加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，包括從上到下的路堤、硬殼層、軟土層和硬土層，所述路堤開(kāi)有若干樁孔，每個(gè)樁孔從路堤穿過(guò)硬殼層、軟土層貫穿至硬土層，樁孔的直徑上小下大，大直徑段從路堤下端開(kāi)始直至樁孔底部；以地平面為分界線，分界線以上樁孔內(nèi)為中粗砂，分界線以下樁孔內(nèi)為凝固的水泥漿、水泥砂漿或混凝土。本發(fā)明還公開(kāi)了加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法。本發(fā)明在出現(xiàn)病害的公路軟基中設(shè)置鉆孔樁，與樁間土形成復(fù)合地基，從而增強(qiáng)路基穩(wěn)定性、減少路基沉降。
【專利說(shuō)明】加固路堤軟基的鉆孔粧復(fù)合地基結(jié)構(gòu)及其施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及出現(xiàn)過(guò)大沉降或裂縫等病害的既有公路路堤下軟基處理技術(shù)，具體涉 及一種加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于不均勻沉降、路基穩(wěn)定性差等原因，軟黏土地基上的公路通車(chē)后路面開(kāi)裂的 現(xiàn)象較為普遍。為保證行車(chē)質(zhì)量，需要對(duì)既有公路路堤下的軟土地基進(jìn)行加固。采用CFG 樁、管樁、攪拌樁加固對(duì)路基路面破壞太大，不能采用；為減少對(duì)路基路面的破壞，通常采用 注漿、高壓旋噴樁等進(jìn)行加固。工程實(shí)踐表明，在軟黏土地基中，注漿屬于劈裂注漿，無(wú)論是 鋼花管注漿還是袖閥管注漿，均難以形成樁體，加固效果難以保證，且擠土效應(yīng)顯著。高壓 旋噴樁施工時(shí)噴射壓力高達(dá)25MPa以上，對(duì)地基土擾動(dòng)非常嚴(yán)重，經(jīng)常導(dǎo)致裂縫和位移，且 返漿量大，易污染路面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種加固出現(xiàn)病害的路堤下軟 基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，在出現(xiàn)病害的公路軟基中設(shè)置鉆孔樁，與樁間土形成復(fù)合地基， 從而增強(qiáng)路基穩(wěn)定性、減少路基沉降。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié) 構(gòu)，包括從上到下的路堤、硬殼層、軟土層和硬土層，所述路堤開(kāi)有若干樁孔，每個(gè)樁孔從路 堤穿過(guò)硬殼層、軟土層貫穿至硬土層，樁孔的直徑上小下大，大直徑段從路堤下端開(kāi)始直至 樁孔底部；以地平面為分界線，分界線以上樁孔內(nèi)為中粗砂，分界線以下樁孔內(nèi)為凝固的水 泥漿、水泥砂漿或者混凝土。
[0006]所述樁孔的大直徑段的直徑為300-500mm，樁孔小直徑段的直徑為110_150mm。
[0007]上述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0008](I)、地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭下鉆出現(xiàn)病害的路堤，地質(zhì)鉆頭后面跟進(jìn)套管護(hù)壁，鉆 穿路堤之后地質(zhì)鉆頭停止；
[0009](2)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；
[0010](3)、可擴(kuò)縮鉆頭在收縮后下放到孔底，向樁孔內(nèi)注滿設(shè)計(jì)密度的泥漿進(jìn)行護(hù)壁， 地質(zhì)鉆機(jī)下壓和旋轉(zhuǎn)，通過(guò)硬殼層的反作用力和可擴(kuò)縮鉆頭旋轉(zhuǎn)的離心力，將可擴(kuò)縮鉆頭 擴(kuò)張開(kāi)，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆孔至硬土層，當(dāng)樁孔總深度到達(dá)設(shè)定深度L時(shí)，停止鉆孔；
[0011](4)、上提可擴(kuò)縮鉆頭，可擴(kuò)縮鉆頭在自重和上部樁孔小直徑段的約束力作用下收 縮，將可擴(kuò)縮鉆頭上提到地面；
