專利名稱：正常通車情況下路堤橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在路基工程正常通車情況下，采用鉆進(jìn)或鑿進(jìn)成孔技術(shù)沿路提橫 向造孔，向孔內(nèi)填充輕質(zhì)材料以減輕原路基荷載，達(dá)到控制已通車路基軟基后續(xù)沉降的方 法，無(wú)需封道，不破壞路面結(jié)構(gòu)，不影響正常通車。
背景技術(shù)：
目前我國(guó)公路、鐵路等路基工程大多建于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的沿海諸省、長(zhǎng)江三角洲、 珠江三角洲地區(qū)，這些地區(qū)的地基土通常具有含水量高、壓縮性大、滲透性差、靈敏度高、強(qiáng) 度低和厚度不均勻等的特點(diǎn)。工后沉降過(guò)大是軟土地區(qū)已運(yùn)營(yíng)路基工程常見(jiàn)病害之一，工 后沉降過(guò)大引起較為突出的問(wèn)題之一為橋頭跳車，橋頭跳車輕則使車輛通過(guò)時(shí)產(chǎn)生跳動(dòng)和 沖擊，從而對(duì)橋梁和路面造成附加沖擊荷載，影響行車的舒適性；重則使通過(guò)車輛大幅度減 速，影響正常運(yùn)營(yíng)，經(jīng)常需要修補(bǔ)和維護(hù)，甚至造成行車事故。工后沉降過(guò)大問(wèn)題已成為影 響高等級(jí)公路等路基工程質(zhì)量、造價(jià)、運(yùn)營(yíng)修護(hù)成本、運(yùn)營(yíng)效益等重要影響因素，因而也倍 受工程界關(guān)注。由于工后沉降問(wèn)題的復(fù)雜性和不確定性，建造于軟土地基上的路基工程，盡管在 設(shè)計(jì)時(shí)已采取了一定措施，施工時(shí)也采取了嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，但一些路段在完工后一 段時(shí)間內(nèi)，仍然會(huì)發(fā)生軟基沉降現(xiàn)象，且呈現(xiàn)不收斂的事態(tài)。目前通常采用剛性樁或柔性 樁復(fù)合地基加固處理高填土路段或臺(tái)背填筑前地基、設(shè)置過(guò)渡段、合理設(shè)置橋涵構(gòu)造物、采 用輕質(zhì)土填料、嚴(yán)格控制填料質(zhì)量、設(shè)置橋臺(tái)搭板等措施預(yù)防橋頭跳車等較大工后沉降病 害的出現(xiàn)，在當(dāng)時(shí)能取得效果，但后期效果不明顯。如某個(gè)橋頭路段目前每年沉降仍有5 IOcm之大，需要每年加鋪路面，養(yǎng)護(hù)費(fèi)用居高不下，且加鋪路面后因增加新的路基荷載，增 加軟基沉降量，形成新的工后沉降，不能徹底解決問(wèn)題。目前，施工完成后的解決方法有加 鋪、開(kāi)挖打樁、開(kāi)挖輕質(zhì)材料置換、注漿法等，但都需要采取封道等臨時(shí)交通管制措施，而在 一些如公路匝道的狹窄路段，則無(wú)法進(jìn)行部分封道，影響行車安全，甚至引發(fā)交通事故。已 有輕質(zhì)材料換填技術(shù)是在工程未建成之前、施工過(guò)程中實(shí)施的，或者建成之后，開(kāi)挖路基換 填。注漿法加固以加固淺層軟基或上部路基為目的來(lái)控制沉降，對(duì)軟土較深的情況下很難 注漿至相對(duì)硬土層，對(duì)路基較寬的路段也較難注入路提中心，同時(shí)注漿加固地基如注漿壓 力或過(guò)程控制不當(dāng)也易導(dǎo)致注漿不均勻，從而導(dǎo)致路面出現(xiàn)波浪等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不影響交通的前提下，通過(guò)減輕路提的上部荷載而減 少已通車公路等路基工程工后沉降的方法。一種正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于采用 鉆進(jìn)或鑿進(jìn)成孔技術(shù)在路基單側(cè)或者兩側(cè)邊坡處路提橫向引孔，孔向下傾斜以便于輕質(zhì)材 料的灌入，在孔內(nèi)注入輕質(zhì)材料，輕質(zhì)材料在孔中凝固形成輕質(zhì)換填材料。前述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于在所述的引孔內(nèi)置入套管，在套管內(nèi)注入輕質(zhì)材料，保障成孔質(zhì)量及避免輕質(zhì)材料的擴(kuò)散。前述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于所述 的套管為塑料或者不銹鋼材質(zhì)。