本發(fā)明涉及路基加固技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

對于鐵路、市政公路、碼頭以及水庫等的既有路基，由于受修建時(shí)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，往往存在填筑壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)較低的情況，在道路或鐵路投入運(yùn)營后，在車輛的長期振動(dòng)或碾壓下，既有路基很容易出現(xiàn)整體或局部沉降以及承載能力低的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)及其構(gòu)建方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的既有路基容易出現(xiàn)整體或局部沉降以及承載能力低的情況。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)，包括：路基本體，在所述路基本體的上表面構(gòu)造有縱向貫穿所述路基本體并部分伸入到巖層中的鉆孔；設(shè)置在所述鉆孔內(nèi)的加強(qiáng)體；設(shè)置在所述加強(qiáng)體的上表面的墊層結(jié)構(gòu)；以及設(shè)置在所述墊層結(jié)構(gòu)的上表面的填筑路基。

其中，所述鉆孔的數(shù)量為多個(gè)，所述加強(qiáng)體的數(shù)量與所述鉆孔的數(shù)量相同，各所述鉆孔內(nèi)均設(shè)有所述加強(qiáng)體。

其中，所述加強(qiáng)體構(gòu)造為鋼筋混凝土樁，所述鋼筋混凝土樁包括樁體和設(shè)置在所述樁體的上表面的樁帽，其中，所述樁帽的橫向?qū)挾却笥谒鰳扼w的橫向?qū)挾?，所述樁帽的上表面與所述路基本體的上表面相齊平。

其中，所述鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)還包括連接梁，在相鄰的兩個(gè)所述鋼筋混凝土樁的所述樁帽之間連接有一個(gè)所述連接梁。

其中，所述墊層結(jié)構(gòu)包括從下至上依次設(shè)置的碎石墊層、中粗砂墊層以及土工格柵，其中，所述碎石墊層設(shè)置在所述路基本體的上表面。

其中，所述碎石墊層的含泥量的大小范圍為大于0且小于等于5％，所述中粗砂墊層的含泥量的大小范圍為大于0且小于等于3％，所述土工格柵的雙向拉伸強(qiáng)度的大小范圍為大于等于80kn/m。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，還提供一種鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法，包括：碾壓路基本體；在碾壓后的路基本體上進(jìn)行鉆孔作業(yè)；向鉆孔內(nèi)泵壓混凝土；向灌注混凝土的鉆孔內(nèi)下放鋼筋籠；鋪設(shè)墊層結(jié)構(gòu)；在所述墊層結(jié)構(gòu)上碾壓鋪設(shè)填筑路基。

其中，所述方法還包括通過帶有合金鉆頭的長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行干法鉆孔作業(yè)。

其中，鉆孔作業(yè)完成后，清洗鉆孔，并通過所述長螺旋鉆機(jī)中的鉆桿泵壓混凝土，當(dāng)所述鉆桿內(nèi)部的混凝土充滿2/3時(shí)，提升所述鉆桿并使得所述鉆桿的鉆頭埋入混凝土的深度的大小范圍為大于等于2米。

其中，在向鉆孔內(nèi)泵壓混凝土前，將帶有附著式振動(dòng)器的導(dǎo)向管穿入所述鋼筋籠的內(nèi)部并使得所述導(dǎo)向管的下端與所述鋼筋籠的下端相抵接，同時(shí)，通過帶有緊線器的拉環(huán)將所述鋼筋籠的上端與所述導(dǎo)向管的上端連接。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

通過在路基本體上構(gòu)造鉆孔，并將加強(qiáng)體設(shè)置在鉆孔內(nèi)，從而大大地增強(qiáng)了路基本體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了路基本體的剛性，提升了路基本體的承載能力，使得加固后的路基本體的承載能力大于等于200kpa，避免路基本體發(fā)生工后沉降的情況。

此外，本申請的鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法與現(xiàn)有的構(gòu)建方法相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

在對鋼筋混凝土樁進(jìn)行施工的過程中，逆做混凝土灌注樁一體成樁，大大地提高了施工功效，有效地避免了塌孔和縮孔情況的發(fā)生，同時(shí)，在施工的過程中，施工振動(dòng)小、降低了噪音，無泥漿施工保護(hù)了環(huán)境，其與旋挖鉆機(jī)施工相比節(jié)約造價(jià)30％，提高功效35％。

