CN116856214B - 一种公路路基防沉降结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于公路路基领域，具体是涉及到一种公路路基防沉降结构及其施工方法，包括基柱管、防沉降组件和防沉降预安装组件；基柱管上设置有n₁列通孔组，每列通孔组设置有n₂个通孔，n₁为偶数，且n₁列通孔组绕基柱管的轴线呈环形阵列布置；防沉降组件设置有n₁个，防沉降组件包括纵向安装板和间隔布置在纵向安装板上的n₂个防沉降桩；防沉降预安装组件包括X型铰接组件和两组相对设置的滑块组件，滑块组件包括直线驱动件以及与直线驱动件连接的两个平行设置的滑块Ⅰ，纵向安装板背离防沉降桩一端设置有滑槽，本发明所提供的上述公路路基防沉降结构，可以一次性完全两列防沉降桩的安装，施工效率成倍增加，可以极大的降低施工成本。

Description

一种公路路基防沉降结构及其施工方法

技术领域

本发明属于公路路基领域，具体是涉及到一种公路路基防沉降结构及其施工方法。

背景技术

公路是现代社会交通系统中至关重要的组成部分，而公路路基的稳定性对于交通运行和安全至关重要，对于软土层的公路路基布设，由于软土层的特性会使对公路路基的稳定性收到影响，因此对软土层的公路路基的稳定性提出了更高的要求。

对于软土层的路基布设，目前普遍的应对方式是对软土进行固化处理，但是该方式成本高，施工周期长，因此也出现了公路路基防沉降技术，例如中国专利申请“CN202210500584.3 一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法”该方法通过在外管外壁布设防沉降桩提高路基的防沉降能力，然而，该方法布置防沉降桩时一次仅能完成两个防沉降桩的安装，且需要结合压缩气体完成安装，导致整个施工工序极其复杂繁琐，导致施工周期长和成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简化施工难度同时可极大地提高防沉降桩安装效率公路路基防沉降结构及其施工方法。

本发明提供一种公路路基防沉降结构，包括基柱管、防沉降组件和防沉降预安装组件；

所述基柱管上设置有n₁列通孔组，每列通孔组设置有n₂个通孔，n₁为偶数，且n₁列通孔组绕基柱管的轴线呈环形阵列布置；

所述防沉降组件设置有n₁个，所述防沉降组件包括纵向安装板和间隔布置在纵向安装板上的n₂个防沉降桩；

所述防沉降预安装组件包括X型铰接组件和两组相对设置的滑块组件，所述滑块组件包括直线驱动件以及与直线驱动件连接的两个平行设置的滑块Ⅰ，所述直线驱动件驱动两个滑块Ⅰ相对靠拢或远离，所述纵向安装板背离防沉降桩一端设置有滑槽，所述滑块Ⅰ与滑槽直线滑动配合；两组滑块组件分别定义为滑块组件a和滑块组件b，所述X型铰接组件包括两根在中间相互铰接的连接杆，一根连接杆一端与滑块组件a上端滑块Ⅰ铰接，另一端与滑块组件b下端滑块Ⅰ铰接，另一根连接杆一端与滑块组件a下端滑块Ⅰ铰接，另一端与滑块组件b上端滑块Ⅰ铰接。