[0012](5)灌樁。
[0013]步驟(5)灌樁為灌注水泥漿或水泥砂漿，方法為:將注漿管插入孔底，利用注漿管 自下而上灌注水泥漿或水泥砂漿直至設(shè)定的高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿或水泥砂漿的過(guò)程中泥漿上浮流出路堤面；待水泥漿或水泥砂漿凝固后形成圓柱樁，抽回套管，向樁孔 內(nèi)密實(shí)回填中粗砂至路床頂面。
[0014]步驟(5)灌樁為灌注混凝土，方法為:將注漿管插入孔底，向樁孔內(nèi)投放砂石混合 料，利用注漿管自下而上灌注水泥漿直至設(shè)定的高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿的過(guò)程中 泥漿上浮流出路堤面；待混凝土凝固后形成圓柱樁，抽回套管，向樁孔內(nèi)密實(shí)回填中粗砂至 路床頂面。
[0015]為避免超軟弱地基嚴(yán)重?cái)U(kuò)孔，步驟(5)灌樁為灌注混凝土，方法為:在注漿管套一 個(gè)直徑280-480mm的土工袋，將注漿管插入孔底，向土工袋內(nèi)投放砂石混合料，利用注漿管 自下而上灌注水泥漿直至設(shè)定的高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿的過(guò)程中泥漿上浮流出 路堤面；待混凝土凝固后形成圓柱樁，抽回套管，向樁孔內(nèi)密實(shí)回填中粗砂至路床頂面。
[0016]所述地質(zhì)鉆頭的直徑為110-150mm,可擴(kuò)縮鉆頭的最大直徑為300-500mm。
[0017]所述可擴(kuò)縮鉆頭包括鉆桿連接頭、4個(gè)鉸釘和4個(gè)擴(kuò)縮桿，4個(gè)擴(kuò)縮桿通過(guò)4個(gè)鉸 釘相互鉸接，形成平行四邊形結(jié)構(gòu)，位于最上端的鉸釘設(shè)置在鉆桿連接頭上，下方2個(gè)擴(kuò)縮 桿的下面設(shè)有鉆齒，鉆桿連接頭設(shè)有限制擴(kuò)縮桿打開(kāi)角度的限位部。
[0018]本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0019](I)本發(fā)明技術(shù)適用于出現(xiàn)過(guò)大沉降或裂縫等病害的路堤下軟基的加固，利用地 質(zhì)鉆機(jī)、可擴(kuò)縮鉆頭在出現(xiàn)病害的路堤的軟土地基中打粧孔，在路堤、路面中的鉆孔直徑為 110-150mm，施工樁時(shí)對(duì)路基路面破壞?。?br> [0020](2)在路堤中鉆孔時(shí)采用套管跟進(jìn)法進(jìn)行護(hù)壁，避免了對(duì)路堤土的浸泡；
[0021](3)樁孔采用鉆具回鉆成孔，相對(duì)高壓旋噴樁利用高壓流體沖切成孔而言，本發(fā)明 的成孔直徑更容易保證、對(duì)地基沒(méi)有擠土效應(yīng)；
[0022](4)當(dāng)軟黏土非常軟弱且投放砂石料時(shí)，為避免擴(kuò)孔，可在下放注漿管時(shí)放入一個(gè) 比設(shè)置樁直徑小10-20mm的土工袋。
[0023](5)鉆孔過(guò)程中，路堤部分鉆孔采用套管跟進(jìn)法護(hù)壁，地基部分鉆孔采用在樁孔內(nèi) 注滿設(shè)計(jì)密度的泥漿進(jìn)行護(hù)壁，避免塌孔或縮孔。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0025]圖2是采用土工袋進(jìn)行回填的施工示意圖。
[0026]圖3是可擴(kuò)縮鉆頭示意圖。
[0027]圖中:1:路堤、2:軟土層、3:樁孔、4:硬土層、5:鉆桿連接頭、6:鉸釘、7:限位部、 8:擴(kuò)縮桿、9:鉆齒、10:硬殼層、11:中粗砂、12:土工袋、13:套管、14:注漿管、15:排泥管接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029]實(shí)施例1:
[0030]如圖1所示的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，包括從上到下的路堤1、硬殼 層10、軟土層2和硬土層4，路堤I開(kāi)有若干樁孔(樁孔的橫向個(gè)數(shù)根據(jù)不同的路堤確定，樁孔的縱向個(gè)數(shù)根據(jù)出現(xiàn)病害路堤的長(zhǎng)度確定，樁孔之間的間距根據(jù)地基的受力情況確定)， 每個(gè)樁孔從路堤I穿過(guò)硬殼層10、軟土層2貫穿至硬土層4，樁孔3的直徑上小下大，大直 徑段從路堤下端開(kāi)始直至樁孔底部，以地平面為分界線，分界線以上樁孔內(nèi)為中粗砂11，分 界線以下樁孔內(nèi)為凝固的水泥砂石。