附圖說明

圖1為本申請的實(shí)施例的鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的墊層結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請的實(shí)施例的鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法的步驟流程示意圖；

圖4為實(shí)施圖3所述的方法而使用到的設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖(a-a剖面)。

圖中，100：鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)；1：路基本體；11：鉆孔；2：加強(qiáng)體；21：鋼筋混凝土樁；211：樁體；212：樁帽；3：墊層結(jié)構(gòu)；31：碎石墊層；32：中粗砂墊層；33：土工格柵；4：填筑路基；5：連接梁；6：鋼筋籠；7：附著板；8：振動(dòng)器；9：導(dǎo)向管；20：拉環(huán)；30：定位繩。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

如圖1所示，圖1示意性地顯示了該鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)100包括路基本體1、加強(qiáng)體2、墊層結(jié)構(gòu)3以及填筑路基4。

在本申請的實(shí)施例中，該路基本體1為既有路基，在該路基本體1的上表面構(gòu)造有縱向貫穿該路基本體1并部分伸入到巖層中的鉆孔11。需要說明的是，該巖層位于路基本體1的下方。

加強(qiáng)體2設(shè)置在鉆孔11內(nèi)，用于提高路基本體1的剛性，從而提高路基本體1的承載能力，避免工后沉降情況的發(fā)生。

墊層結(jié)構(gòu)3設(shè)置在加強(qiáng)體2的上表面。該墊層結(jié)構(gòu)3的設(shè)置，能夠?yàn)殇佋O(shè)如下所述的填筑路基4打好基礎(chǔ)，確保填筑路基4鋪設(shè)后不會(huì)發(fā)生沉降和承載能力降低的情況。此外，墊層結(jié)構(gòu)3的設(shè)置，還能起到排水、防水以及防凍的作用。

在一個(gè)實(shí)施例中，該墊層結(jié)構(gòu)3在進(jìn)行施工的過程中，可采用小型壓路機(jī)靜壓或采用小型打夯機(jī)夯壓，需要說明的是，在對墊層結(jié)構(gòu)3進(jìn)行碾壓的過程中，不得重壓。

填筑路基4設(shè)置在墊層結(jié)構(gòu)3的上表面。需要說明的是，填筑路基4可根據(jù)鐵路等級(jí)及設(shè)計(jì)要求來進(jìn)行分層填筑。這樣，通過在路基本體1上構(gòu)造鉆孔11，并將加強(qiáng)體2設(shè)置在鉆孔11內(nèi)，從而大大地增強(qiáng)了路基本體1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了路基本體1的剛性，提升了路基本體1的承載能力，使得加固后的路基本體1的承載能力大于等于200kpa，避免路基本體1發(fā)生工后沉降的情況。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案中的鉆孔11，在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，該鉆孔11的數(shù)量為多個(gè)，加強(qiáng)體2的數(shù)量與鉆孔11的數(shù)量相同，各鉆孔11內(nèi)均設(shè)有加強(qiáng)體2。也就是說，鉆孔11的數(shù)量為多個(gè)并呈間隔式布置，優(yōu)選地，俯視看去，由多個(gè)鉆孔11構(gòu)造成的外輪廓形狀類似為“梅花”形。通過在每個(gè)鉆孔11內(nèi)均設(shè)有一個(gè)加強(qiáng)體2，從而大大地提高了路基本體1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)一步地，提高了路基本體1的承載能力，避免發(fā)生工后沉降的情況。

如圖1所示，圖1示意性地顯示了該加強(qiáng)體2構(gòu)造為鋼筋混凝土樁21，該鋼筋混凝土樁21包括樁體211和設(shè)置在樁體211的上表面的樁帽212，其中，樁帽212和樁體211之間可通過混凝土實(shí)現(xiàn)固定連接。需要說明的是，該鋼筋混凝土樁21采用c30鋼筋混凝土進(jìn)行灌注，樁體211的直徑為60厘米，樁體211伸入巖層中的深度大于等于2米。這樣，便可確保加強(qiáng)體2具有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時(shí)，確保加強(qiáng)體2定位的穩(wěn)固性。