前述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于所述 的輕質(zhì)材料為氣泡混合輕質(zhì)土、泡沫珠混合輕質(zhì)土或EPS顆粒輕質(zhì)土。前述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于在 路基較窄時(shí)采用單側(cè)引孔，路基較寬時(shí)采用雙側(cè)開(kāi)孔，在引孔的端部預(yù)留50 cm以上厚度的 路基作為引孔的封閉端。前述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于引 孔后在澆筑輕質(zhì)材料之前先暫時(shí)將孔口封閉，避免孔內(nèi)積水。前述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于在 路基成孔困難的情況下，先定間距引孔灌菜，后在縱橫向間距引孔。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于采用非開(kāi)挖鉆孔技術(shù)，如導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖技術(shù)、鑿巖機(jī) 鉆孔技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)有目標(biāo)的引導(dǎo)式路提橫向成孔，工程造價(jià)低；可根據(jù)需要置入套管，套管 為塑料管或鋼管，如PVC、PE、HDPE強(qiáng)度高、耐久性強(qiáng)；引孔內(nèi)注入的輕質(zhì)材料可為氣泡混合 輕質(zhì)土、泡沫珠混合輕質(zhì)土或EPS顆粒輕質(zhì)土，配制和施工目前已相對(duì)成熟，減輕路基荷載 近而控制地基沉降的。無(wú)需封道、不會(huì)破壞路面結(jié)構(gòu)層和上部附屬結(jié)構(gòu)，不影響正常通車， 也可在引孔內(nèi)接入套管后，不回填任何材料，但這種方式對(duì)套管徑向變形和剛度要求高，成 本也較高。
圖1——在路提兩側(cè)對(duì)稱引孔換填輕質(zhì)材料的原理示意圖； 圖2——在路提一側(cè)引孔換填輕質(zhì)材料的原理示意圖3——外表光滑塑料套管； 圖4——外表螺紋塑料套管。
具體實(shí)施例方式(1)按照設(shè)計(jì)引孔的縱橫向間距，通過(guò)導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖技術(shù)在原路提兩側(cè)引孔， 孔向路提內(nèi)側(cè)向下傾斜，角度沒(méi)有特殊的限制，一般來(lái)說(shuō)是向下傾斜角度在0-90度，且不 取到端點(diǎn)值；
(2)引孔的非開(kāi)口端部預(yù)留一定厚度的路提作為引孔的封閉端；引孔縱橫向間 距較小時(shí)可隔孔引打、分級(jí)引打和分級(jí)灌入輕質(zhì)材料；
(3)若路基成孔困難，則先大間距引孔灌漿，增加路提強(qiáng)度及密實(shí)度，然后按設(shè)計(jì)的間 距引孔；
(4)若需置入套管，按照選用的套管類型，進(jìn)行套管準(zhǔn)備，包括接管、相關(guān)檢測(cè)等內(nèi)容， 后置入引孔內(nèi)；
(5)孔引后孔口應(yīng)做好封閉措施，避免在澆筑輕質(zhì)土之前孔內(nèi)積水；
(6)按照選用的輕質(zhì)土類別和設(shè)計(jì)配比拌和輕質(zhì)土，并進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)；
(7)在引孔內(nèi)灌入輕質(zhì)土材料，輕質(zhì)土材料凝固形成輕質(zhì)換填材料；(8)為避免再次引孔行為對(duì)已形成的引孔的影響，可在引孔后及時(shí)灌入輕質(zhì)材料，再 次引孔的位置遠(yuǎn)離灌入輕質(zhì)材料的引孔位置，減少對(duì)尚未形成強(qiáng)度輕質(zhì)材料的影響。
實(shí)施例(1)如圖1、2所示，按照設(shè)計(jì)引孔的縱橫向間距；將液壓履帶式鑿巖機(jī)置于坡腳 護(hù)坡道處引孔，通過(guò)導(dǎo)向鉆進(jìn)非開(kāi)挖技術(shù)在原路提的單側(cè)或兩側(cè)引孔1，孔徑11. 5cm，孔向 路提下方側(cè)傾斜1°。(2)引孔非開(kāi)口端部預(yù)留50 cm以上厚度的路提作為引孔的封閉端3;引孔縱橫 向間距較小時(shí)可隔2個(gè)以上孔引打、分級(jí)引打和分級(jí)灌入氣泡混凝土 2 ；