更进一步地，所述直线驱动件为双出杆液压缸Ⅰ，双出杆液压缸Ⅰ的两根输出杆与两个平行设置的滑块Ⅰ连接。

更进一步地，所述基柱管具有管底，所述管底上以基柱管轴线为中心呈放射状布置有n₁个滑动槽，所述纵向安装板底部设置有与所述滑动槽滑动配合的滑动杆。

更进一步地，所述滑动杆底部设置有滚珠体。

更进一步地，所述防沉降桩为空心结构，且所述纵向安装板背离防沉降桩一侧设置有与防沉降桩空心连通的流通孔。

更进一步地，所述防沉降桩的端部为尖锥结构。

更进一步地，还包括防沉降安装组件，所述防沉降安装组件包括双出杆液压缸Ⅱ和设置在双出杆液压缸Ⅱ两个输出杆上的滑块Ⅱ。

本发明还提供一种公路路基防沉降结构施工方法，使用公路路基防沉降结构，包括如下步骤：

S1，在待设置路基位置钻设路基孔；

S2，将所述基柱管吊入所述路基孔；

S3，将两个防沉降组件与防沉降预安装组件连接，其中防沉降预安装组件中滑块组件a中两个滑块Ⅰ与其中一个防沉降组件的滑槽配合，滑块组件b中两个滑块Ⅰ与另一个防沉降组件的滑槽配合，且防沉降预安装组件中两个直线驱动件处于伸展极限位置，使两个防沉降组件相互靠拢，此时，两个防沉降组件的防沉降桩端部距离小于或等于基柱管的内径；

S4，将两个防沉降组件与防沉降预安装组件一起沿基柱管轴线吊入基柱管的管内，直至两个防沉降组件的底部到达基柱管的管底；

S5，调整两个防沉降组件的位置，使两个防沉降组件分别对齐呈180°角度的两列通孔组；

S6，控制防沉降预安装组件中两个直线驱动件同步收缩，滑块组件a的两个滑块Ⅰ相对靠拢，且滑块组件b的两个滑块Ⅰ相对靠拢，同时X型铰接组件变形驱动滑块组件a和滑块组件b相对远离，进而使两个防沉降组件中防沉降桩分别与呈180°角度的两列通孔组配合；

S7，将防沉降预安装组件吊出基柱管；

S8，将防沉降安装组件与两个位于基柱管内的防沉降组件配合，防沉降安装组件中两个滑块Ⅱ分别滑动滑入两个防沉降组件的滑槽内，控制双出杆液压缸Ⅱ两个输出杆伸展，驱动防沉降组件中的防沉降桩插入土地,完成两个防沉降组件的安装；

S9，将防沉降安装组件吊出基柱管；

S10，重复步骤S3-S9一共n₁/2次，完成所有防沉降组件的安装；

S11，往基柱管内灌注混凝土。

本发明的有益效果是，本发明所提供的上述公路路基防沉降结构，可以一次性完全两列防沉降桩的安装，相对于现有方案一次性完成两个防沉降桩的安装方式而言，施工效率成倍增加，可以极大的降低施工成本，而且基柱管和防沉降组件为纯结构件，无动力元件，保证成本，防沉降预安装组件仅需配备两个直线驱动件，无需如现有方案的气源等设备，也具备结构简单，成本低的特点，同时防沉降预安装组件可以重复使用，既可以辅助两个防沉降组件的吊装，又可以同时完成两个防沉降组件的预安装。

附图说明

附图1为本发明多个防沉降组件安装至基柱管后的第一角度结构示意图；

附图2为本发明多个防沉降组件安装至基柱管后的第二角度结构示意图；

附图3为本发明多个防沉降组件安装至基柱管后的正剖结构示意图；

附图4为本发明安装两个防沉降组件时的结构示意图；

附图5为本发明安装两个防沉降组件时的俯视图；

附图6为图5中A-A向剖视图；

附图7为图6中B处的局部放大图；

附图8为本发明将两个防沉降组件时吊至管底的正剖视图；

附图9为本发明将两个防沉降组件预安装的结构示意图；

附图10为本发明将两个防沉降组件预安装的俯视图；

附图11为图10中C-C向剖视图；

附图12为本发明将两个防沉降组件安装的俯视图；

附图13为图12中D-D向剖视图。

在图中，1-基柱管；11-通孔；12-管底；121-滑动槽；2-防沉降组件；21-纵向安装板；211-滑动杆；22-防沉降桩；23-滑槽；3-防沉降预安装组件；31-滑块组件；311-直线驱动件；312-滑块Ⅰ；32-X型铰接组件；321-连接杆；4-防沉降安装组件；41-双出杆液压缸Ⅱ；42-滑块Ⅱ。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如附图1-图13所示，本发明提供一种公路路基防沉降结构，包括基柱管1、防沉降组件2和防沉降预安装组件3；

