CN112575638B - 一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构及其施工工艺 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构及其施工工艺，涉及公路工程的领域，其包括软土层以及软土层下方的硬土层，软土层内设置有两道挡墙，两道挡墙分别位于路面宽度方向的两侧，挡墙的长度方向与路面的长度方向相同，挡墙是由若干个石笋桩相互抵接而成，石笋桩的底端埋设在硬土层内，石笋桩包括钢筋笼以及填充在钢筋笼内部的碎石芯，两道挡土墙相互远离的一侧均挖设有排水沟，排水沟内设置有第一碎石层。本申请具有减少路基中软土层内的地下水，提高地基中软土层的密实度，从而提高了路基的支撑强度和稳定性的效果。

Description

一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构及其施工工艺
技术领域
本申请涉及公路工程的领域，尤其是涉及一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构及其施工工艺。
背景技术
路基是路面的基础，路基为路面铺设及行车运营提供必要条件，并承受路面及交通荷载的静荷载和动荷载。对于软土区来说，一般要对软土区的路基进行处理，确保路面的承受能力和稳定性。
目前，软土区的路基处理方法主要是挖除换填法，即挖除软土，采用合格填料分层碾压回填。针对上述中的相关技术，发明人认为由于软土区的软土层内会存在大量的地下水，若不对地下水进行处理，即便对软土区的土层进行挖除回填，地下水还会重新渗入回填后的土层中，使得路基密实度较低，路基对路面的支撑强度有限，常常会出现路面塌陷的情况，影响公路交通的正常运行。
发明内容
为了减少路基中软土层内的地下水，提高地基中软土层的密实度，从而提高路基的支撑强度和稳定性，本申请提供一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构及其施工工艺。
第一方面，本申请提供一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构，采用如下的技术方案：
一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构，包括软土层以及软土层下方的硬土层，软土层内设置有两道挡墙，两道挡墙分别位于路面宽度方向的两侧，挡墙的长度方向与路面的长度方向相同，挡墙是由若干个石笋桩相互抵接而成，石笋桩的底端埋设在硬土层内，石笋桩包括钢筋笼以及填充在钢筋笼内部的碎石芯，两道挡墙相互远离的一侧均挖设有排水沟，排水沟内设置有第一碎石层。
通过采用上述技术方案，在施工过程中，两道挡墙能够对两道挡墙之间的软土层进行挤压，使软土层内的地下水能够被挤压出，并由钢筋笼和石笋桩内的缝隙中流过，进而流动至两道挡墙相互远离的一侧，然后由第一碎石层之间的缝隙中流下至排水沟底部，从而有效减少了路基中软土层内的地下水，提高了地基中软土层的密实度，提高了路基的支撑强度和稳定性，减少了路面出现塌陷的现象。
优选的，所述碎石芯内埋设有若干个竖直的固定柱，固定柱的底端延伸至石笋桩的下方，并插设在硬土层内。
通过采用上述技术方案，在碎石芯内设置固定柱，并使固定柱的底端插设在硬土层内，能够对石笋桩起到支撑和加强作用，有效提高了石笋桩的结构强度和稳定性，避免石笋桩发生倾斜或移动而使地下水重新回流至两道挡墙之间的软土层内，确保两道挡墙对软土层的挤压效果。
优选的，所述第一碎石层下方设置有排水槽，排水槽的顶面呈开口状，排水槽的顶面盖设有钢丝网。
通过采用上述技术方案，在排水沟内设置排水槽，软土层内的地下水从第一碎石层流下后，会穿过钢丝网流动至排水槽内，排水槽能够对地下水起到储存和收集作用，进一步避免地下水重新回流至两道挡墙之间的软土层内。
优选的，两道所述挡墙之间的软土层上方自下而上依次设置有钢板、第二碎石层、第一回填土层和沥青层。
通过采用上述技术方案，在软土层上设置钢板、第二碎石层、第一回填土层和沥青层后，钢板能够压紧在软土层上，并对其上方的第二碎石层、第一回填土层和沥青层起到稳定支撑作用，碎石层能够确保路面的渗水效果，同时也能够对沥青层起到支撑作用，第一回填土层能够增强沥青层下方的密实度，进一步提高对沥青层的支撑效果，沥青层能够确保路面的强度和稳定性，从而有效提高了软土区路基的结构强度。
