CN202945519U - 一种控制运营期路堤沉降的加固结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于刨除沥青混凝土路面上面层后，自路面结构层顶部向路堤内竖向钻孔至垫层底部形成路堤引孔，通过该引孔在地基及垫层范围内打设高压旋喷桩，高压旋喷桩贯穿软土层，嵌入相对持力层深度不小于500mm，并在路堤底部垫层中形成扩大桩头；在路堤引孔内回灌气泡混凝土，然后在路面结构层上重新铺设沥青混凝土上面层，形成上面层修复层。本实用新型涉及结构采用加固地基与减轻路堤荷载并用的措施，且路面修复成本低，可有效控制运营期路堤沉降，降低运营期养护费用，具有较好的技术经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种控制运营期路堤沉降的加固结构，属于路面养护工程领域，适用于软土地区工后沉降量大、沉降变形尚未稳定的控制运营期路堤沉降加固工程。
背景技术
公路（道路）工程在通车运营后，常出现由于工后沉降量大、差异沉降明显等原因，而导致的桥头跳车、路面纵横向开裂等病害，严重影响路面结构的使用寿命和公路通行质量。其诱因主要体现在如下几方面：（1）未采取适宜的软基处理措施、软基处理效果差或预压期不足，在车辆荷载、路堤路面结构荷载作用下，通车后软土发生较大沉降变形；（2）路堤填料不均匀，压实质量不满足设计要求，导致路堤后期自密压缩量过大；（3）在环境因素作用下，路面结构层材料的性能大幅降低等。
为控制运营期路堤沉降，减少高额的路面加铺养护费用，保障行车安全等，目前已有一些针对性的处治方案，主要可归纳为三个方面：（1）路堤开挖后，采用具有足够强度且不易压缩变形的轻质材料换填原路堤填料，减小上覆路堤荷载，进而减小软基的沉降量。（2）对路堤下的软土地基进行加固处理，通过改善软土地基的性能，增强地基强度与抗压缩变形的能力。（3）根据沉降量及路面纵曲线设计标高，在路面结构上重新铺设一层路面结构层。这些措施均具有一定的实用性和针对性，如采用轻质路堤填料既能减小路堤压缩量和地基沉降量，又能保证路堤的稳定性；对软土地基进行加固处理可提高软土的物理力学指标，减少软土的沉降量；路面加铺可在短时间内快速改善路面的通行条件。但在实际工程应用中，尤其是在运营期公路病害处治过程中，上述加固方法均表现出一定的不足：（1）路堤开挖换填轻质材料，需破坏原有路面结构，并重新铺设新的路面结构，施工期较长、对交通影响大、造价高；（2）目前对路堤下的软土地基进行加固处理，常采取在路堤两侧向地基内注浆的措施等，注浆质量难于控制，且常只能对软基进行浅层加固，难以有效克服工后沉降和差异沉降；（3）路面加铺可在短时间内改善路面的通行条件，却未从根本上治理沉降出现的诱因，往往需要反复加铺，导致高额的路面养护费用的同时，加铺的路面荷载也会诱发新的沉降。
综上所述，为控制运营期路堤沉降，目前亟需发明一种处治效果好、施工快速、造价合理且具有广泛适用性的加固结构。
发明内容
本实用新型的目的在于将加固地基与减轻路堤荷载并用的措施相结合，发明一种加固效果好、施工快速、适用性强、造价合理的控制运营期路堤沉降的加固结构。
为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于刨除沥青混凝土路面上面层后，自路面结构层顶部向路堤内竖向钻孔至垫层底部形成路堤引孔，通过该引孔在地基及垫层范围内打设高压旋喷桩，高压旋喷桩贯穿软土层，嵌入相对持力层深度不小于500mm，并在路堤底部垫层中形成扩大桩头；在路堤引孔内回灌气泡混凝土，然后在路面结构层上重新铺设沥青混凝土上面层，形成上面层修复层。
前述的控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于路堤引孔在平面上呈梅花形或平行四边形布置。
前述的控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于扩大桩头直径为高压旋喷桩直径的1.2-1.5倍，厚度不小于原垫层厚度的1/2，通过调整高压旋喷桩施工时的参数形成。
前述的控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于气泡混凝土回灌顶标高与上面层修复层底标高齐平，其修复厚度满足路面纵曲线的要求。
本实用新型涉及的结构具有以下特点和有益效果：
（1）从处治工后沉降及差异沉降出现的诱因出发，采取加固地基与减轻路堤荷载相结合的措施，沉降及差异沉降控制效果好，可避免路面病害的反复出现，从而可大幅节约路面全寿命的养护费用。