所述基柱管1上设置有n₁列通孔组，每列通孔组设置有n₂个通孔11，n₁为偶数，且n₁列通孔组绕基柱管1的轴线呈环形阵列布置，即每组通孔组均有与其呈180°角的对应通孔组；

所述防沉降组件2设置有n₁个，每个防沉降组件2与一列通孔组对应配合，所述防沉降组件2包括纵向安装板21和间隔布置在纵向安装板21上的n₂个防沉降桩22，n₂优选为大于等于2的自然数，n₂个防沉降桩22与一列通孔组上的n₂个通孔11一一对应；

所述防沉降预安装组件3包括X型铰接组件32和两组相对设置的滑块组件31，所述滑块组件31包括直线驱动件311以及与直线驱动件311连接的两个平行设置的滑块Ⅰ312，所述直线驱动件311驱动两个滑块Ⅰ312相对靠拢或远离，所述纵向安装板21背离防沉降桩22一端设置有滑槽23，所述滑块Ⅰ312与滑槽23直线滑动配合，需要注意的是，滑块Ⅰ312仅能沿滑槽23长度方向移动，而不能宽度方向移动，以便使防沉降预安装组件3将两个防沉降组件2配合形成一个组合体；为了便于说明，两组滑块组件31分别定义为滑块组件a和滑块组件b，所述X型铰接组件32包括两根在中间相互铰接的连接杆321，一根连接杆321一端与滑块组件a上端滑块Ⅰ312铰接，另一端与滑块组件b下端滑块Ⅰ312铰接，另一根连接杆321一端与滑块组件a下端滑块Ⅰ312铰接，另一端与滑块组件b上端滑块Ⅰ312铰接，参考图7和图11，以此，在两个直线驱动件311同步伸展时，同一个滑块组件31上的两个滑块Ⅰ312远离，进而带动X型铰接组件32中两根连接杆321相对收拢，进而驱动两组滑块组件31相对靠拢，在两个直线驱动件311同步收缩时则刚好相反，驱动两组滑块组件31相对远离。

以此，在将防沉降组件2安装至基柱管1内时，参考图4和图6，首先通过防沉降预安装组件3连接两个防沉降组件2，使两个防沉降组件2和防沉降预安装组件3形成一个相对固定的组合体，以此可以同时将两个防沉降组件2吊入基柱管1内，且由于防沉降预安装组件3和两个防沉降组件2呈轴对称设置，在吊装时可以很方便的使三者保持铅垂状态，一方面，便于三者直接吊入基柱管1的底部，解决单独吊一个防沉降组件2时，由于重力分布不均匀，导致呈倾斜状态而无法方便吊入基柱管1的底部，另一方面，还便于使两个防沉降组件2直接吊入基柱管1的设定位置，方便两个防沉降组件2与两组呈180°的通孔组对齐，提高安装效率，且在将两个防沉降组件2装入基柱管1之前，防沉降预安装组件3中两个直线驱动件311处于伸展极限位置，使两个防沉降组件2相互靠拢，继而使两个防沉降组件2的防沉降桩22端部距离小于或等于基柱管1的内径，使两个防沉降组件2和防沉降预安装组件3的组合体能够顺利进入基柱管1，再将两个防沉降组件2和防沉降预安装组件3吊入基柱管1的设定位置后，防沉降预安装组件3中两个直线驱动件311同步收缩，驱动两个防沉降组件2相互远离，两个防沉降组件2中防沉降桩22分别与呈180°角度的两列通孔组配合，完成两个防沉降组件2的预安装；