樁帽212的橫向?qū)挾却笥跇扼w211的橫向?qū)挾龋瑥亩糜跍p少樁體211的受力壓強(qiáng)，避免樁體211發(fā)生壓壞的情況。

在一個(gè)實(shí)施例中，該樁帽212的上表面與路基本體1的上表面相齊平，從而方便墊層結(jié)構(gòu)3的鋪設(shè)，確保墊層結(jié)構(gòu)3鋪設(shè)的平整度。

如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，該鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)100還包括連接梁5，在相鄰的兩個(gè)鋼筋混凝土樁21的樁帽212之間連接有一個(gè)該連接梁5。也就是說，該連接梁5的設(shè)置，能夠起到將相鄰的樁帽212連成一體的作用，從而提高每個(gè)加強(qiáng)體2之間定位的牢固性。需要說明的是，該連接梁5可通過混凝土實(shí)現(xiàn)與樁帽212的固定連接。

如圖2所示，在本申請的一個(gè)比較優(yōu)選的技術(shù)方案中，該墊層結(jié)構(gòu)3包括從下至上依次設(shè)置的碎石墊層31、中粗砂墊層32以及土工格柵33，其中，該碎石墊層31設(shè)置在路基本體1的上表面。該墊層結(jié)構(gòu)3的設(shè)置，可以起到防水、排水和防凍的作用，同時(shí)，為保證該墊層結(jié)構(gòu)3具有一定的剛度，需使得該墊層結(jié)構(gòu)3的整體壓實(shí)系數(shù)不大于0.65，厚度的大小范圍為大于等于0.6米且小等于0.9米。優(yōu)選的厚度值為0.6米、0.75米以及0.9米。其中，碎石墊層31中的碎石的最大粒徑不大于50毫米，含泥量的大小范圍為大于0且小于等于5％，中粗砂墊層32的含泥量的大小范圍為大于0且小于等于3％，土工格柵33的雙向拉伸強(qiáng)度的大小范圍為大于等于80kn/m。需要說明的是，該土工格柵33的延伸率小于等于15％，搭接的寬度不小于2米，臨邊時(shí)向內(nèi)折回不小于2米。由此可見，本申請的墊層結(jié)構(gòu)3由三層結(jié)構(gòu)構(gòu)造而成，因而，大大地提高了墊層結(jié)構(gòu)3的剛度。在一個(gè)實(shí)施例中，該土工格柵33采用熱熔焊接，焊接完成并檢驗(yàn)合格后，進(jìn)行填筑覆蓋，從而完成了墊層結(jié)構(gòu)3的制造。

如圖3、圖4和圖5所示，根據(jù)本申請的第二方面，還提供一種鉆孔灌注樁復(fù)合路基結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法，包括：

步驟s1，碾壓路基本體1。需要說明的是，在碾壓路基本體1之前，首先需對路基本體1進(jìn)行平整場地，采用沖擊碾壓追加壓密，具體地，可采用25噸三邊沖擊式壓實(shí)機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓完畢后，測量碾壓后的壓實(shí)度，若滿足壓實(shí)的要求，則測量放鋼筋混凝土樁21的位置，鉆機(jī)就位。鉆機(jī)就位后，利用左右垂直標(biāo)桿(圖中未示出)校正鋼筋混凝土樁21的垂直度，并確保該垂直度小于等于1％。

步驟s2，在碾壓后的路基本體1上進(jìn)行鉆孔作業(yè)。具體地，采用長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行干法成孔，需要說明的是，采用干法成孔工藝不會(huì)破壞路基本體1。在采用長螺旋鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔作業(yè)的過程中，同時(shí)還采取了以鉆進(jìn)電流值控制進(jìn)入到巖層中的深度的方法，從而解決了在鉆進(jìn)過程中無法由鉆碴直接判斷入巖深度的問題。

在一個(gè)實(shí)施例中，長螺旋鉆機(jī)的鉆頭選取合金鉆頭，從而大大地提高了鉆頭的鉆進(jìn)剛度，降低了鉆頭在鉆進(jìn)的過程中發(fā)生損壞的機(jī)率。需要說明的是，采用合金鉆頭后，可鉆穿硬土層、圓粒層、中粗砂墊層32以及粒徑不大于60厘米的卵石層。