优选的，所述钢板上插设有若干个竖直的加强柱，加强柱的底端穿过软土层并插设在硬土层内。
通过采用上述技术方案，在钢板设置穿设加强柱，并使加强柱的底端插设在硬土层内，加强柱能够对钢板起到支撑作用，提高了钢板的稳定性，进而加强了钢板对其上方的第二碎石层、第一回填土层和沥青层的支撑作用，进一步提高了软土区路基的结构强度。
优选的，所述软土层上方设置抽水泵，抽水泵上安装有抽水管，抽水管远离抽水泵的一端延伸至排水沟内。
通过采用上述技术方案，施工过程中，软土层内的地下水被两道挡墙挤出至排水沟后，抽水泵能够将排水沟内的地下水抽送至地面上，不仅实现对地下水的排水过程，也能够进一步避免排水沟内的地下水重新回流至两道挡墙之间的软土层内，提高了路基下方软土层的密实度。
优选的，所述排水沟的底面和远离石笋桩的侧面均设置有防水层。
通过采用上述技术方案，在排水沟内设置防水层，防水层能够对排水沟内的地下水起到隔离作用，不仅便于对排水沟内的地下水进行集中处理和收集，也能够避免排水沟远离石笋桩一侧的软土层内的大量地下水流动至排水沟内。
优选的，所述钢丝网的下方固定设置有土工布层。
通过采用上述技术方案，在钢丝网下方设置土工布层，土工布层能够使第一碎石层流下的地下水通过，并流下至排水槽内，还能够对对其上方的碎石和土起到隔离作用，避免碎石和土通过土工布层堆积在排水槽内而，从而防止排水槽对地下水的收集效果受到影响。
优选的，所述第一碎石层的上方设置有第三碎石层，第三碎石层的上方设置有第二回填土层。
通过采用上述技术方案，在第一碎石层上设置第三碎石层和第二回填土层，能够不仅能够对第三碎石层的上方起到遮挡作用，也能够提高石笋桩远离路面一侧的密实度，进一步提高软土区路基的稳定性。
第二方面，本申请提供一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构的施工工艺，采用如下的技术方案：
一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构的施工工艺，包括以下步骤：
S1：在路面宽度方向的两侧均挖设排水沟，然后在两个排水沟内相互靠近的一侧均放入若干个相互抵接的石笋桩，使其形成两道挡墙，然后将两道挡墙均朝着相互靠近的方向挤压，再将石笋桩的底端向下埋设在硬土层内，并在碎石芯内竖直向下打入若干个固定柱，使固定柱的底端插设在硬土层内；
S2：在排水沟内两道挡土墙相互远离的一侧设置排水槽，然后在排水槽顶面盖上钢筋网，并在钢筋网上铺设碎石，形成第一碎石层，再在软土层上放置抽水泵，使抽水泵上的抽水管插入排水槽内；
S3：在两道挡墙之间的软土层上铺设钢板，然后在钢板上铺设碎石，形成第二碎石层，再在第二碎石层上填入第一回填土层，并在第一回填土层上铺设沥青层；
S4：在第一碎石层上铺设碎石，形成第三碎石层，然后在第三碎石层上填入第二回填土层。
通过采用上述技术方案，施工时，将两道挡墙均朝着相互靠近的方向挤压，使两个挡墙之间的软土层内的地下水能够被挤出至排水沟内，并将石笋桩固定在硬土层内，确保石笋桩的稳定性；抽水泵能够将排水沟内的地下水抽出，避免地下水重新回流至两道挡墙之间的软土层内；钢板。第二碎石层、第一回填土层和沥青层能够提高路基的结构强度，对路基起到加固作用；第一碎石层和第三碎石层能够确保地下水的流动畅通性，并且能够对第二回填土层起到稳定支撑作用，进一步提高了路基的支撑强度和稳定性。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过在路面下方的软土层两侧设置两道挡墙，并使挡墙挤压软土层，有效减少了路基中软土层内的地下水，提高了地基中软土层的密实度，提高了路基的支撑强度和稳定性，减少了路面出现塌陷的现象；
2.通过在碎石芯内设置固定柱，能够对石笋桩起到支撑和加强作用，有效提高了石笋桩的结构强度和稳定性；
3.通过设置排水槽，软土层内的地下水会从第一碎石层穿过并流动至排水槽内，避免地下水重新回流至两道挡墙之间的软土层内。
附图说明
图1是本申请的结构示意图；
图2是旨在显示加强柱的剖视图。
附图标记说明：1、软土层；11、排水沟；12、防水层；13、排水槽；14、土工布层；15、钢丝网；16、抽水泵；161、抽水管；2、硬土层；3、石笋桩；31、钢筋笼；32、碎石芯；321、固定柱；4、钢板；41、加强柱；5、第二碎石层；6、第一回填土层；7、沥青层；8、第一碎石层；9、第三碎石层；10、第二回填土层。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构。