本发明所提供的上述公路路基防沉降结构，可以一次性完全两列防沉降桩22的安装，相对于现有方案一次性完成两个防沉降桩22的安装方式而言，施工效率成倍增加，可以极大的降低施工成本，而且基柱管1和防沉降组件2为纯结构件，无动力元件，保证成本，防沉降预安装组件3仅需配备两个直线驱动件311，无需如现有方案的气源等设备，也具备结构简单，成本低的特点，同时防沉降预安装组件3可以重复使用，既可以辅助两个防沉降组件2的吊装，又可以同时完成两个防沉降组件2的预安装。

在其中一个实施例中，所述直线驱动件311为双出杆液压缸Ⅰ，双出杆液压缸Ⅰ的两根输出杆与两个平行设置的滑块Ⅰ312连接，进而提高防沉降预安装组件3的变形顺滑度和提高变形量，采用液压缸，可以保证变形力度能够推动两个防沉降组件2移动。

在其中一个实施例中，参考图3和图5，所述基柱管1具有管底12，所述管底12上以基柱管1轴线为中心呈放射状布置有n₁个滑动槽121，所述纵向安装板21底部设置有与所述滑动槽121滑动配合的滑动杆211，通过设置管底12，一方面可以在吊装基柱管1至路基孔时，避免泥土进入基柱管1内，另一方面，可以为防沉降组件2提供硬质的承载平面，避免防沉降组件2中的防沉降桩22与通孔组对齐定位，另外，通过设置滑动槽121，为纵向安装板21的移动提供导向，进一步简化防沉降组件2中的防沉降桩22与通孔组对齐定位难度，提高安装效率。

在其中一个实施例中，所述滑动杆211底部设置有滚珠体，降低防沉降组件2与管底12的接触面积，降低防沉降组件2在管底12内滑动所需的推动力，进而降低对两个直线驱动件311的要求。

在其中一个实施例中，所述防沉降桩22为空心结构，且所述纵向安装板21背离防沉降桩22一侧设置有与防沉降桩22空心连通的流通孔，以此，在后续往基柱管1内灌注混凝土时，混凝土可以通过流通空流入防沉降桩22内，进而提高防沉降桩22的结构强度，同时可以降低防沉降桩22本身的结构强度要求，降低成本。

在其中一个实施例中，所述防沉降桩22的端部为尖锥结构，降低防沉降桩22横向插入泥土的阻力。

在其中一个实施例中，考虑到将两个防沉降组件2的防沉降桩22横向插入泥土的阻力较大，而防沉降预安装组件3中具有多个铰接结构和连接杆321，其受力程度有限，如果需要达到能够驱动防沉降桩22横向插入泥土的驱动力，则对防沉降预安装组件3提出较高的结构强度及连接强度要求，基于此，本发明还包括防沉降安装组件4，所述防沉降安装组件4包括双出杆液压缸Ⅱ41和设置在双出杆液压缸Ⅱ41两个输出杆上的滑块Ⅱ42，通过加入防沉降安装组件4完成两个防沉降组件2中防沉降桩22完成插入泥土，可以在整体上降低成本。

本发明还提供一种公路路基防沉降结构施工方法，使用公路路基防沉降结构，包括如下步骤：

S1，在待设置路基位置钻设路基孔，用于安装路基结构；

S2，将所述基柱管1吊入所述路基孔；

S3，参考图4-图6，将两个防沉降组件2与防沉降预安装组件3连接，其中防沉降预安装组件3中滑块组件a中两个滑块Ⅰ312与其中一个防沉降组件2的滑槽23配合，滑块组件b中两个滑块Ⅰ312与另一个防沉降组件2的滑槽23配合，且防沉降预安装组件3中两个直线驱动件311处于伸展极限位置，使两个防沉降组件2相互靠拢，此时，两个防沉降组件2的防沉降桩22端部距离小于或等于基柱管1的内径，且两个防沉降组件2和防沉降预安装组件3形成一个相对稳定的组合体；

