CN115125781A - 一种既有路基加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种既有路基加固方法，包括以下步骤：在既有路基的边坡位置处开设钻孔，钻孔朝向路基的中部位置设置；钻孔中安装排水装置，排水装置采用管壁具有镂空结构的第一套管，第一套管的内管壁和外管壁均固定有吸排水土工布，其中，外管壁固定的吸排水土工布端部具有展开部；第一套管置入钻孔后，将多个展开部展开，并铺设在边坡表面，采用本发明的方法不会对既有路基的结构造成破坏，不会影响交通的正常通行。
Description
技术领域
本发明涉及路基加固技术领域，具体涉及一种既有路基加固方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
作为公路的主体工程，路基必须具有足够的承载能力、耐久性和稳定性。坚 固的路基对公路路面使用性能、保障行车安全及延长公路使用寿命十分重要。然 而，在地下水位较高和大气降雨充沛的地区，路基含水率往往随着服役期的延长 而显著增长，远高于最优含水率，进而造成压实度降低、不均匀沉降、路面塌陷 等严重病害。对路基病害应遵循“早发现、早诊断、早处治”的原则，对造成多 种路基病害的根源，即含水率偏高的问题必须得到充分的重视和解决。
对于当前已施工完成的路基，如果想对路基进行加固，往往采用有损加固的 方法。通过对既有路基进行大面积开挖或拆除重建进行加固或翻新，发明人发现， 这种方法经济成本高、对交通影响大、且破坏了原有的路基结构，很难在已通车 运营的道路上大规模应用。
目前存在着一种吸排水土工布，能够有效将路基中的水排出，降低路基的含 水率，对路基进行加固，但发明人发现，采用此种吸排水土工布时，一般在新建 路基施工时进行铺设，目前并没有一种方法将吸排水土工布应用于既有路基的排 水加固。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种既有路基加固方法，能 够对既有路基进行排水加固，且对既有路基的损坏小，避免了对交通的影响。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案
本发明的实施例提供了一种既有路基加固方法，包括以下步骤：
在既有路基的边坡位置处开设钻孔，钻孔朝向路基的中部位置设置；
钻孔中安装排水装置，排水装置采用管壁具有镂空结构的第一套管，第一套 管的内管壁和外管壁均固定有吸排水土工布，其中，外管壁固定的吸排水土工布 端部具有展开部；
第一套管置入钻孔后，将多个展开部展开，并铺设在边坡表面。
可选的，第一套管内部具有骨架结构，骨架结构将吸排水土工布压紧在第一 套管的内管壁。
可选的，第一套管外管壁的吸排水土工布通过扎带进行绑扎固定。
可选的，第一套管采用PVC管，PVC管的管壁上沿其轴线方向设置有多组 通孔，每组的多个通孔沿圆周等间隔设置，形成镂空结构。
可选的，第一套管采用多个管段拼接构成。
可选的，将展开部展开后，在多个展开部上表面再铺设一层吸排水土工布以 扩大排水面积，且该层吸排水土工布具有与第一套管同轴设置的通孔，且通孔直 径大于第一套管的外径。
可选的，选取设定的钻孔置入排水装置，剩余钻孔中置入含水率监测装置， 用于监测路基的含水率，当含水率降低至设定值时，将排水装置和含水率监测装 置取出，并对钻孔进行回填。
可选的，所述含水率监测装置采用管壁具有镂空结构的第二套管，第二套管 管壁上安装有含水率监测元件，第二套管和含水率监测元件之间的空间填充有土 体填料。
可选的，第二套管采用PVC管，PVC管的管壁上沿其轴线方向设置有多组 通孔，每组的多个通孔沿圆周等间隔设置，形成镂空结构。
可选的，所述第二套管由多个管段拼接构成。
本发明的有益效果：
1.本发明的既有路基加固方法，通过在边坡进行钻孔，并置入排水装置进行 排水加固，无需对路基进行大面积开挖或拆除重建进行加固或翻新，钻孔对路基 的破坏较小，不会破坏原有的路基结构，且通过在边坡钻孔，不会影响路面的正 常交通通行，适合于在已通车的运营道路上大规模应用，而且本发明的吸排水土 工布随套管进入钻孔内部进行排水，无需在路基铺设时进行铺设，适合于既有路 基的排水加固。
2.本发明的既有路基加固方法，第一套管管壁具有镂空结构，由于吸排水土 工布不隔绝空气而第一套管隔绝空气，因此第一套管外管壁的吸排水土工布能够 通过镂空结构与进入第一套管的空气接触，提高了外管壁的吸排水土工布的排水 效率。
3.本发明的既有路基加固方法，第一套管内管壁的吸排水土工布利用骨架结 构进行支撑，由于吸排水土工布材料无强度，因此不易在第一套管内保持筒状结 构，因此设置骨架结构进行支撑，一方面使得吸排水土工布能够保持筒状，提高 排水效率，另一方面使得吸排水土工布能够与第一套管内管面具有一定间隙，增 加与空气的流通面积，提高排水效率。
4.本发明的既有路基加固方法，通过设置展开部，并在展开部上表面再铺设 一层吸排水土工布，增大了外管壁的吸排水土工布与空气的接触面积，提高了吸 排水土工布的排水效率。