[0031]樁孔大直徑段的直徑為450mm，樁孔小直徑段的直徑為130mm，大直徑段的深度H 為 13838mm。
[0032]上述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0033](I)、地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭下鉆出現(xiàn)病害的路堤1，地質(zhì)鉆頭后面跟進(jìn)套管13護(hù) 壁，鉆穿路堤I之后地質(zhì)鉆頭停止；
[0034](2)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；
[0035](3)、可擴(kuò)縮鉆頭在收縮后下放到孔底，向樁孔內(nèi)注滿設(shè)計(jì)密度的泥漿進(jìn)行護(hù)壁， 地質(zhì)鉆機(jī)下壓和旋轉(zhuǎn)，通過(guò)硬殼層10的反作用力和可擴(kuò)縮鉆頭旋轉(zhuǎn)的離心力，將可擴(kuò)縮鉆 頭擴(kuò)張開(kāi)，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆孔至硬土層4，當(dāng)樁孔總深度到達(dá)設(shè)定深度L時(shí)，L=15.6m，停 止鉆孔；
[0036](4)、上提可擴(kuò)縮鉆頭，可擴(kuò)縮鉆頭在自重和上部樁孔小直徑段的約束力作用下收 縮，將可擴(kuò)縮鉆頭上提到地面；
[0037](5)如圖2所示，灌樁:在注漿管14套一個(gè)直徑430mm的土工袋12，將注漿管14 插入孔底，向土工袋12內(nèi)投放砂石混合料，利用注漿管14自下而上灌注水泥漿直至設(shè)定 的高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿的過(guò)程泥漿上浮流出路堤面；待混凝土凝固后形成圓柱 樁，抽回套管13，向樁孔3內(nèi)密實(shí)回填中粗砂11至路床頂面。(混凝土就是水泥砂石漿)
[0038]地質(zhì)鉆頭的直徑為130mm,可擴(kuò)縮鉆頭的最大直徑為450mm。
[0039]如圖3所示，可擴(kuò)縮鉆頭包括鉆桿連接頭5、4個(gè)鉸釘6和4個(gè)擴(kuò)縮桿8，4個(gè)擴(kuò)縮 桿8通過(guò)4個(gè)鉸釘6相互鉸接，形成平行四邊形結(jié)構(gòu)，位于最上端的鉸釘6設(shè)置在鉆桿連接 頭5上，下方2個(gè)擴(kuò)縮桿8的下面設(shè)有鉆齒9，鉆桿連接頭5設(shè)有限制擴(kuò)縮桿8打開(kāi)角度的 限位部7。
[0040]實(shí)施例2:
[0041]除了下列特征，其余同實(shí)施例1:步驟(5)灌樁的方法為:將注漿管14插入孔底， 向樁孔3內(nèi)投放砂石混合料，利用注漿管14自下而上灌注水泥漿直至設(shè)定的高度，泥漿密 度低，在灌注水泥漿的過(guò)程中泥漿上浮流出路堤面；待混凝土凝固后形成圓柱樁，抽回套管 13，向樁孔3內(nèi)密實(shí)回填中粗砂11至路床頂面。
[0042]實(shí)施例3:
[0043]除了下列特征，其余同實(shí)施例1:步驟(5)灌樁的方法為:將注漿管14插入孔底， 利用注漿管14自下而上灌注水泥砂漿直至設(shè)定的高度，泥漿密度低，在灌注水泥砂漿的過(guò) 程中泥漿上浮流出路堤面；待水泥砂漿凝固后形成圓柱樁，抽回套管13，向樁孔3內(nèi)密實(shí)回 填中粗砂11至路床頂面。