参照图1，一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构，包括软土层1以及软土层1下方的硬土层2，软土层1内设置有两道平行的挡墙，两道挡墙分别位于路面宽度方向的两侧，两道挡墙之间的软土层1上方自下而上依次设置有钢板4、第二碎石层5、第一回填土层6和沥青层7，两道挡土墙相互远离的一侧均挖设有排水沟11。
参照图1，挡墙的长度方向与路面的长度方向相同，挡墙是由若干个石笋桩3相互抵接而成，石笋桩3竖直设置，石笋桩3的底端埋设在硬土层2内，石笋桩3的顶端高出沥青层7的顶面。石笋桩3包括钢筋笼31和碎石芯32，钢筋笼31横截面呈矩形，碎石芯32是由若干个填充在钢筋笼31内部的碎石填充而成，碎石芯32内碎石的直径范围在30mm-50mm之间。参照图2，碎石芯32内埋设有若干个竖直的固定柱321，固定柱321的顶面与碎石芯32的顶面齐平，固定柱321的底端延伸至石笋桩3的下方，固定柱321的底端呈尖状，并插设在硬土层2内。
在路面宽度方向的两侧均设置挡墙后，通过将两道挡墙均朝着相互靠近的方向挤压，能够使两道挡墙之间软土层1的地下水挤出，并通过钢筋笼31和碎石芯32的缝隙中流动至排水沟11内，从而有效减少了路基中软土层1内的地下水，提高了地基中软土层1的密实度，从而提高了路基的支撑强度和稳定性。
参照图2，钢板4水平铺设在两道挡墙之间的软土层1上，钢板4上插设有若干个竖直的加强柱41，加强柱41的顶端高出钢板4的顶面，且插设在第二碎石层5内，加强柱41穿设在软土层1中，加强柱41的底端呈尖状，并插设在硬土层2内。第二碎石层5是由若干个直径范围在20mm-30mm之间的碎石铺设而成。
钢板4能够压紧在量道挡墙之间的软土层1上，对第二碎石层5、第一回填土层6和沥青层7起到稳定支撑作用，加强柱41能够对钢板4起到加强和支撑作用，使加强板受到的压力能够传递在硬土层2内，对路基起到加固作用，进而有效提高了软土区路基支撑强度和稳定性。
参照图2，排水沟11内自下而上依次设置有第一碎石层8、第三碎石层9和第二回填土层10，第一碎石层8是由若干个直径范围在30mm-50mm之间的碎石铺设而成，第一碎石层8的顶面高于两道挡墙之间的软土层1的顶面；第三碎石层9是由若干个直径范围在20mm-30mm之间的碎石铺设而成；第二回填土层10的顶面与沥青层7的顶面齐平。第一碎石层8、第三碎石层9和第二回填土层10能够对路面两侧起到稳定支撑作用，进一步提高了软土区路基支撑强度和稳定性。
当两道挡墙内的地下水通过石笋桩3流通值排水沟11后，会通过第三碎石层9和第一碎石层8中的缝隙流下，并流动至排水沟11的底部，确保地下水的渗透作用，便于对地下水进行收集。
参照图1，排水沟11的底面和远离石笋桩3的侧面均铺设有防水层12。第一碎石层8下方设置有排水槽13，排水槽13的顶面呈开口状，排水槽13的顶面盖设有水平的钢丝网15，钢丝网15的底面固定设置有土工布层14。排水沟11远离挡墙一侧的软土层1上方设置有抽水泵16，抽水泵16上安装有抽水管161，抽水管161远离抽水泵16的一端依次穿设在第二回填土层10、第三碎石层9、第一碎石层8、钢丝网15和土工布层14，并与排水槽13内部连通。
当两道挡墙内的地下水从第三碎石层9和第一碎石层8中的缝隙流下后，会穿过钢丝网15和土工布层14，然后流动至排水槽13内，此时抽水泵16会通过抽水管161将排水槽13内的地下水抽出，实现地下水的排放过程，避免排水槽13内地下水过多而重新回流至两道挡墙之间的软土层1内。
本申请实施例一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构的实施原理为：在路面宽度方向的两侧均设置挡墙后，通过将两道挡墙均朝着相互靠近的方向挤压，能够使两道挡墙之间软土层1的地下水挤出，并通过钢筋笼31和碎石芯32的缝隙中流动至排水沟11内，然后通过第三碎石层9和第一碎石层8中的缝隙流下，再穿过钢丝网15和土工布层14，最后流动至排水槽13内，此时抽水泵16会通过抽水管161将排水槽13内的地下水抽出，避免排水槽13内地下水过多而重新回流至两道挡墙之间的软土层1内，从而有效减少了路基中软土层1内的地下水，提高了地基中软土层1的密实度，从而提高了路基的支撑强度和稳定性。
本申请实施例还公开一种浅层软土区采用钢筋笼31石笋桩3的路基加固结构的施工工艺。
