高路堤路基包裹式加筋固化方法
【專利摘要】一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，如下：固化土料制作：固化土料由土壤固化劑與填料土均勻攪拌制成；筋材鋪設(shè)：筋材水平橫向排列全寬滿鋪于整平后的下承層表面之上，將固定好土工格柵往前邊拉鋪邊檢查調(diào)直，筋材展平與伸直；固化土料攤鋪：固化土料分層攤鋪于土工格柵之上，每層攤鋪均勻后碾壓成型，碾壓、包裹加筋固化土填筑標高；包裹拉筋：橫向兩側(cè)預(yù)留加筋段筋材向上回折包裹于固化土料外側(cè)一定長度，兩側(cè)回折筋材之間采用拉筋條連接并在縱向等間距布設(shè)，形成加筋固化包裹體；養(yǎng)護成型：加筋固化包裹體上方覆蓋現(xiàn)場土或加蓋土工膜進行養(yǎng)護7?14天。本發(fā)明具有良好變形協(xié)調(diào)性的輕型加筋結(jié)構(gòu)，可減輕自重，有效降低對地基的承載力。
【專利說明】
局路堤路基包暴式加筋固化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種尚路堤路基包裹式加筋固化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]加筋土是法國工程師亨利.維達(Henri.Vidal)于1963年提出的。1965年，在法國比利牛斯山的普拉聶爾斯修建首座加筋擋土墻。1967年，日本將加筋土技術(shù)稱為補強土工法，并推廣到鐵路、公路與邊坡等工程建設(shè)中。美國自1969年開始才進行加筋土技術(shù)研究，1970年修建了第一座加筋土工程，1978年美國土木工程師學(xué)會在匹茲堡市舉辦了 “加筋土摩擦系數(shù)研究會”。隨后這一新的加筋土技術(shù)在各國迅猛發(fā)展與推廣應(yīng)用。1982年，在37個國家興建5000多項加筋土工程，并將其推廣到建筑物基礎(chǔ)、鐵路路堤、堤壩、護岸、橋臺等領(lǐng)域中。
[0003]加筋土是將抗拉強度較高的土工合成材料埋設(shè)于土中形成一種筋-土復(fù)合結(jié)構(gòu)，筋材在土體中沿拉應(yīng)變方向鋪設(shè)，主要靠土與筋材相互作用產(chǎn)生的摩擦力控制土體變形，提高土體抗拉性能、抗剪強度，改善土體力學(xué)性能的加固技術(shù)?，F(xiàn)廣泛應(yīng)用的加筋土技術(shù)，一般采用傳統(tǒng)的水平加筋土技術(shù)筋材在土中大都是定向排列，分層加筋分層填土，只能控制土體的水平位移(側(cè)向變形)，而控制不了土體豎向位移(沉降變形)，更達不到對土體整體或其它方位變形的約束作用，還可能存在由于加筋間距與層面產(chǎn)生薄弱面，及加筋層面間出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，導(dǎo)致路基坡面出現(xiàn)類似糖葫蘆現(xiàn)象。而包裹式加筋土技術(shù)筋材全寬滿鋪水平鋪設(shè)，兩側(cè)筋材包裹卷回一定長度，不僅可以限制土體的水平位移，也可控制土體的豎向位移，它具有比一般加筋土更好的工程力學(xué)性質(zhì)和整體穩(wěn)定性。因此，適宜于解決土木工程中經(jīng)常出現(xiàn)的變形問題。