5.本发明的既有路基加固方法，通过设置含水率监测装置，能够在排水装置 施工后实时监测路基的含水率，当含水率达到要求后，可取出排水装置和含水率 监测装置，实现了重复利用，避免了排水装置和含水率监测装置在无需加固情况 下一直留存在路基中导致的浪费。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请 的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1为本发明实施例1方法流程示意图；
图2为本发明实施例1排水装置及含水率监测装置布置图；
图3为本发明实施例1第一套管结构示意图；
图4为本发明实施例1第一套管上吸排水土工布分布示意图；
图5为本发明实施例1排水装置结构示意图；
图6为本发明实施例1含水率监测装置结构示意图；
其中，1.既有路基，2.排水装置，2-1.第一套管，2-2.镂空结构，2-3.内层 吸排水土工布，2-4.外层吸排水土工布，2-5.展开部，2-6.骨架结构，3.含水 率监测装置，3-1.第二套管，3-2.温湿度传感器，3-3.基质吸力传感器。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种既有路基加固方法，如图1所示，包括以下步骤：
步骤1：在既有路基1的两个边坡上利用钻孔设备开设多个钻孔，钻孔朝向 路基内部方向设置，本实施例中，钻孔的轴线与边坡的坡面相垂直，钻孔深度为 3米-4米，钻孔的直径为50mm-70mm，采用此种方式，不会对既有路基的路基结 构造成破坏，实现了路基的接近无损加固。
步骤2：根据实际路基工况将多个钻孔进行划分，划分为多个第一钻孔和多 个第二钻孔，第二钻孔分布在边坡的中部位置，第一钻孔分布在第二钻孔的周边， 其中第一钻孔用于安装排水装置，第二钻孔用于安装含水率监测装置。
步骤3：在第一钻孔中安装排水装置2，在第二钻孔中安装含水率监测装置3。
本实施例中，如图2-图3所示，排水装置2包括管壁具有镂空结构的第一套 管2-1，第一套管2-1采用PVC管，PVC管上设置有多组沿PVC管轴线方向布置 的通孔，所述通孔为矩形孔，每组的多个通孔沿PVC管的管壁圆周等间隔分布， 相邻通孔之间的间距为0.5cm，多个通孔形成镂空结构2-2。
第一套管的外管壁和内管壁均设置有吸排水土工布，内管壁的为内层吸排水 土工布2-3，外管壁的为外层吸排水土工布2-4，吸排水土工布由纬向的聚酯类 材料、经向的吸排水纱线复合聚酯类材料交叉编织而成，其主要除水方式主要为 蒸发排水，具有排水效率高、质量轻等特点。
如图4所示，本实施例中，位于第一套管外管壁的吸排水土工布的长度大于 第一套管2-1的长度，且其一端与第一套管2-1的端面平齐，用于插入路基内部， 另一端长出第一套管的部分为展开部2-5，其设置有沿第一套管径向分布的多个 切割缝，使得展开部能够分成多个分支展开。
位于第一套管2-1外管壁的吸排水土工布通过扎带绑扎在第一套管2-1外管 壁上，由于采用了扎带绑扎固定，因此吸排水土工布在非绑扎部位与第一套管2-1 的外管壁具有间隙，增加了空气流动面积，提高了吸排水土工布的排水效率。
所述第一套管2-1内管面的吸排水土工布通过设置在第一套管内部的骨架结 构2-6挤压固定在第一套管的内管面。
由于吸排水土工布材料无强度，内层吸排水土工布不易在适配PVC管内保 持筒状结构，从而降低其排水效率，因此本实施例中设置骨架结构2-6，骨架结 构2-6为采用铁丝制作而成的桁架结构，提前将骨架结构2-6置于第一套管2-1 内部的吸排水土工布的筒状结构中，并一并放置于第一套管2-1内，由于吸排水 土工布只在与骨架结构支撑的位置处与第一套管2-1内表面贴合，其他部分具有 一定的间隙，因此增加了与空气流通面积，提高排水效率。
第一套管2-1采用镂空结构，由于吸排水土工布不具有隔绝空气的性能，因 此通过镂空结构的通孔，一方面能够保证了渗透水，另一方面增加了位于外管壁 的吸排水土工布与空气的流通面积，提高了外管壁的吸排水土工布的排水效率。
本实施例中，第一套管2-1的长度与钻孔深度相匹配，长度较长，因此第一 套管由多个管段拼接构成，每个管段的端部均设置有一组通孔，形成镂空结构， 每个管段的外管壁和内管壁均设有吸排水土工布，只有用于最外端的管段外管壁 的吸排水土工部具有展开部。
具体的，相邻管段可采用插接的方式连接，相邻两个管段中，其中一个管段 的端面设置有插槽，另一个管段的端面设有插块，插块插入插槽中，实现两个管 段的插接连接，采用此种方式，可以使得多个管段形成一个完整的与钻孔相匹配 的圆柱形管。
本实施例中，可将多个管段与吸排水土工布装配好后，运至路基现场，然后 将多个管段进行组装，组装完成后形成排水装置，将排水装置置入钻孔中。
整个排水装置的外径与第一钻孔的孔径相匹配，使得排水装置插入钻孔后， 外层吸排水土工布的外侧面能够贴合第一钻孔的孔面。
如图5所示，含水率监测装置包括第二套管3-1，第二套管3-1为管壁具有 镂空结构的PVC管，第二套管通过通孔安装有含水率监测元件，含水率监测元 件与PVC管之间的空间填充有土体填料。
含水率监测元件包括经过室内标定过的温湿度传感器3-2及基质吸力传感器 3-3。
