加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(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，所述路堤開有若干樁孔，每個(gè)樁孔從路堤穿過硬殼層、軟土層貫穿至硬土層，樁孔有兩段為大直徑段，第一個(gè)大直徑段從路堤下端開始向下延伸一定深度，第二個(gè)大直徑段位于樁底端的硬土層中；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)為凝固的水泥漿或水泥砂漿。本實(shí)用新型在出現(xiàn)病害的公路軟基中設(shè)置啞鈴形鉆孔樁，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。
【專利說明】加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔粧復(fù)合地基結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及出現(xiàn)過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啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)。
【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后路面開裂的現(xiàn)象較為普遍。為保證行車質(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。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型為了克服以上現(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啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，在出現(xiàn)病害的公路軟基中設(shè)置啞鈴形鉆孔樁，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]本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):本加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(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，所述路堤開有若干樁孔，每個(gè)樁孔從路堤穿過硬殼層、軟土層貫穿至硬土層，樁孔有兩段為大直徑段，第一個(gè)大直徑段從路堤下端開始向下延伸一定深度，第二個(gè)大直徑段位于樁底端的硬土層中；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)為凝固的水泥漿或水泥砂漿。
[0005]所述樁孔大直徑段的直徑為300-500mm，樁孔小直徑段的直徑為110_150mm，兩個(gè)大直徑段的深度為400-800mm。
[0006]上述的加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0007](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；
[0008](2)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；
[0009](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，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆出樁孔第一個(gè)大直徑段，第一個(gè)大直徑段的直徑為可擴(kuò)縮鉆頭的最大寬度，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)大直徑段到達(dá)設(shè)定深度H1，停止可擴(kuò)縮鉆頭；
[0010](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，然后更換為地質(zhì)鉆頭；
[0011](5)、下放到孔底后，鉆孔至硬土層；
[0012](6)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；[0013](7)、可擴(kuò)縮鉆頭在收縮后下放到孔底，地質(zhì)鉆機(jī)下壓和旋轉(zhuǎn)，通過硬土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，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆出樁孔第二個(gè)大直徑段，第二個(gè)大直徑段的直徑為可擴(kuò)縮鉆頭的最大寬度，當(dāng)?shù)诙€(gè)大直徑段到達(dá)設(shè)定深度H2，停止可擴(kuò)縮鉆頭，此時(shí)樁孔總深度為設(shè)定深度L ；
[0014](8)、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；
[0015](9)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程中的泥漿上浮流出路堤面；
[0016](10)、待水泥漿或水泥砂漿凝固后形成啞鈴形樁，抽回套管，向樁孔內(nèi)密實(shí)回填中粗砂至路床頂面。
[0017]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,設(shè)定深度 Hl 為 400-800mm，設(shè)定深度 H2 為 400-800mm。
[0018]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)縮桿打開角度的限位部。
[0019]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0020](I)本實(shí)用新型技術(shù)適用于出現(xiàn)過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樁孔，在路堤、路面中的鉆孔直徑為110-150mm，施工樁時(shí)對(duì)路基路面破壞小；
[0021](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；
[0022](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，本實(shí)用新型的成孔直徑更容易保證、對(duì)地基沒有擠土效應(yīng)；
[0023](4)啞鈴形樁上端直徑大，啞鈴形樁兩端樁凈間距小，利于路堤中形成土拱，從而利于將路堤荷載轉(zhuǎn)移到啞鈴形粧頂，減小粧間土的荷載，利于減少地基沉降、提聞路基穩(wěn)定性；
[0024](5)啞鈴形樁下端直徑大，充分利用樁底端硬土層承載力高的特點(diǎn)，利于提高樁的端承力；
[0025](6)經(jīng)過合理設(shè)計(jì)，樁直徑兩端大、中間小能滿足既有路堤加固要求，因此把樁中間直徑設(shè)計(jì)的比較小，能夠降低鉆孔費(fèi)用，節(jié)約樁身材料，工程造價(jià)低；
[0026](7)鉆孔過程中，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】

【附圖說明】
[0027]圖1是本實(shí)用新型的加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)剖面圖。
[0028]圖2是為可擴(kuò)縮鉆頭示意圖。
[0029]圖中:1:路堤、2:軟土層、3:啞鈴形樁、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。
【具體實(shí)施方式】[0030]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0031]如圖1所示的加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(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穿過硬殼層10、軟土層2貫穿至硬土層4，樁孔有兩段為大直徑段，第一個(gè)大直徑段從路堤I下端開始向下延伸一定深度，第二個(gè)大直徑段位于樁底端的硬土層中；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)為凝固的水泥漿或水泥砂漿。
[0032]樁孔大直徑段的直徑為450mm，樁孔小直徑段的直徑為130mm，兩個(gè)大直徑段的深度為600mm。
[0033]上述的加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:
[0034](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)套管護(hù)壁，鉆穿路堤I之后地質(zhì)鉆頭停止；
[0035](2)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；
[0036](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，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆出樁孔第一個(gè)大直徑段，第一個(gè)大直徑段的直徑為可擴(kuò)縮鉆頭的最大寬度，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)大直徑段到達(dá)設(shè)定深度Hl (721_)，停止可擴(kuò)縮鉆頭；
[0037](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，然后更換為地質(zhì)鉆頭；
[0038](5)、下放到孔底后，鉆孔至硬土層；
[0039](6)、上提地質(zhì)鉆機(jī)的地質(zhì)鉆頭，更換為可擴(kuò)縮鉆頭；
[0040](7)、可擴(kuò)縮鉆頭在收縮后下放到孔底，地質(zhì)鉆機(jī)下壓和旋轉(zhuǎn)，通過硬土層4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，可擴(kuò)縮鉆頭向下鉆出樁孔第二個(gè)大直徑段，第二個(gè)大直徑段的直徑為可擴(kuò)縮鉆頭的最大寬度，當(dāng)?shù)诙€(gè)大直徑段到達(dá)設(shè)定深度H2，停止可擴(kuò)縮鉆頭，此時(shí)樁孔總深度為設(shè)定深度L (15.6m)；
[0041](8)、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；
[0042](9)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程泥漿上浮流出路堤面；
[0043](10)、待水泥漿或水泥砂漿凝固后形成啞鈴形樁3，抽回套管，向樁孔內(nèi)密實(shí)回填中粗砂11至路床頂面。
[0044]地質(zhì)鉆頭的直徑為130mm,可擴(kuò)縮鉆頭的最大直徑為450mm,設(shè)定深度Hl為721mm,設(shè)定深度H2為500mm。
[0045]如圖2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打開角度的限位部7。
[0046]上述【具體實(shí)施方式】為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定，其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(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，所述路堤開有若干樁孔，每個(gè)樁孔從路堤穿過硬殼層、軟土層貫穿至硬土層，樁孔有兩段為大直徑段，第一個(gè)大直徑段從路堤下端開始向下延伸一定深度，第二個(gè)大直徑段位于樁底端的硬土層中；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)為凝固的水泥或凝固的水泥砂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加固路堤軟基的啞鈴形鉆孔樁復(fù)合地基結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述樁孔大直徑段的直徑為300-500mm，樁孔小直徑段的直徑為110_150mm，兩個(gè)大直徑段的深度為400-800mm。
【文檔編號(hào)】E02D5/48GK203514140SQ201320624097
【公開日】2014年4月2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