（2）通过在路堤内引孔，采用高压旋喷桩加固软基，并在垫层中形成扩大桩头，对工后沉降的控制效果好，且高压旋喷桩施工设备相对轻便、施工机械机架高度低，可分车道封道施工，对施工净高受限的路段，一般也可采用。
（3）在路堤引孔内回灌气泡混凝土，可有效减轻路堤重量的同时，浆液渗透对路堤填料也起到了一定的加固效应，对减轻路堤后期自密压缩量也具有一定效果。
（4）气泡混凝土可作为路面的部分结构层使用，只需对刨除的上面层进行修复即可，无需对引孔而破坏的路面结构层进行复杂的修复施工，同时气泡混凝土强度提高快，施工工期短，可实现快速修复施工。
附图说明
图1是本实用新型控制运营期路堤沉降的加固结构断面图；
图中：1-上面层修复层，2-路面结构层，3-路堤引孔，4-气泡混凝土，5-垫层，6-软土层，7-相对持力层，8-扩大桩头，9-高压旋喷桩。
具体实施例
路面上面层刨除及修复工艺要求、路堤引孔设备选型及工艺要求、气泡混凝土配制及养护工艺要求等，本实施例中不再累述，重点阐述本实用新型涉及结构的实施方式。
图1是本实用新型控制运营期路堤沉降的加固结构断面图。参照图1所示，本实施例为沥青混凝土路面，路面上面层材料为4cm细粒式SBS改性沥青沥青混凝土（AC-13C型）。
先刨除沥青混凝土路面上面层后，自路面结构层2顶部向路堤内竖向钻孔至垫层5底部形成路堤引孔3，路堤引孔3直径为300mm，在平面上呈间距为2200mm的梅花形布置；
通过该引孔在地基及垫层5范围内打设直径为600mm的高压旋喷桩9，高压旋喷桩9贯穿软土层6，嵌入相对持力层7深度为600mm，并在路堤底部垫层5中形成直径为800mm的扩大桩头8、厚度与垫层5同厚；
高压旋喷桩9施工参数建议值如表1所示。
表1 高压旋喷桩的施工参数建议值
| 序号 | 参数名称 | 指标数值 | 备 注 |
| 1 | 桩径 | Φ600mm | |
| 2 | 桩距 | 2200mm | |
| 3 | 垂直度 | 1% | |
| 4 | 水灰比 | 1:1-1.2:1 | 根据土质定 |
| 5 | 水泥标号 | P032.5普硅 | |
| 6 | 水泥用量 | 220kg/m | |
| 7 | 喷浆压力 | 20～30Mpa | 根据土质定 |
| 8 | 喷嘴孔直径 | Φ1.8-φ2.1mm | |
| 9 | 旋转速度 | 27～32r/min | |
| 10 | 提升速度 | 20-30cm/min | |
| 11 | 气压 | 0.7MPa |
扩大桩头8通过调整高压旋喷桩施工时的施工参数形成，并通过试桩数据调整，施工建议参数如下：
① 水泥用量：约550kg/m
② 浆压力：25MPa
③ 空气压力：0.6-0.8 MPa
④ 浆液流量：80L/min
⑤ 钻杆转速：10~20 r/min
⑥ 浆液喷射钻杆提升速度：22cm/min
⑦ 水灰比：1:1
在路堤引孔3内回灌气泡混凝土4，气泡混凝土4回灌顶标高与上面层修复层底标高齐平，采用容重不大于6KN/m3、配合比强度应满足28天强度≥0.8MPa、流动度在180mm±20mm的气泡混凝土。
然后在路面结构层2上重新铺设沥青混凝土上面层，形成上面层修复层1，上面层修复层1与原路面上面层采用相同的材料进行修复，其修复厚度满足路面纵曲线的要求。
Claims (4)
1.一种控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于刨除沥青混凝土路面上面层后，自路面结构层顶部向路堤内竖向钻孔至垫层底部形成路堤引孔，通过该引孔在地基及垫层范围内打设高压旋喷桩，高压旋喷桩贯穿软土层，嵌入相对持力层深度不小于500mm，并在路堤底部垫层中形成扩大桩头；在路堤引孔内回灌气泡混凝土，然后在路面结构层上重新铺设沥青混凝土上面层，形成上面层修复层。
2.根据权利要求1所述的控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于路堤引孔在平面上呈梅花形或平行四边形布置。
3.根据权利要求1所述的控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于扩大桩头直径为高压旋喷桩直径的1.2-1.5倍，厚度不小于原垫层厚度的1/2。
4.根据权利要求1所述的控制运营期路堤沉降的加固结构，其特征在于气泡混凝土回灌顶标高与上面层修复层底标高齐平，其修复厚度满足路面纵曲线的要求。
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