置有第一混凝土层，所述第一混凝土层的顶部设置有排水层，所述排水层的顶部设置有第二混凝土层，所述进水段位于软土层中，所述加固段位于第一混凝土层中，所述排水段位于排水层中，所述连接段位于第二混凝土层中。本申请的加强柱的竖向排水可以缩小土体固结排水距离，提高地基承载能力，起到加固软土的作用，第一混凝土层和第二混凝土层可以有效提高软土地基的承载能力和强度，进而提高软土地基的稳定性。

Description

一种在软土地基上构建道路的施工结构
技术领域
本申请涉及软土地基道路结构的领域，尤其是涉及一种在软土地基上构建道路的施工结构。
背景技术
我国公路行业规范对软土地基的定义是指强度低，压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。由于软土强度低，沉隐量大，往往给道路工程带来很大的危害，如处理不当，会给公路的施工和使用造成很大影响。
当铺设道路过程中遇到局部沼泽地带或软土地带时，若直接将刚性的混凝土铺设在软土地基上，会存在因混凝土道路下方的软土地基沉降形成中空区域而容易导致混凝土道路局部坍陷的情况，对道路上的行人车辆造成威胁。
针对上述中的相关技术，发明人认为存在有以下缺陷：在软土地基上构建道路容易出现塌方的现象。
发明内容
为了有助于改善在软土地基上构建道路容易出现塌方的现象，本申请提供一种在软土地基上构建道路的施工结构。
本申请提供的一种在软土地基上构建道路的施工结构采用如下的技术方案：
一种在软土地基上构建道路的施工结构，包括软土层和部分插设于所述软土层中的加强柱组件，所述加强柱组件包括多根呈中空结构的加强柱，所述加强柱从下往上依次设有进水段、加固段、排水段以及连接段，所述软土层的顶部设置有第一混凝土层，所述第一混凝土层的顶部设置有排水层，所述排水层的顶部设置有第二混凝土层，所述进水段位于软土层中，所述加固段位于第一混凝土层中，所述排水段位于排水层中，所述连接段位于第二混凝土层中。
通过采用上述技术方案，首先，在软土层内开挖深基坑，然后将加强柱部分插进软土层中，接着浇筑第一混凝土层，对加强柱的加固段进行加固，然后在排水段的周侧铺设排水层，再在排水层的顶部填充第二混凝土层，从而完成软土地基的道路施工过程。本方案中，软土地基中的地下水可以从进水段处进入加强柱内，再从加强柱的排水段处排出，最后流经排水层排掉，从而实现路基施工的竖向排水。竖向排水可以缩小土体固结排水距离，使地基在道路载荷作用下排水固结，地基承载能力提高，同时加强柱在软土内起到加固软土的作用，第一混凝土层和第二混凝土层可以有效提高软土地基的承载能力和强度，进而提高软土地基的稳定性。
优选的，所述加强柱的进水段的侧壁开设有多个进水孔。
通过采用上述技术方案，进水孔的设置确保了软土层的地下水可以从进水孔处进入加强柱内，保证了竖向排水的有效运行。
优选的，所述进水段的外侧壁套设有过滤层。
通过采用上述技术方案，过滤层可以有效阻挡软土水中的大颗粒杂物，将其隔挡在加强柱的外侧，减少出现被进水孔堵塞的现象，保证加强柱的有效排水。
优选的，所述过滤层的外侧设置有加固层。
通过采用上述技术方案，在进水段钻进软土的过程中，加固层先与软土抵接接触，减少软土与过滤层的直接接触，进而减少软土中的尖锐颗粒划坏过滤层的情况发生，加固层的设置可以起到保护过滤层的作用。同时，加固层还可以减少进水段受到的挤压作用力，提高进水段的抗挤压能力，保证进水段的正常运行。
优选的，所述加强柱的排水段的侧壁开设有多个排水孔。
通过采用上述技术方案，从软土中流入加强柱内的地下水沿加强柱往上，再从排水孔处排到排水层中，从排水层排掉。排水孔与排水层结合使用，有效确保了竖向排水的正常运行，实现软土地基排水固结的目的。
优选的，所述第二混凝土层与排水层之间设置有砂浆隔离层。
通过采用上述技术方案，砂浆隔离层可以将排水层找平并且在排水层上部固结，从而更好地承载第二混凝土层，减少混凝土层凝固前往排水层中的渗漏。