鉆孔完成后，改換帶閥門的鉆頭對鉆孔11進(jìn)行清洗，使鉆孔11的孔底的沉渣鉆到鉆桿飛葉上。需要說明的是，鉆孔完畢后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行下一道工序，若間歇時(shí)間較長時(shí)，鉆孔11的孔口必須進(jìn)行遮蓋，以防人畜墜入鉆孔11，同時(shí)，防止雨水進(jìn)入到鉆孔11內(nèi)。

步驟s3，向鉆孔11內(nèi)泵壓混凝土。具體地，當(dāng)鉆桿芯管中的混凝土充滿鉆桿的三份之二時(shí)，開始提升鉆桿，此時(shí)鉆頭的閥門打開，鉆頭埋入混凝土內(nèi)，埋入的深度大于等于2米，此時(shí)，需要保證混凝土的塌落度的大小范圍為大于等于19厘米且小于等于22厘米。優(yōu)選的塌落度的大小為19厘米、20厘米、21厘米以及22厘米。需要說明的是，嚴(yán)禁先拔管后泵送混凝土，混凝土應(yīng)該連續(xù)灌注成樁，避免斷樁情況的發(fā)生。然而，為了確保鋼筋混凝土樁21的成樁質(zhì)量，在樁頂設(shè)計(jì)達(dá)到標(biāo)高后，仍需加灌0.5米至1米厚度的混凝土。

步驟s4，向灌注混凝土的鉆孔11內(nèi)下放鋼筋籠6。具體地，構(gòu)造成樁身的鋼筋籠6采用反插施工工藝，在樁身混凝土灌注前，采用機(jī)械起吊，并配合人工進(jìn)行操作，鋼筋籠6焊接好后將帶有附著板7和振動(dòng)器8的導(dǎo)向管9穿入鋼筋籠6內(nèi)，并使得導(dǎo)向管9的下端與鋼筋籠6的下端相抵接，同時(shí)，用帶有緊線器的拉環(huán)20將鋼筋籠6的上端與導(dǎo)向管9的上端連接，從而實(shí)現(xiàn)對鋼筋籠6的固定。起吊機(jī)(圖中未示出)將鋼筋籠6起吊并對準(zhǔn)孔位，旁邊人工用定位繩30調(diào)整鋼筋混凝土樁21的樁位，就位后靠鋼筋籠6的自重緩慢插入鋼筋混凝土樁21內(nèi)3米至4米，利用測量儀器(圖中未示出)對導(dǎo)向管9進(jìn)行測量，一旦發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向管9的定位有偏離，需及時(shí)對其進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整完畢后，打開振動(dòng)器8，以提供給鋼筋籠6豎直向下的作用力，從而加快鋼筋籠6插入鋼筋混凝土樁21內(nèi)。松開緊線器，緩慢拔出導(dǎo)向管9，成樁。

步驟5，鋪設(shè)墊層結(jié)構(gòu)3。具體地，在路基本體1的上表面從下至上依次鋪設(shè)碎石墊層31、中粗砂墊層32以及土工格柵33。需要說明的是，在對墊層結(jié)構(gòu)3進(jìn)行分層鋪設(shè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取邊鋪設(shè)邊碾壓的方式。

步驟s6，在墊層結(jié)構(gòu)3上碾壓鋪設(shè)填筑路基4。填筑路基4采用分層鋪設(shè)的方式。

綜上所述，通過在路基本體1上構(gòu)造鉆孔11，并將加強(qiáng)體2設(shè)置在鉆孔11內(nèi)，從而大大地增強(qiáng)了路基本體1的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高了路基本體1的剛性，提升了路基本體1的承載能力，使得加固后的路基本體1的承載能力大于等于200kpa，避免路基本體1發(fā)生工后沉降的情況。

此外，在對鋼筋混凝土樁21進(jìn)行施工的過程中，逆做混凝土灌注樁一體成樁，大大地提高了施工功效，有效地避免了塌孔和縮孔情況的發(fā)生，同時(shí)，在施工的過程中，施工振動(dòng)小、降低了噪音，無泥漿施工保護(hù)了環(huán)境，其與旋挖鉆機(jī)施工相比節(jié)約造價(jià)30％，提高功效35％。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。