一種預制管樁路堤結構及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種預制管樁路堤結構，主要由預制管樁、豎向排水管、淺層固化板、薄鋼筋混凝土連續(xù)板、碎石層、氣泡混凝土抗碾壓層、混凝土保護層、宕渣層、路面結構組成；預制管樁穿透軟土層，并伸入相對持力層；預制管樁焊接端板外設置焊縫保護裝置；預制管樁頂部周圍設置淺層固化板；淺層固化板上設置薄鋼筋混凝土連續(xù)板；預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板內；在薄鋼筋混凝土連續(xù)板及淺層固化板中預埋有豎向排水管道，豎向排水管道下端外包反濾土工布，與薄鋼筋混凝土連續(xù)板上的碎石層貫通；在碎石層上依次設置有氣泡混凝土抗碾壓層，宕渣層及路面結構。本發(fā)明的預制管樁路堤結構承載力高，不均勻沉降小，結構整體穩(wěn)定性高，施工方便。
【專利說明】一種預制管粧路堤結構及其施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預制管樁路堤結構及其施工方法，屬于路基工程領域，該結構具有提聞路基承載力、增強路基穩(wěn)定性的優(yōu)點，適用于軟土地區(qū)公路鐵路、市政道路中的路基處理工程。
【背景技術】
[0002]近年來隨著長三角經濟的迅速持續(xù)發(fā)展，交通流量迅猛增長，為了使通行能力適應國民經濟和社會發(fā)展的需要，公路修建規(guī)模日益增大。由于長三角地區(qū)位于我國沿海，沿海地區(qū)由泥沙淤積而成，存在較為廣泛的軟土層，它具有天然含水量高、孔隙比大、壓縮性高、抗剪強度低的特點，路基結構常年在上部車輛荷載作用下易產生較為明顯的路基沉降，影響正常使用。
[0003]日常生活中，往往會出現(xiàn)新造道路沒使用幾個月便出現(xiàn)路面凹陷、裂縫甚至塌陷的情況，這都是路基發(fā)生不均勻沉降所產生的。大量實際工程表明，當路基發(fā)生不均勻沉降導致路基結構發(fā)生變形，從而影響路基結構的穩(wěn)定性，其上部的路堤結構性能也會隨之發(fā)生改變，進而影響路面行車安全，造成安全隱患。
[0004]目前對于軟土地區(qū)應對上述問題的主要措施有換填法、注漿法和排水固結法等。換填法是將軟弱土層清除并清底，然后回填土并壓實。該方法雖然可對軟弱土層的承載力得到一定程度的提升且施工方便，但由于換填法最大有效處理深度不超過5m，因此極大的限制了換填法的適用范圍。注漿法是利用注漿管對所需加固的軟土區(qū)域灌入適量的水泥漿，通過固化軟弱土層來提高路基的承載能力；但注漿法以加固淺層軟土為主，對軟土層較深的區(qū)域很難將水泥漿灌入較深軟土層進行注漿固化提升承載力，同時對于注漿壓力的控制不當易導致注漿不均勻，從而導致路面出現(xiàn)波浪。
[0005]綜上所述，雖然現(xiàn)有路堤結構處理措施在適宜的工程條件下能取得較好的使用效果，但仍存在需要改進之處。鑒于此，根據(jù)目前工程實際的需要，亟需發(fā)明一種承載力高，不均勻沉降小，結構整體穩(wěn)定性高，施工方便，環(huán)境影響小的預制管樁路堤結構。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于完善現(xiàn)有路堤結構存在的不足之處，提高預制管樁接樁的施工效率及連接強度，同時避免路堤填筑及壓實初期導致樁頂蓋板脫離而影響其承載性能；提供了一種預制管樁路堤結構。
[0007]為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種預制管樁路堤結構，其特征在于，主要由預制管樁、豎向排水管、淺層固化板、薄鋼筋混凝土連續(xù)板、碎石層、氣泡混凝土抗碾壓層、混凝土保護層、宕渣層、路面結構組成；預制管樁穿透軟土層，并伸入相對持力層；預制管樁焊接端板外設置焊縫保護裝置；預制管樁頂部周圍設置淺層固化板；淺層固化板上設置薄鋼筋混凝土連續(xù)板；預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板內；在薄鋼筋混凝土連續(xù)板及淺層固化板中預埋有豎向排水管道，豎向排水管道下端外包反濾土工布，與薄鋼筋混凝土連續(xù)板上的碎石層貫通；在碎石層上依次設置有氣泡混凝土抗碾壓層，宕渣層及路面結構。