优选的，多根所述加强柱沿道路的延伸方向等间距排布，所述加强柱沿道路的宽度方向设置为多排。
通过采用上述技术方案，多根加强柱沿道路延伸方向排布，限制了软土地基往道路两侧的移动，提高了软土地基的抗弯曲能力，同时多根加强柱等间距排布，软土地基受到的振动以及冲击可以均分到各加强柱上，提高了软土地基的承载能力。
优选的，多根所述加强柱的连接段沿道路的延伸方向穿插有一承力杆，所述承力杆与多根加强柱固定连接。
通过采用上述技术方案，承力杆用于连接多根加强柱，使加强柱之间的连接更加紧密，第二混凝土层收到的振动以及冲击由多根加强柱进行缓冲，提高了第二混凝土层的抗冲击能力。同时第二混凝土层下压时由多根加强柱共同承受，将加强柱组件的承受力传递给第一混凝土层以及软土层，第一混凝土层和软土层有效均分了承受力，使软土地基更加稳定。
优选的，多根所述加强柱的连接段之间设置有钢筋结构，所述钢筋结构由多根纵横交错的环形钢筋组成，横向的所述环形钢筋的两端与连接段以及承力杆相固定。
通过采用上述技术方案，在连接段和环形钢筋处浇筑混凝土形成第二混凝土层，钢筋结构加强了第二混凝土层的承载能力以及抗变形能力，同时，钢筋结构将整个加强柱组件连接成一个整体，提高了第一混凝土层以及第二混凝土层在多个方向上的韧性，减少因下方软土地基沉降而导致塌陷的现象发生。
优选的，所述加强柱的底部设置有锥形结构。
通过采用上述技术方案，在实际施工过程中，需要将加强柱一根一根地插入到软土层中，加强柱的底部设置为锥形，有利于减少加强柱与软土的摩擦力，提高加强柱的安装效率。同时锥形结构可以避免软土从加强柱的底部直接进入加强柱的内部中，减少出现加强柱堵塞的现象。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.本方案中，软土地基中的地下水可以从进水段处进入加强柱内，再从加强柱的排水段处排出，最后流经排水层排掉，从而实现路基施工的竖向排水。竖向排水可以缩小土体固结排水距离，使地基在道路载荷作用下排水固结，地基承载能力提高，同时加强柱在软土内起到加固软土的作用，第一混凝土层和第二混凝土层可以有效提高软土地基的承载能力和强度，进而提高软土地基的稳定性；
2.承力杆用于连接多根加强柱，使加强柱之间的连接更加紧密，第二混凝土层收到的振动以及冲击由多根加强柱进行缓冲，提高了第二混凝土层的抗冲击能力。同时第二混凝土层下压时由多根加强柱共同承受，将加强柱组件的承受力传递给第一混凝土层以及软土层，第一混凝土层和软土层有效均分了承受力，使软土地基更加稳定；
3.在连接段和环形钢筋处浇筑混凝土形成第二混凝土层，钢筋结构加强了第二混凝土层的承载能力以及抗变形能力，同时，钢筋结构将整个加强柱组件连接成一个整体，提高了第一混凝土层以及第二混凝土层在多个方向上的韧性，减少因下方软土地基沉降而导致塌陷的现象发生。
附图说明
图1是本申请实施例的整体结构的剖视图。
图2是本申请实施例的加强柱组件的结构示意图。
图3是本申请实施例的加强柱的爆炸示意图。
图4是图2中A部分的放大示意图。
附图标记说明：1、加强柱；10、锥形结构；11、进水段；111、加强部；112、进水孔；12、加固段；13、排水段；131、排水孔；14、连接段；141、挡盖；21、软土层；22、第一混凝土层；23、排水层；24、砂浆隔离层；25、第二混凝土层；3、过滤层；31、钢丝网；32、双层尼龙网；4、加固层；41、主筋；42、螺旋筋；43、加强筋；5、承力杆；6、钢筋结构；61、第一环形钢筋；62、第二环形钢筋；63、第三环形钢筋。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种在软土地基上构建道路的施工结构。参照图1，包括软土层21和部分插设于软土层21中的加强柱组件，加强柱组件包括多根呈中空结构的加强柱1，加强柱1从下往上依次设有进水段11、加固段12、排水段13以及连接段14，软土层21的顶部往上还依次设置有第一混凝土层22、排水层23以及第二混凝土层25，进水段11插设于软土层21中，加固段12插设于第一混凝土层22，排水段13插设于排水层23，连接段14插设于第二混凝土层25中。