具体的，通过室内模型试验模拟降水过程，得到表面含水率变化对土体内部 不同深度处含水率的影响，并按此规律进行拓展，建立传感器分布三维坐标体系， 便于后期根据传感器采集数据得到路基内部温湿度场分布规律。
根据传感器埋设方案，对所需各类传感器进行室内标定，确定第二套管孔径， 并根据埋设方案对第二套管进行加工，确定第二套管总长度及每段长度。
根据既有路基的施工含水率及压实度，对同类型的土质进行配比，按照传感 器最优埋设方法，将传感器与部分土质填料进行固定。
对第二套管的传感器埋设区域进行加工处理，其中，在基质吸力、温湿度传 感器埋设点位对管壁进行镂空处理，形成镂空结构。
将标定完成的传感器按照埋设方案，与土体填料一同埋入第二套管内，并对 第二套管内部传感器之间的孔隙利用土体填料进行填充，保证管内传感器、土体 接触密实，将传感器的导线引出。
将每个管段拼接后，将导线从最顶端的管段中引出并并线，完成含水率监测 装置的制作，制作完成后，将拼接完成的第二套管置入钻孔中，并将导线连接至 监控系统。含水率监测装置可采用路基现场制作。
步骤4：排水装置置入第一钻孔后，将展开部的多个分支展开，并通过铁钉 与边坡固定，将展开部铺设在边坡的坡面上。
为了进一步提高位于第一套管外管壁的吸排水土工布排水效率，在多个分支 的上表面再铺设一层吸排水土工布，增加与空气的接触面积，提高排水效率，分 支上铺设的吸排水土工布裁剪为正方形形状，与分支缝合固定，且其中心部位设 置有一个通孔，通孔与第一套管同轴设置，且其孔径大于第一套管的外径，避免 了影响外部空气进入第一套管。
本实施例中，路基中的水分被吸排水土工布吸收，并排出至路基外部，实现 对路基的加固，根据前期标定公式，通过温湿度传感器及基质吸力传感器实时检 测路基的含水率变化趋势，当路基的含水率降低至设定值时，将排水装置和含水 率监测装置从钻孔中取出，以便于循环利用，使得路基在含水率符合条件时无需 进行实时排水和监测，降低了成本。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保 护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本 领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的 保护范围以内。
Claims (10)
1.一种既有路基加固方法，其特征在于，包括以下步骤：
在既有路基的边坡位置处开设钻孔，钻孔朝向路基的中部位置设置；
钻孔中安装排水装置，排水装置采用管壁具有镂空结构的第一套管，第一套管的内管壁和外管壁均固定有吸排水土工布，其中，外管壁固定的吸排水土工布端部具有展开部；
第一套管置入钻孔后，将多个展开部展开，并铺设在边坡表面。
2.如权利要求1所述的一种既有路基加固方法，第一套管内部具有骨架结构，骨架结构将吸排水土工布压紧在第一套管的内管壁。
3.如权利要求1所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，第一套管外管壁的吸排水土工布通过扎带进行绑扎固定。
4.如权利要求1所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，第一套管采用PVC管，PVC管的管壁上沿其轴线方向设置有多组通孔，每组的多个通孔沿圆周等间隔设置，形成镂空结构。
5.如权利要求1所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，第一套管采用多个管段拼接构成。
6.如权利要求1所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，将展开部展开后，在多个展开部上表面再铺设一层吸排水土工布以扩大排水面积，且该层吸排水土工布具有与第一套管同轴设置的通孔，且通孔直径大于第一套管的外径。
7.如权利要求1所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，选取设定的钻孔置入排水装置，剩余钻孔中置入含水率监测装置，用于监测路基的含水率，当含水率降低至设定值时，将排水装置和含水率监测装置取出，并对钻孔进行回填。
8.如权利要求7所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，所述含水率监测装置采用管壁具有镂空结构的第二套管，第二套管管壁上安装有含水率监测元件，第二套管和含水率监测元件之间的空间填充有土体填料。
9.如权利要求8所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，第二套管采用PVC管，PVC管的管壁上沿其轴线方向设置有多组通孔，每组的多个通孔沿圆周等间隔设置，形成镂空结构。
10.如权利要求8所述的一种既有路基加固方法，其特征在于，所述第二套管由多个管段拼接构成。
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