S4，参考图8，将两个防沉降组件2与防沉降预安装组件3一起沿基柱管1轴线吊入基柱管1的管内，直至两个防沉降组件2的底部到达或基柱管1的管底12，由于两个防沉降组件2和防沉降预安装组件3为对称结构，因此在此步骤时，可以以铅垂状态将两个防沉降组件2和防沉降预安装组件3吊入基柱管1的管内，且便于两个防沉降组件2的滑动杆211直接进入管底12的滑动槽121上；

S5，调整两个防沉降组件2的位置，使两个防沉降组件2分别对齐呈180°角度的两列通孔组，即使两个防沉降组件2的滑动杆211进入管底12的滑动槽121上；

S6，参考图9-图11，控制防沉降预安装组件3中两个直线驱动件311同步收缩，滑块组件a的两个滑块Ⅰ312相对靠拢，且滑块组件b的两个滑块Ⅰ312相对靠拢，同时X型铰接组件32变形驱动滑块组件a和滑块组件b相对远离，进而使两个防沉降组件2中防沉降桩22分别与呈180°角度的两列通孔组配合；

S7，将防沉降预安装组件3吊出基柱管1；

S8，参考图12和图13，将防沉降安装组件4与两个位于基柱管1内的防沉降组件2配合，防沉降安装组件4中两个滑块Ⅱ42分别滑动滑入两个防沉降组件2的滑槽23内，控制双出杆液压缸Ⅱ41两个输出杆伸展，驱动防沉降组件2中的防沉降桩22插入土地,完成两组防沉降组件2的安装；在本步骤中，可以将防沉降安装组件4直接吊至两个防沉降组件2中间，在防沉降安装组件4的双出杆液压缸Ⅱ41两个输出杆伸展时，驱动两个防沉降组件2向外移动，使两个防沉降组件2所有的防沉降桩22完全插入泥土内；

S9，将防沉降安装组件4吊出基柱管1；

S10，重复步骤S3-S9一共n₁/2次，完成所有防沉降组件2的安装；

S11，往基柱管1内灌注混凝土，完成路基结构的施工。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种公路路基防沉降结构，其特征是，包括基柱管（1）、防沉降组件（2）和防沉降预安装组件（3）；

所述基柱管（1）上设置有n₁列通孔组，每列通孔组设置有n₂个通孔（11），n₁为偶数，且n₁列通孔组绕基柱管（1）的轴线呈环形阵列布置；

所述防沉降组件（2）设置有n₁个，所述防沉降组件（2）包括纵向安装板（21）和间隔布置在纵向安装板（21）上的n₂个防沉降桩（22）；

所述防沉降预安装组件（3）包括X型铰接组件（32）和两组相对设置的滑块组件（31），所述滑块组件（31）包括直线驱动件（311）以及与直线驱动件（311）连接的两个平行设置的滑块Ⅰ（312），所述直线驱动件（311）驱动两个滑块Ⅰ（312）相对靠拢或远离，所述纵向安装板（21）背离防沉降桩（22）一端设置有滑槽（23），所述滑块Ⅰ（312）与滑槽（23）直线滑动配合；两组滑块组件（31）分别定义为滑块组件a和滑块组件b，所述X型铰接组件（32）包括两根在中间相互铰接的连接杆（321），一根连接杆（321）一端与滑块组件a上端滑块Ⅰ（312）铰接，另一端与滑块组件b下端滑块Ⅰ（312）铰接，另一根连接杆（321）一端与滑块组件a下端滑块Ⅰ（312）铰接，另一端与滑块组件b上端滑块Ⅰ（312）铰接；

在安装所述防沉降组件（2）时，以两个防沉降组件（2）和一个防沉降预安装组件（3）为一组对两个防沉降组件（2）进行安装，完成两个防沉降组件（2）安装之后取出防沉降预安装组件（3）并与另外两个防沉降组件（2）组合进行循环安装，循环n₁/2次后完整所有防沉降组件（2）的安装。