软土层21中的地下水可以从进水段11处进入加强柱1内，再从加强柱1的排水段13处排出，最后流经排水层23排掉，从而实现路基施工的竖向排水，竖向排水可以缩小土体固结排水距离，提高地基承载能力。
参照图2和图3，进水段11的侧壁设置有加强部111，加强部111沿进水段11的长度方向延伸，加强部111沿进水段11的周向等间距设为多条，相邻的加强部111之间开设有贯穿进水段11侧壁的进水孔112。本实施例中，进水孔112沿进水段11的周向延伸呈长弧形，长弧形的进水孔112沿进水段11的长度方向等间距设置为多个，长弧形的进水孔112的总截面比圆孔的总截面大,通水量大,且长弧形的进水孔112较圆孔不易被砂粒堵塞,透水性好，提高了加强柱1的集水效果。
此外，进水段11的外侧还设置有过滤层3。本实施例中，过滤层3包括钢丝网31和双层尼龙网32，钢丝网31套设固定在进水段11的外侧，双层尼龙网32通过铁丝被箍紧在钢丝网31的外周面上，钢丝网31和双层尼龙网32的设置进一步对地下水中的大颗粒杂质进行过滤，减少堵塞进水孔112的现象发生。
在进水段11插入软土层21（如图1）的过程中，双层尼龙网32会首先与软土层21接触，为了减少软土层21中的尖锐颗粒对双层尼龙网32的破坏，双层尼龙网32的外侧还设置有加固层4。本实施例中，加固层4包括主筋41、螺旋筋42以及加强筋43，主筋41的延伸方向与进水段11的延伸方向相平行，主筋41沿进水段11的周向等间距设置为多条，螺旋筋42盘绕固定在多条主筋41所形成的圆周外侧，加强筋43绕成圆圈焊接在多条主筋41所形成的的圆周内侧，并且加强筋43沿主筋41的长度方向设置为多条，进一步加强主筋41的抗变形能力。加固层4的设置还可以进一步提高进水段11的抗挤压能力，保证进水段11的正常使用。
此外，加强柱1的底部还设置有锥形结构10，从而更加有利于进水段11插入到软土层21中。其中，加强柱1的加固段12固定在第一混凝土层22（如图1）中，第一混凝土层22对多根加强柱1的加固段12进行固定，提高了进水段11在软土层21中的稳定性。
参照图1和图3，排水段13的侧壁开设有多个排水孔131，排水孔131与进水孔112呈相同设置，排水段13位于排水层23中。本实施例中，排水层23选用排水砂垫层，排水砂垫层砂料选用中粗砂，渗透系数大于10m /s，砂垫层厚度为0.3～0.5 m。从进水段11进入加强柱1内的地下水沿加强柱1竖直往上，再从排水孔131处排到排水层23内，最终沿着排水层23的水平方向排掉。这样的设置可以加速软土地基的固结，保证地基的强度和稳定。
此外，排水层23与第二混凝土层25之间还设置有砂浆隔离层24，砂浆隔离层24可以将排水层23找平并且在排水层23的上部固结，从而更好地承载第二混凝土层25，减少第二混凝土层25凝固前往排水层23中的渗漏。
参照图2和图4，多根加强柱1沿道路的长度方向等间距排布，并且加强柱1沿道路的宽度方向设置为多排。本实施例中，以三排加强柱1作为说明，三排加强柱1的连接段14沿道路的长度方向均穿插有一承力杆5，承力杆5分别与多根加强柱1相固定。
其中，承力杆5与连接段14之间设置有钢筋结构6，钢筋结构6由多根纵横交错的环形钢筋组成，环形钢筋又包括第一环形钢筋61和第二环形钢筋62，第一环形钢筋61的两端固定在最外侧的两连接段14的外侧壁上，第二环形钢筋62的两端固定在最外侧的的两承力杆5的外侧壁上，第一环形钢筋61和第二环形钢筋62错位排布。
环形钢筋还包括第三环形钢筋63，第三环形钢筋63沿道路的长度方向箍紧在第一环形钢筋61和第二环形钢筋62的外侧，进一步加强钢筋结构6的强度。此外，连接段14的顶部还设置有挡盖141，当浇筑第二混凝土层25（如图1）时，挡盖141可以防止混凝土进入加强柱1内影响加强柱1的正常使用。