[0008]本發(fā)明在管樁接樁部位設置焊縫保護裝置，可有效保護焊接部位的完整性及焊縫質量；采用豎向排水管道，減少了地基沉降，保證了路堤結構的整體穩(wěn)定。
[0009]進一步地，所述焊縫保護裝置由環(huán)形耐磨橡膠及鋼絞線組成，環(huán)形耐磨橡膠通過鋼絞線綁扎固定于預制管樁的焊接部位外周。鋼絞線可采用直徑為8mm的鍍鋅鋼絞線。
[0010]所述預制管樁底部伸入相對持力層1000mn-2000mm,樁間距為2500mn-3500mm。預制管樁可采用樁徑Φ400mm,壁厚90mm的預制管樁。
[0011]淺層固化板設置在薄鋼筋混凝土連續(xù)板以下，由水泥土澆筑而成，水泥土拌制宜采用強度等級42.5以上的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比取10%~25%。
[0012]薄鋼筋混凝土連續(xù)板為鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆板，預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板 50mn-l00mm。
[0013]所述豎向排水管道貫穿淺層固化板及薄鋼筋混凝土連續(xù)板。豎向排水管道可采用PVC管或PE管,豎向排水管管徑為75mn-ll0mm,豎向排水管下端連接地下土部分外包反濾土工布。
[0014]上述預制管樁路堤結構的施工方法，其特征在于包括以下步驟:
1)施工前準備:根據(jù)設計圖紙，處理施工場地，測定樁基軸線及標高，根據(jù)軸線放出樁位線；
2)預制管樁打樁:打樁機就位，進行打樁試驗后，對準樁位保證垂直穩(wěn)定，向下打樁；
3)管樁接樁:預制管樁接樁焊接接樁時，將環(huán)形耐磨橡膠套于預制管樁外圍，通過鋼絞線綁扎固定，待焊接接樁工序完成后將環(huán)形耐磨橡膠翻起，包裹整個焊接部位后，用鋼絞線將環(huán)形耐磨橡膠繼續(xù)進行綁扎固定；
4)設置豎向排水管道:根據(jù)設計要求，確定豎向排水管道的直徑及長度，并對豎向排水管道底端外包反濾土工布，預埋于淺層固化板及薄鋼筋混凝土連續(xù)板中；
5)鋪設淺層固化板:待預制管樁打設完畢后，采用機械開挖及人工開挖相結合的方式，下挖路基填土至樁頂以下設計標高處；將挖出的所需固化的素土去除土中雜物并進行晾曬，土壤干燥后使用土壤固化劑、石灰、水泥按比例攪拌進行固化處理，分層回填至樁頂以下設計標高處；
6)薄鋼筋連續(xù)板施工:待淺層固化板具有一定強度后，在預制管樁樁頂及淺層固化板上澆筑薄鋼筋混凝土連續(xù)板，預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板；
7)鋪設碎石層:待薄鋼筋混凝土連續(xù)板達到設計強度后，拆除模板，鋪設碎石墊層；
8)鋪設氣泡混凝土抗碾壓層:碎石墊層鋪設完成后，在鋪設氣泡混凝土抗碾壓層前，在碎石層頂部預先鋪設一層反濾土工布，待氣泡混凝土抗碾壓層鋪設完畢后，回包一段反濾土工布；回包反濾土工布外側澆筑混凝土保護層進行保護；氣泡混凝土抗碾壓層通過氣泡機將發(fā)泡劑充分發(fā)泡，并將泡沫與普通硅酸鹽水泥均勻混合；
9)鋪設宕渣層:氣泡混凝土抗碾壓層鋪設完成后，鋪設宕渣層；
10)路面結構施工:根據(jù)設計要求進行路面結構施工。
[0015]本發(fā)明具有以下特點和有益效果:
(I)本發(fā)明設置氣泡混凝土抗碾壓層，采用氣泡混凝土實現(xiàn)了輕質路堤，減輕了上部荷載，防止樁頂薄鋼筋混凝土連續(xù)板應力集中壓碎。
[0016](2)本發(fā)明設置有焊縫保護裝置，確保樁與樁焊接后焊縫位置減少外界影響，保證焊縫質量。
[0017](3)淺層固化板能有效對樁頂周圍土壤進行固化，能有效承受樁頂部薄鋼筋混凝土連續(xù)板向下傳遞的力。
[0018](4)薄鋼筋混凝土連續(xù)板及淺層固化板中預埋豎向排水管道，連通地下土壤層與碎石層，能在施工期排出地下水，防止產生過大的工后沉降。
[0019](5)豎向排水管下端外包反濾土工布，有效防止泥土堵塞排水管而影響排水效果?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明預制管樁路堤結構的立面圖；
圖2是圖1沿A-A線剖面圖；