2.如权利要求1所述的公路路基防沉降结构，其特征是，所述直线驱动件（311）为双出杆液压缸Ⅰ，双出杆液压缸Ⅰ的两根输出杆与两个平行设置的滑块Ⅰ（312）连接。

3.如权利要求1所述的公路路基防沉降结构，其特征是，所述基柱管（1）具有管底（12），所述管底（12）上以基柱管（1）轴线为中心呈放射状布置有n₁个滑动槽（121），所述纵向安装板（21）底部设置有与所述滑动槽（121）滑动配合的滑动杆（211）。

4.如权利要求3所述的公路路基防沉降结构，其特征是，所述滑动杆（211）底部设置有滚珠体。

5.如权利要求3所述的公路路基防沉降结构，其特征是，所述防沉降桩（22）为空心结构，且所述纵向安装板（21）背离防沉降桩（22）一侧设置有与防沉降桩（22）空心连通的流通孔。

6.如权利要求1-5任一项所述的公路路基防沉降结构，其特征是，所述防沉降桩（22）的端部为尖锥结构。

7.如权利要求1-5任一项所述的公路路基防沉降结构，其特征是，还包括防沉降安装组件（4），所述防沉降安装组件（4）包括双出杆液压缸Ⅱ（41）和设置在双出杆液压缸Ⅱ（41）两个输出杆上的滑块Ⅱ（42）。

8.一种公路路基防沉降结构施工方法，其特征是，使用如权利要求7所述的公路路基防沉降结构，包括如下步骤：

S1，在待设置路基位置钻设路基孔；

S2，将所述基柱管（1）吊入所述路基孔；

S3，将两个防沉降组件（2）与防沉降预安装组件（3）连接，其中防沉降预安装组件（3）中滑块组件a中两个滑块Ⅰ（312）与其中一个防沉降组件（2）的滑槽（23）配合，滑块组件b中两个滑块Ⅰ（312）与另一个防沉降组件（2）的滑槽（23）配合，且防沉降预安装组件（3）中两个直线驱动件（311）处于伸展极限位置，使两个防沉降组件（2）相互靠拢，此时，两个防沉降组件（2）的防沉降桩（22）端部距离小于或等于基柱管（1）的内径；

S4，将两个防沉降组件（2）与防沉降预安装组件（3）一起沿基柱管（1）轴线吊入基柱管（1）的管内，直至两个防沉降组件（2）的底部到达基柱管（1）的管底（12）；

S5，调整两个防沉降组件（2）的位置，使两个防沉降组件（2）分别对齐呈180°角度的两列通孔组；

S6，控制防沉降预安装组件（3）中两个直线驱动件（311）同步收缩，滑块组件a的两个滑块Ⅰ（312）相对靠拢，且滑块组件b的两个滑块Ⅰ（312）相对靠拢，同时X型铰接组件（32）变形驱动滑块组件a和滑块组件b相对远离，进而使两个防沉降组件（2）中防沉降桩（22）分别与呈180°角度的两列通孔组配合；

S7，将防沉降预安装组件（3）吊出基柱管（1）；

S8，将防沉降安装组件（4）与两个位于基柱管（1）内的防沉降组件（2）配合，防沉降安装组件（4）中两个滑块Ⅱ（42）分别滑动滑入两个防沉降组件（2）的滑槽（23）内，控制双出杆液压缸Ⅱ（41）两个输出杆伸展，驱动防沉降组件（2）中的防沉降桩（22）插入土地,完成两个防沉降组件（2）的安装；

S9，将防沉降安装组件（4）吊出基柱管（1）；

S10，重复步骤S3-S9一共n₁/2次，完成所有防沉降组件（2）的安装；

S11，往基柱管（1）内灌注混凝土。