[0004]目前，我國路基加固方面仍延續(xù)加筋土和固化土單一加固的傳統(tǒng)思想，而對于包裹式加筋固化這種特殊復(fù)合加固方法尚未有明確規(guī)定，應(yīng)盡可能綜合考慮工程實際采取物理加筋方法(包裹式加筋)和化學(xué)加筋方法(土壤固化劑)共同復(fù)合加固的加固效力，為研究路基加固設(shè)計方法提供有效途徑，也可有效解決軌道交通對路基沉降變形的控制，特別是短距離不均勻沉降差的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于以上不足之處，本發(fā)明提供一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，能充分發(fā)揮加筋在高路堤和土質(zhì)高邊坡工程中作用。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)如下:一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，具體步驟如下:
[0007]步驟一，固化土料制作:固化土料由土壤固化劑與填料土均勻攪拌制成，土壤固化劑為填料干土重量的3-8% ;
[0008]步驟二，筋材鋪設(shè):筋材水平橫向排列全寬滿鋪于整平后的下承層表面之上，將固定好土工格柵往前邊拉鋪邊檢查調(diào)直，保證筋材展平與伸直；
[0009]步驟三，固化土料攤鋪:固化土料分層攤鋪于土工格柵之上，每層攤鋪均勻后碾壓成型，碾壓順序為從鋪設(shè)筋材中部至兩側(cè)，直至達到包裹加筋固化土填筑標高；
[0010]步驟四，包裹拉筋:橫向兩側(cè)預(yù)留加筋段筋材向上回折包裹于固化土料外側(cè)一定長度，兩側(cè)回折筋材之間采用拉筋條連接并在縱向等間距布設(shè)，形成加筋固化包裹體；
[0011]步驟五，養(yǎng)護成型:加筋固化包裹體上方覆蓋現(xiàn)場土或加蓋土工膜進行養(yǎng)護，養(yǎng)護7-14天，養(yǎng)護期間應(yīng)封閉交通禁止車輛通行，待此層加筋固化土包裹體結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度進行下一層鋪設(shè)；按以上步驟依次鋪設(shè)多層加筋固化包裹體，逐層疊加直至達到路堤設(shè)計標高，上下層包裹體筋材間緊密接觸疊加構(gòu)成相互作用整體加筋結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明還具有如下技術(shù)特征:
[0013]1、所述的土工格柵，為雙向拉伸塑料土工格柵或/和經(jīng)編雙向滌綸土工格柵。
[0014]2、所述的土壤固化劑，按重量份數(shù)比，配方包括如下:石膏4-10份、生石灰10-15份、粉煤灰15-24份、高爐礦渣32-45份、硅酸鹽16-32份、氯化物4-8份和硫酸鹽8-15份。
[0015]3、所述的硅酸鹽包括硅酸二鈣、硅酸鎂與硅酸鋁的混合物，重量比為3:2-3:2-4 ο
[0016]4、所述的氯化物包括氯化鈣、氯化鈉與氯化鎂的混合物，重量比為3-5:2-4:2。
[0017]5、所述的硫酸鹽包括硫酸鋁、硫酸鈉與硫酸鎂的混合物，重量比為2:2-4:2-3。
[0018]本發(fā)明具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0019]本發(fā)明是土壤固化劑輕型混合料與筋材土工格柵結(jié)合的混合結(jié)構(gòu)，其中土工格柵為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可使固化土料與筋材界面摩擦強度提高一倍以上，摻入土壤固化劑可減小土體自重30%以上，有效降低基礎(chǔ)沉降量。土壤固化劑可有效解決自身活性差、塑性收縮大土體加固問題，在常溫下能將土壤顆粒表面黏結(jié)并與顆粒中的鋁硅酸鹽礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膠凝物質(zhì)，與傳統(tǒng)的石灰土和水泥土相比，其具有更高的強度和水穩(wěn)定性，從而被大量應(yīng)用于交通、水利、環(huán)境、港口、機場等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。