本申请实施例一种在软土地基上构建道路的施工结构的实施原理为：首先，在软土地基上开挖基坑，然后将多根加强柱1部分插入软土层21中，使进水段11位于软土层21内，接着浇筑混凝土，在加固段12周侧形成第一混凝土层22，然后在第一混凝土层22上方填充排水层23，排水段13位于排水层23内，再在排水层23的上方铺设砂浆隔离层24，然后使用承力杆5连接多根加强柱1，钢筋结构6连接固定连接段14和承力杆5，最后在砂浆隔离层24的上方浇筑混凝土，形成第二混凝土层25，从而完成软土地基的道路施工。
软土层21中的地下水可以从进水段11处进入加强柱1内，再从加强柱1的排水段13处排出，最后流经排水层23排掉，从而实现路基施工的竖向排水。竖向排水可以缩小土体固结排水距离，使地基在道路载荷作用下排水固结，地基承载能力提高，同时加强柱1在软土内起到加固软土的作用，第一混凝土层22和第二混凝土层25可以有效提高软土地基的承载能力和强度，进而提高软土地基的稳定性。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：包括软土层(21)和部分插设于所述软土层(21)中的加强柱组件，所述加强柱组件包括多根呈中空结构的加强柱(1)，所述加强柱(1)从下往上依次设有进水段(11)、加固段(12)、排水段(13)以及连接段(14)，所述软土层(21)的顶部设置有第一混凝土层(22)，所述第一混凝土层(22)的顶部设置有排水层(23)，所述排水层(23)的顶部设置有第二混凝土层(25)，所述进水段(11)位于软土层(21)中，所述加固段(12)位于第一混凝土层(22)中，所述排水段(13)位于排水层(23)中，所述连接段(14)位于第二混凝土层(25)中。
2.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：所述加强柱(1)的进水段(11)的侧壁开设有多个进水孔(112)。
3.根据权利要求2所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：所述进水段(11)的外侧壁套设有过滤层(3)。
4.根据权利要求3所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：所述过滤层(3)的外侧设置有加固层(4)。
5.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：所述加强柱(1)的排水段(13)的侧壁开设有多个排水孔(131)。
6.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：所述第二混凝土层(25)与排水层(23)之间设置有砂浆隔离层(24)。
7.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：多根所述加强柱(1)沿道路的延伸方向等间距排布，所述加强柱(1)沿道路的宽度方向设置为多排。
8.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：多根所述加强柱(1)的连接段(14)沿道路的延伸方向穿插有一承力杆(5)，所述承力杆(5)与多根加强柱(1)固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：多根所述加强柱(1)的连接段(14)之间设置有钢筋结构(6)，所述钢筋结构(6)由多根纵横交错的环形钢筋组成，横向的所述环形钢筋的两端与连接段(14)以及承力杆(5)相固定。
10.根据权利要求1所述的一种在软土地基上构建道路的施工结构，其特征在于：所述加强柱(1)的底部设置有锥形结构(10)。
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