圖3是預制管樁接頭部位細部示意圖。
[0021]圖中:1_預制管樁，2-軟土層，3-相對持力層，4-焊縫保護裝置，5-豎向排水管，6-反濾土工布，7-淺層固化板，8-薄鋼筋混凝土連續(xù)板，9-碎石層，10-反濾土工布，11-氣泡混凝土抗碾壓層，12-混凝土保護層，13-宕渣層，14-路面結構。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖并通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，以下實施例是對本發(fā)明的解釋并不局限于以下實施例。
[0023]圖1是本發(fā)明預制管樁路堤結構的立面圖，圖2是圖1沿A-A線剖面圖。參照圖f 2所示，預制管樁路堤結構主要由預制管樁1、豎向排水管5、淺層固化板7、薄鋼筋混凝土連續(xù)板8、碎石層9、反濾土工布10、氣泡混凝土抗碾壓層11、混凝土保護層12、宕渣層13、路面結構14等部分組成。
[0024]預制管樁I采用樁徑Φ400mm，壁厚90mm的預制管樁，預制管樁穿透軟弱底基層，打入持力層1000mnT2000mm，樁間距為2500mnT3500mm。預制管樁I的具體施工要求符合現(xiàn)
行規(guī)范。
[0025]焊縫保護裝置4由環(huán)形耐磨橡膠及鋼絞線組成，鋼絞線可采用直徑為8mm的鍍鋅鋼絞線。焊接接樁工序前將環(huán)形耐磨橡膠套于預制管樁外圍后用鋼絞線綁扎固定，隨后進行焊接接樁工序。焊接接樁工序完成后將環(huán)形耐磨橡膠向上翻起，包裹整個焊接部位后，用鋼絞線將環(huán)形耐磨橡膠繼續(xù)進行綁扎固定。
[0026]淺層固化板7由水泥土鋪筑而成。通過機械開挖及人工開挖相結合的方式，將土壤挖至樁頂以下設計標高處；挖出的土壤進行晾曬，去除雜質，用于水泥土拌制。水泥土拌制固化劑宜采用強度級42.5以上的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比取10%~25%。淺層固化板7厚度為2000_，位于薄鋼筋混凝土連續(xù)板7以下。
[0027]薄鋼筋混凝土連續(xù)板8為鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆板，混凝土強度等級為C30，薄鋼筋混凝土連續(xù)板8板厚1000mm，縱向鋼筋采用HRB335直徑16mm的螺紋鋼筋，橫向鋼筋采用HRB335直徑12mm的螺紋鋼筋。
[0028]豎向排水管5可采用PVC管或PE管，豎向排水管5管徑為75mnTll0mm，管長大于3000_，豎向排水管下端連接地下土部分外包反濾土工布6，豎向排水管5在澆筑淺層固化板7工序之前進行預埋。
[0029]預制管樁路堤結構的施工過程包括:
I)施工前準備:根據(jù)設計圖紙，處理施工場地，測定樁基軸線及標高，根據(jù)軸線放出樁位線。
[0030]2 )預制管樁I打樁:打樁機就位，進行打樁試驗后，對準樁位保證垂直穩(wěn)定，向下打樁。
[0031]3)管樁接樁I外設置焊縫保護裝置4:預制管樁I接樁焊接接樁時，將環(huán)形耐磨橡膠套于預制管樁外圍，通過鋼絞線綁扎固定，待焊接接樁工序完成后將環(huán)形耐磨橡膠翻起，包裹整個焊接部位后，用鋼絞線將環(huán)形耐磨橡膠繼續(xù)進行綁扎固定。
[0032]4)設置豎向排水管道5:根據(jù)設計要求，確定豎向排水管道5的直徑及長度，并對豎向排水管道5底端外包反濾土工布6，預埋于淺層固化板7及薄鋼筋混凝土連續(xù)板8中。
[0033]5)鋪設淺層固化板7:待預制管樁I打設完畢后，采用機械開挖及人工開挖相結合的方式，下挖路基填土至樁頂以下設計標高處。將挖出的所需固化的素土去除土中雜物并進行晾曬，土壤干燥后使用土壤固化劑、石灰、水泥按比例攪拌進行固化處理，分層回填至樁頂以下設計標高處。
[0034]6)薄鋼筋連續(xù)板8施工:待淺層固化板7具有一定強度后，在預制管樁I樁頂及淺層固化板7上澆筑薄鋼筋混凝土連續(xù)板8，預制管樁I樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板8。
[0035]7)鋪設碎石層:待薄鋼筋混凝土連續(xù)板8達到設計強度后，拆除模板，鋪設碎石墊層9。