固化土作為路基改良材料，具有就地取材、減少砂石用量、無環(huán)境污染、節(jié)省工程造價等優(yōu)點。但固化土也存在問題，由于其干縮特性易產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致強度降低，抗?jié)B和抗凍性較差，而固化土的劈裂抗拉強度低是裂縫產(chǎn)生的直接原因，為提高固化土的強度，防止發(fā)生收縮裂縫，提高固化物的耐久性。因此，利用包裹式加筋與土壤固化劑共同加固的方法，兩者具有良好的粘結(jié)力，筋材水平加筋和兩端包裹作用，可大大提高其劈裂抗拉強度，對于固化劑在工程中推廣應(yīng)用具有很強的實踐意義。筋材加筋后，原本為脆性顯著的材料，將其改變?yōu)樵鰪娫鲰g的彈塑性體材料，明顯減少固化土塑性收縮引起的裂縫，有效增強其彈性模量、抗壓強度、抗拉強度和彎折強度、彎折韌度、抗?jié)B與抗凍性、耐疲勞與耐久性等性能。包裹式加筋固化技術(shù)是從整體空間加固機理角度對填料進行有效的處理，改變一般加筋方法在土體中形成一些潛在的軟弱面和不能抑制除側(cè)向變位等不足。其中，土壤固化劑可彌補單一加筋強度低的缺點，土工合成材料又可解決單一固化在性能上的缺陷，易出現(xiàn)干裂細紋現(xiàn)象，有效解決土體強度和病害隱患不足。
[0020]包裹式加筋固化土中水平向筋材段可抑制土體的水平位移，筋材返包面的形成一柔性面板產(chǎn)生“自錨”效應(yīng)，兩側(cè)包裹卷段不但增強了土體的側(cè)向約束力，也可以控制土體的豎向位移，減小了高路堤邊坡的沉降、側(cè)向變形和滑移，包裹后的加筋固化土層層疊加使得上下層間摩擦力增強，可均勻土體變形，降低高路堤豎向沉降、側(cè)向變形和滑移的發(fā)展，增強路堤整體穩(wěn)定性。在列車動荷載作用下包裹式加筋固化土中筋材受影響小，筋材拉應(yīng)力增加小，表現(xiàn)出良好的減振性能。這是由于筋材屬于柔性材料，與土體結(jié)合具有良好的變形協(xié)調(diào)性，可提供拉應(yīng)力，使土體表現(xiàn)出二向受壓狀態(tài)，提尚路基土的抗振性和承載力。本發(fā)明是筋材和固化土混合料層層返包疊加的方法，可有效減緩變形，具有良好變形協(xié)調(diào)性的輕型加筋結(jié)構(gòu)，可減輕自重，節(jié)約用地，有效降低對地基的承載力，減小對周圍環(huán)境的影響等優(yōu)點，節(jié)省材料、造價低廉、施工簡單方便，適用范圍廣，現(xiàn)已被推廣到堤壩、基礎(chǔ)、路基等工程，發(fā)展前景及形成產(chǎn)業(yè)化價值十分巨大。
【附圖說明】
圖1為包裹式加筋固化施工圖。
【具體實施方式】
[0021]本發(fā)明在一定濕度條件下，將土壤結(jié)構(gòu)劑按照一定比例摻入路基填料中，充分拌合均勻且碾壓成型，通過結(jié)構(gòu)劑成分與水、礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成大量具有較高塑性強度、微膨脹性且化學(xué)惰性大的膠體成分與結(jié)晶水化物，作為土顆粒的膠結(jié)物、土空隙的充填物，從而達到對路基土實施有效固化加固處理的目的；而與土壤結(jié)構(gòu)劑并用包裹式加筋技術(shù)，對土體具有很大補強作用且使固化后的土體表現(xiàn)出很好的整體力學(xué)特性、水力學(xué)特性，達到有效限制路基的側(cè)向變形與沉降變形的目的。
[0022]實施例1
[0023]本發(fā)明包裹式加筋固化施工步驟如下:
[0024]步驟一，固化土料制作:固化土料I由土壤固化劑與填料土均勻攪拌制成，土壤固化劑為填料干土重量的3-8% ;含水量為最優(yōu)含水量多2-3%，多增加2-3%為土壤固化劑與路基填料化學(xué)反應(yīng)所需；土壤固化劑原料按重量配比為:石膏8份，生石灰10份，粉煤灰20份，高爐礦渣36份，硅酸二鈣、硅酸鎂與硅酸鋁3: 2: 3的混合物30份，氯化鈣、氯化鈉與氯化鎂3:4:2的混合物5份，硫酸鋁、硫酸鈉與硫酸鎂2:4:3的混合物9份。
[0025]步驟二，筋材鋪設(shè):將筋材2攤鋪于下承層上，采用橫向全寬滿鋪鋪設(shè)法，兩邊筋材預(yù)留一定長度卷回，回折反壓寬度大于2m。將兩側(cè)筋材拉筋連接成一整體，保障沒有破損與接頭，筋材鋪設(shè)間距選取為30-50cm。兩筋材連接處，縱向搭接15-20cm，橫向搭接10_15cm，用鐵絲在搭接處綁扎，每隔1.5-2.0m將土工格柵端部用U型釘固定于地面，用鋪筑機將固定好土工格柵慢慢往前拉鋪，每鋪設(shè)1m需人工拉緊調(diào)直，保持展平與伸直，嚴格檢查鋪筑質(zhì)量，及時回填固化土料。
[0026]步驟三，固化土料攤鋪:采用固化土料作填筑材料，采用場拌法，盡量保證混合物均勻性，不應(yīng)含有大于1mm以上的團粒，場地應(yīng)保持平整堅實，采用拌和、運輸、攤鋪、壓實依次快速施工工藝，施工溫度控制在5°C以上。施工機械不能在沒覆蓋固化土料的筋帶上運行，嚴格避免對筋材直接碾壓和沿著筋材鋪設(shè)的方向推土，保障筋材上固化土料厚度大于15cm方可進行施工機械運行或碾壓。筋材間固化土料采用分層攤鋪、壓實，攤鋪厚度要均勻，保持在15mm-20mm之間，平整表面，分層壓實，壓實度不應(yīng)低于95%，碾壓順序為從鋪設(shè)筋材中部、尾部、前部。
[0027]步驟四，包裹拉筋:橫向兩側(cè)預(yù)留加筋段筋材向上回折包裹于固化土料外側(cè)一定長度，兩側(cè)回折筋材之間采用拉筋條3連接并在縱向等間距布設(shè)，形成加筋固化包裹體；
[0028]步驟五，養(yǎng)護成型:加筋固化包裹體上方覆蓋現(xiàn)場土或加蓋土工膜進行養(yǎng)護，養(yǎng)護7-14天，養(yǎng)護期間應(yīng)封閉交通禁止車輛通行，待此層加筋固化土包裹體結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度進行下一層鋪設(shè)；按以上步驟依次鋪設(shè)多層加筋固化包裹體，逐層疊加直至達到路堤設(shè)計標高，上下層包裹體筋材間緊密接觸疊加構(gòu)成相互作用整體加筋結(jié)構(gòu)。
[0029]注意事項:
[0030]1、隨著筋材間距的減小，返包加筋面水平位移明顯降低，可有效抑制坡面“鼓肚”，但加筋間距若過小，也會出現(xiàn)超筋現(xiàn)象，增加成本與施工難度。應(yīng)根據(jù)工程需求優(yōu)選合理的加筋間距，適當(dāng)可利用減小加筋間距來控制側(cè)向變形。
[0031]2、筋材滿鋪末端和返包末端常會出現(xiàn)沉降突變現(xiàn)象，但由于筋材“網(wǎng)兜效應(yīng)”對路基沉降有很好抑制作用。但筋材僅返包一小段長度，雖可提高土體整體剛度，但遠離返包段土體卻會出現(xiàn)沉降略有提高;使得發(fā)生破壞時加筋加固范圍內(nèi)整體變形帶動了未加筋段出現(xiàn)大變形，故而，返包段筋材應(yīng)長一些。
[0032]實施例2
[0033]本實施例步驟與實施例1相同，不同之處在于，土壤固化劑原料按重量配比為:石膏6份，生石灰12份，粉煤灰18份，高爐礦渣42份，硅酸二鈣、硅酸鎂與硅酸鋁3:3:2的混合物28份，氯化鈣、氯化鈉與氯化鎂4:3:2的混合物7份，硫酸鋁、硫酸鈉與硫酸鎂2:2:3的混合物12份。