[0044]上述【具體實(shí)施方式】為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定，其他的任 何未背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括從上到下的路堤、硬殼層、 軟土層和硬土層，所述路堤開(kāi)有若干樁孔，每個(gè)樁孔從路堤穿過(guò)硬殼層、軟土層貫穿至硬土 層，樁孔的直徑上小下大，大直徑段從路堤下端開(kāi)始直至樁孔底部；以地平面為分界線，分 界線以上樁孔內(nèi)為中粗砂，分界線以下樁孔內(nèi)為凝固的水泥漿、水泥砂漿或混凝土。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述樁 孔的大直徑段的直徑為300-500mm，樁孔小直徑段的直徑為110_150mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在 于:包括以下步驟:(1)、地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭下鉆出現(xiàn)病害的路堤，地質(zhì)鉆頭后面跟進(jìn)套管護(hù)壁，鉆穿路 堤之后地質(zhì)鉆頭停止；(2)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；(3)、可擴(kuò)縮鉆頭在收縮后下放到孔底，向樁孔內(nèi)注滿設(shè)計(jì)密度的泥漿進(jìn)行護(hù)壁，地質(zhì) 鉆機(jī)下壓和旋轉(zhuǎn)，通過(guò)硬殼層的反作用力和可擴(kuò)縮鉆頭旋轉(zhuǎn)的離心力，將可擴(kuò)縮鉆頭擴(kuò)張 開(kāi)，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆孔至硬土層，當(dāng)樁孔總深度到達(dá)設(shè)定深度L時(shí)，停止鉆孔；(4)、上提可擴(kuò)縮鉆頭，可擴(kuò)縮鉆頭在自重和上部樁孔小直徑段的約束力作用下收縮， 將可擴(kuò)縮鉆頭上提到地面；(5)灌樁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在 于:步驟(5)灌樁為灌注水泥漿或水泥砂漿，方法為:將注漿管插入孔底，利用注漿管自下 而上灌注水泥漿或水泥砂漿直至設(shè)定的高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿或水泥砂漿的過(guò) 程中泥漿上浮流出路堤面；待水泥漿或水泥砂漿凝固后形成圓柱樁，抽回套管，向樁孔內(nèi)密 實(shí)回填中粗砂至路床頂面。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在 于:步驟(5)灌樁為灌注混凝土，方法為:將注漿管插入孔底，向樁孔內(nèi)投放砂石混合料，利 用注漿管自下而上灌注水泥漿直至設(shè)定的高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿的過(guò)程中泥漿 上浮流出路堤面；待混凝土凝固后形成圓柱樁，抽回套管，向樁孔內(nèi)密實(shí)回填中粗砂至路床 頂面。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在 于:步驟(5)灌樁為灌注混凝土，方法為:在注漿管套一個(gè)直徑280-480mm的土工袋，將注 漿管插入孔底，向土工袋內(nèi)投放砂石混合料，利用注漿管自下而上灌注水泥漿直至設(shè)定的 高度，泥漿密度低，在灌注水泥漿的過(guò)程中泥漿上浮流出路堤面；待混凝土凝固后形成圓柱 樁，抽回套管，向樁孔內(nèi)密實(shí)回填中粗砂至路床頂面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在 于:所述地質(zhì)鉆頭的直徑為110_150mm，可擴(kuò)縮鉆頭的最大直徑為300_500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加固路堤軟基的鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在 于:所述可擴(kuò)縮鉆頭包括鉆桿連接頭、4個(gè)鉸釘和4個(gè)擴(kuò)縮桿，4個(gè)擴(kuò)縮桿通過(guò)4個(gè)鉸釘相互 鉸接，形成平行四邊形結(jié)構(gòu)，位于最上端的鉸釘設(shè)置在鉆桿連接頭上，下方2個(gè)擴(kuò)縮桿的下 面設(shè)有鉆齒，鉆桿連接頭設(shè)有限制擴(kuò)縮桿打開(kāi)角度的限位部。
【文檔編號(hào)】E01C3/04GK103556554SQ201310470407
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月9日
【發(fā)明者】劉吉福, 楊粵黔, 安關(guān)峰, 劉添俊, 張洪彬 申請(qǐng)人:廣州市市政集團(tuán)有限公司