[0036]8)鋪設氣泡混凝土抗碾壓層11:碎石墊層9鋪設完成后，在鋪設氣泡混凝土抗碾壓層11前，在碎石層9頂部預先鋪設一層反濾土工布10，待氣泡混凝土抗碾壓層11鋪設完畢后，回包一段反濾土工布10?；匕礊V土工布10外側澆筑混凝土保護層12進行保護。氣泡混凝土抗碾壓層11通過氣泡機將發(fā)泡劑充分發(fā)泡，并將泡沫與普通硅酸鹽水泥均勻混合。
[0037]9)鋪設宕渣層13:氣泡混凝土抗碾壓層11鋪設完成后，鋪設宕渣層13。
[0038]10)路面結構14:根據(jù)設計要求進行路面結構14施工。
【權利要求】
1.一種預制管樁路堤結構，其特征在于，主要由預制管樁、豎向排水管、淺層固化板、薄鋼筋混凝土連續(xù)板、碎石層、氣泡混凝土抗碾壓層、混凝土保護層、宕渣層、路面結構組成；預制管樁穿透軟土層，并伸入相對持力層；預制管樁焊接端板外設置焊縫保護裝置；預制管樁頂部周圍設置淺層固化板；淺層固化板上設置薄鋼筋混凝土連續(xù)板；預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板內；在薄鋼筋混凝土連續(xù)板及淺層固化板中預埋有豎向排水管道，豎向排水管道下端外包反濾土工布，與薄鋼筋混凝土連續(xù)板上的碎石層貫通；在碎石層上依次設置有氣泡混凝土抗碾壓層，宕渣層及路面結構。
2.根據(jù)權利要求1所述的預制管樁路堤結構，其特征在于所述焊縫保護裝置由環(huán)形耐磨橡膠及鋼絞線組成，環(huán)形耐磨橡膠通過鋼絞線綁扎固定于預制管樁的焊接部位外周。
3.根據(jù)權利要求1所述的預制管樁路堤結構，其特征在于所述預制管樁底部伸入相對持力層 1000mnT2000mm，樁間距為 2500mnT3500mm。
4.根據(jù)權利要求1所述的預制管樁路堤結構，其特征在于所述薄鋼筋混凝土連續(xù)板為鋼筋混凝土整體現(xiàn)燒板，預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板50mnTl00mm。
5.根據(jù)權利要求1所述的預制管樁路堤結構，其特征在于所述豎向排水管道貫穿淺層固化板及薄鋼筋混凝土連續(xù)板，豎向排水管可采用PVC管或PE管。
6.權利要求f5任一權利要求所述預制管樁路堤結構的施工方法，其特征在于包括以下步驟: 1)施工前準備:根據(jù)設計圖紙，處理施工場地，測定樁基軸線及標高，根據(jù)軸線放出樁位線； 2)預制管樁打樁:打樁機就位，進行打樁試驗后，對準樁位保證垂直穩(wěn)定，向下打樁； 3)管樁接樁:預制管樁接樁焊接接樁時，將環(huán)形耐磨橡膠套于預制管樁外圍，通過鋼絞線綁扎固定，待焊接接樁工序完成后將環(huán)形耐磨橡膠翻起，包裹整個焊接部位后，用鋼絞線將環(huán)形耐磨橡膠繼續(xù)進行綁扎固定； 4)設置豎向排水管道:根據(jù)設計要求，確定豎向排水管道的直徑及長度，并對豎向排水管道底端外包反濾土工布，預埋于淺層固化板及薄鋼筋混凝土連續(xù)板中； 5)鋪設淺層固化板:待預制管樁打設完畢后，采用機械開挖及人工開挖相結合的方式，下挖路基填土至樁頂以下設計標高處；將挖出的所需固化的素土去除土中雜物并進行晾曬，土壤干燥后使用土壤固化劑、石灰、水泥按比例攪拌進行固化處理，分層回填至樁頂以下設計標高處； 6)薄鋼筋連續(xù)板施工:待淺層固化板具有一定強度后，在預制管樁樁頂及淺層固化板上澆筑薄鋼筋混凝土連續(xù)板，預制管樁樁頂嵌入薄鋼筋混凝土連續(xù)板； 7)鋪設碎石層:待薄鋼筋混凝土連續(xù)板達到設計強度后，拆除模板，鋪設碎石墊層； 8)鋪設氣泡混凝土抗碾壓層:碎石墊層鋪設完成后，在鋪設氣泡混凝土抗碾壓層前，在碎石層頂部預先鋪設一層反濾土工布，待氣泡混凝土抗碾壓層鋪設完畢后，回包一段反濾土工布；回包反濾土工布外側澆筑混凝土保護層進行保護；氣泡混凝土抗碾壓層通過氣泡機將發(fā)泡劑充分發(fā)泡，并將泡沫與普通硅酸鹽水泥均勻混合； 9)鋪設宕渣層:氣泡混凝土抗碾壓層鋪設完成后，鋪設宕渣層； 10)路面結構施工:根據(jù)設計要求進行路面結構施工。
【文檔編號】E02D31/00GK103774514SQ201410012253
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】葛忠, 田向東, 徐辭劍, 葉國江, 巫東良 申請人:江蘇中瑞路橋建設有限公司