[0034]實施例3
[0035]本實施例步驟與實施例1相同，不同之處在于，土壤固化劑原料按重量配比為:石膏4份，生石灰14份，粉煤灰22份，高爐礦渣45份，硅酸二鈣、硅酸鎂與硅酸鋁3:3:4的混合物16份，氯化鈣、氯化鈉與氯化鎂3:3:2的混合物4份，硫酸鋁、硫酸鈉與硫酸鎂2:3:3的混合物1份。
[0036]實施例4
[0037]本實施例步驟與實施例1相同，不同之處在于，土壤固化劑原料按重量配比為:石膏10份，生石灰15份，粉煤灰15份，高爐礦渣34份，硅酸二鈣、硅酸鎂與硅酸鋁3: 2:4的混合物24份，氯化鈣、氯化鈉與氯化鎂5:3:2的混合物8份，硫酸鋁、硫酸鈉與硫酸鎂2:3:2的混合物14份。
【主權(quán)項】
1.一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟一，固化土料制作:固化土料由土壤固化劑與填料土均勻攪拌制成，土壤固化劑為填料干土重量的3-8% ; 步驟二，筋材鋪設(shè):筋材水平橫向排列全寬滿鋪于整平后的下承層表面之上，將固定好土工格柵往前邊拉鋪邊檢查調(diào)直，保證筋材展平與伸直； 步驟三，固化土料攤鋪:固化土料分層攤鋪于土工格柵之上，每層攤鋪均勻后碾壓成型，碾壓順序為從鋪設(shè)筋材中部至兩側(cè)，直至達到包裹加筋固化土填筑標高； 步驟四，包裹拉筋:橫向兩側(cè)預(yù)留加筋段筋材向上回折包裹于固化土料外側(cè)一定長度，兩側(cè)回折筋材之間采用拉筋條連接并在縱向等間距布設(shè)，形成加筋固化包裹體； 步驟五，養(yǎng)護成型:加筋固化包裹體上方覆蓋現(xiàn)場土或加蓋土工膜進行養(yǎng)護，養(yǎng)護7-14天，養(yǎng)護期間應(yīng)封閉交通禁止車輛通行，待此層加筋固化土包裹體結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度進行下一層鋪設(shè);按以上步驟依次鋪設(shè)多層加筋固化包裹體，逐層疊加直至達到路堤設(shè)計標高，上下層包裹體筋材間緊密接觸疊加構(gòu)成相互作用整體加筋結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，其特征在于: 所述的土壤固化劑，按重量份數(shù)比，配方包括如下:石膏4-10份、生石灰10-15份、粉煤灰15-24份、高爐礦渣32-45份、硅酸鹽16-32份、氯化物4-8份和硫酸鹽8-15份。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，其特征在于: 所述的土工格柵，為雙向拉伸塑料土工格柵或/和經(jīng)編雙向滌綸土工格柵。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，其特征在于: 所述的硅酸鹽包括硅酸二鈣、硅酸鎂與硅酸鋁的混合物，重量比為3:2-3:2-4 ο5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，其特征在于: 所述的氯化物包括氯化鈣、氯化鈉與氯化鎂的混合物，重量比為3-5:2-4:2。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高路堤路基包裹式加筋固化方法，其特征在于: 所述的硫酸鹽包括硫酸鋁、硫酸鈉與硫酸鎂的混合物，重量比為2:2-4:2-3。
【文檔編號】E02D3/12GK106012733SQ201610300790
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】趙瑩瑩, 凌賢長
【申請人】趙瑩瑩, 凌賢長