(3)若路基成孔困難，可先按照2. 5m 3. Om的間距引孔，在孔內(nèi)灌入砂漿4，后按設(shè)計(jì) 縱橫向間距引孔；
若需置入PVC塑料套管5，則需先進(jìn)行塑料套管準(zhǔn)備，包括接管、相關(guān)檢測(cè)等內(nèi)容，后置 入引孔內(nèi)，圖3為外表光滑塑料套管示意圖，圖4為外表呈螺紋的塑料套管示意圖，兩者均 適于本發(fā)明。(4)孔引后孔口采用塑料袋或重復(fù)利用塑料蓋做好封閉措施，避免在澆筑輕質(zhì)土 之前孔內(nèi)積水；
(5)采用氣泡混凝土作為換填材料，按照設(shè)計(jì)配比拌和，并進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)；
(6)氣泡混凝土設(shè)計(jì)指標(biāo)1)濕容重不大于6KN/m ；2)配合比強(qiáng)度應(yīng)滿足28天強(qiáng) 度彡 0. 8Mpa ；3)流動(dòng)度180mm士20mm。(7)在引孔內(nèi)灌入氣泡混凝土 2，灌入過(guò)程中采用氣泡混凝土輸送管，自孔底通過(guò) 泵送逐步灌入至孔頂，氣泡混凝土凝固形成輕質(zhì)換填材料；
(8)為避免引孔對(duì)已引孔的影響，部分區(qū)域引孔后及時(shí)灌入氣泡混凝土，引孔位置距 離氣泡混凝土灌入位置應(yīng)不小于10m，減少引孔對(duì)尚未形成強(qiáng)度氣泡混凝土的影響。本發(fā)明的原理和技術(shù)可廣泛應(yīng)用于已通車公路工后沉降過(guò)大路段處理中。本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不僅僅局限于上述描述。
權(quán)利要求
一種正常通車情況下路堤橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于采用鉆進(jìn)或鑿進(jìn)成孔技術(shù)在路基單側(cè)或者兩側(cè)邊坡處路堤橫向引孔，孔向下傾斜，在孔內(nèi)注入輕質(zhì)材料，輕質(zhì)材料在孔中凝固形成輕質(zhì)換填材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其 特征在于在所述的引孔內(nèi)置入套管，在套管內(nèi)注入輕質(zhì)材料或者不回填材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其 特征在于所述的套管為塑料或者不銹鋼材質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方 法，其特征在于所述的輕質(zhì)材料為氣泡混合輕質(zhì)土、泡沫珠混合輕質(zhì)土或EPS顆粒輕質(zhì)土。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其 特征在于在路基較窄時(shí)采用單側(cè)引孔，路基較寬時(shí)采用雙側(cè)開(kāi)孔，在引孔的端部預(yù)留50 cm以上厚度的路基作為引孔的封閉端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方 法，其特征在于引孔后在澆筑輕質(zhì)材料之前先暫時(shí)將孔口封閉，避免孔內(nèi)積水。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的正常通車情況下路提橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方 法，其特征在于在路基成孔困難的情況下，先定間距引孔灌漿，后在縱橫向間距引孔。
全文摘要
一種正常通車情況下路堤橫向鉆孔輕質(zhì)置換控制沉降的方法，其特征在于采用鉆進(jìn)或鑿進(jìn)成孔技術(shù)在路基單側(cè)或者兩側(cè)邊坡處路堤橫向引孔，孔向下傾斜一定角度以便于輕質(zhì)材料的灌入，在孔內(nèi)注入輕質(zhì)材料，輕質(zhì)材料在孔中凝固形成輕質(zhì)換填材料。也可以在所述的引孔內(nèi)先置入套管，在套管內(nèi)注入輕質(zhì)材料或者不回填材料，保障成孔質(zhì)量及避免輕質(zhì)材料的擴(kuò)散。無(wú)需封道、不會(huì)破壞路面結(jié)構(gòu)層和上部附屬結(jié)構(gòu)，不影響正常通車。
文檔編號(hào)E01C3/00GK101949122SQ20101051833
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者劉漢龍, 曹德洪, 王新泉, 陳永輝, 陳龍, 龔廉溟 申請(qǐng)人:河海大學(xué)