一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构的施工工艺，包括以下步骤：
S1：在路面宽度方向的两侧均挖设排水沟11，然后在两个排水沟11内相互靠近的一侧均放入若干个相互抵接的石笋桩3，使其形成两道挡墙，然后将两道挡墙均朝着相互靠近的方向挤压，再将石笋桩3的底端向下埋设在硬土层2内，并在碎石芯32内竖直向下打入若干个固定柱321，使固定柱321的底端插设在硬土层2内；
S2：在排水沟11内两道挡土墙相互远离的一侧放入预制的排水槽13，然后在排水槽13顶面盖上钢筋网，并在钢筋网上铺设直径范围在30mm-50mm之间的碎石，形成第一碎石层8，然后在软土层1上放置抽水泵16，使抽水泵16上的抽水管161穿过第一碎石层8、钢筋网和土工布层14，并插入排水槽13内。
S3：在两道挡墙之间的软土层1上铺设钢板4，并在钢板4上竖直向下打入若干个加强柱41，使加强柱41的底端插设在硬土层2内，然后在钢板4上铺设直径范围在20mm-30mm之间的碎石，形成第二碎石层5，再在第二碎石层5上填入第一回填土层6，并在第一回填土层6上铺设沥青层7。
S4：在第一碎石层8上铺设直径范围在20mm-30mm之间的碎石，形成第三碎石层9，然后在第三碎石层9上填入第二回填土层10，从而实现对软入去路基的加固过程，减少了路基中软土层1内的地下水，提高了地基中软土层1的密实度，从而提高了路基的支撑强度和稳定性。
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 (1)

1.一种采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构的施工工艺，其特征在于，采用钢筋笼石笋桩的路基加固结构包括软土层(1)以及软土层(1)下方的硬土层(2)，所述软土层(1)内设置有两道挡墙，两道挡墙分别位于路面宽度方向的两侧，挡墙的长度方向与路面的长度方向相同，挡墙是由若干个石笋桩(3)相互抵接而成，石笋桩(3)的底端埋设在硬土层(2)内，石笋桩(3)包括钢筋笼(31)以及填充在钢筋笼(31)内部的碎石芯(32)，两道挡土墙相互远离的一侧均挖设有排水沟(11)，排水沟(11)内设置有第一碎石层(8)；所述碎石芯(32)内埋设有若干个竖直的固定柱(321)，固定柱(321)的底端延伸至石笋桩(3)的下方，并插设在硬土层(2)内；所述第一碎石层(8)下方设置有排水槽(13)，排水槽(13)的顶面呈开口状，排水槽(13)的顶面盖设有钢丝网(15)；两道所述挡墙之间的软土层(1)上方自下而上依次设置有钢板(4)、第二碎石层(5)、第一回填土层(6)和沥青层(7)；所述钢板(4)上插设有若干个竖直的加强柱(41)，加强柱(41)的底端穿过软土层(1)并插设在硬土层(2)内；所述软土层(1)上方设置抽水泵(16)，抽水泵(16)上安装有抽水管(161)，抽水管(161)远离抽水泵(16)的一端延伸至排水沟(11)内；所述排水沟(11)的底面和远离石笋桩(3)的侧面均设置有防水层(12)；所述钢丝网(15)的下方固定设置有土工布层(14)；所述第一碎石层(8)的上方设置有第三碎石层(9)，第三碎石层(9)的上方设置有第二回填土层(10)；
还包括以下步骤：
S1：在路面宽度方向的两侧均挖设排水沟(11)，然后在两个排水沟(11)内相互靠近的一侧均放入若干个相互抵接的石笋桩(3)，使其形成两道挡墙，然后将两道挡墙均朝着相互靠近的方向挤压，再将石笋桩(3)的底端向下埋设在硬土层(2)内，并在碎石芯(32)内竖直向下打入若干个固定柱(321)，使固定柱(321)的底端插设在硬土层(2)内；
S2：在排水沟(11)内两道挡土墙相互远离的一侧设置排水槽(13)，然后在排水槽(13)顶面盖上钢筋网，并在钢筋网上铺设直径范围在30mm-50mm之间的碎石，形成第一碎石层(8)，再在软土层(1)上放置抽水泵(16)，使抽水泵(16)上的抽水管(161)插入排水槽(13)内；
S3：在两道挡墙之间的软土层(1)上铺设钢板(4)，然后在钢板(4)上铺设直径范围在20mm-30mm之间的碎石，形成第二碎石层(5)，再在第二碎石层(5)上填入第一回填土层(6)，并在第一回填土层(6)上铺设沥青层(7)；
S4：在第一碎石层(8)上铺设直径范围在20mm-30mm之间的碎石，形成第三碎石层(9)，然后在第三碎石层(9)上填入第二回填土层(10)。
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