[发明专利]高等级路堤深厚软土地基工后沉降控制空心刚性板技术

说明书

 

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及高等级路堤深厚软土地基工后沉降控制空心刚性板技术。

背景技术

我国高速公路建设飞速发展，而我国大部分高速公路位于东部沿海地区，在沿海地区修建高速公路，存在大量软土地基处理的问题。在软土地区修建高速公路，需要解决路基的不均匀沉降问题，这在工后沉降的控制尤为重要。我国《公路路基设计规范》(JTG D30—2004)规定一般路段的工后沉降小于30 cm。

近年来我国高速公路建设发展迅猛，相对而言，对高速公路路基加固处理技术的研究、沉降控制理论的研究及路基质量检测技术等方面的研究远不能满足公路发展的速度和需要。我国国土辽阔，软土地基及其它不良地基，如膨胀土、湿陷性黄土、冻土、盐渍土、地震区液化土分布较广，已有技术虽可在一定范围内解决问题，但因技术和建设速度过快等因素往往难以达到满意的预期效果。路基处理的工程造价和处理效果严重制约着高速公路的建设速度和建设质量，研究高速公路软基处理及不良地基处理新方法有着极其重要的意义。因此，研究处理时间短、沉降稳定速度快的高效率的工后沉降控制技术，乃当前路基工程中的重要任务。

本发明之前，处理高等级路堤深厚软土地基工后沉降常用的方法主要有PVC排水版（袋装砂井）堆载预压、PVC排水板（袋装砂井）真空预压、水泥喷粉桩（搅拌庄）、碎石桩、CFG桩（水泥粉煤灰碎石桩）、动力排水固结法等。而各种处理方法均有明显优缺点，其中，PVC排水版（袋装砂井）堆载预压的缺点为工期长，若堆载高度太大则会显著增加造价；PVC排水板（袋装砂井）真空预压的缺点为工序要求高，尤其是止水帷幕和真空封膜要保证密封，造价稍高于堆载预压；水泥喷粉桩（搅拌庄）的缺点为淤泥有机质含量较大时，处理效果不好，含水量较大时影响单桩强度，造价较高；碎石桩的缺点为造价昂贵，且工后沉降较大；对于淤泥质土，成桩困难，桩径较难控制，承载力提高幅度较小等。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种高等级路堤深厚软土地基工后沉降控制空心刚性板技术，在满足强度要求的前提下，最大程度上减少混凝土等材料的用量。空心孔洞的直径可以是不变的或者渐变的，对于孔洞直径是渐变的情况，孔洞上部的混凝土可以用来承受路堤底部的压力，孔洞下部的钢筋可以有效的承受路堤底部的拉力，最终可以有效的减小路堤中心和边缘的不均匀沉降。施工后混凝土板上的孔洞不会影响公路两侧土壤中动物的穿越，尽可能的维护当地生态系统的平衡，达到减少由于修路对当地生态系统的破坏的目的。

本发明高等级路堤深厚软土地基工后沉降控制空心刚性板技术，其特征是：在传统道路结构的碎石垫层与路面层之间加入空心刚性板。所述的空心刚性板为空心钢筋混凝土板。空心钢筋混凝土板带有孔洞，孔洞呈线形排列，孔洞的方向垂直于道路行车方向，平行于道路横断面方向；孔洞为变孔径孔洞，路堤中心处孔洞直径比路堤边缘小30%-50%，最大孔径为空心钢筋混凝土板厚度的一半。空心钢筋混凝土板厚大于800 mm；钢筋铺设在空心钢筋混凝土板的底层，钢筋铺设时设定纵横两层，横向钢筋间距为10 mm~25 mm，纵向钢筋间距为300 mm~400 mm 。

高等级路堤深厚软土地基工后沉降控制空心刚性板技术包括以下技术步骤：

1、平整施工场地，在土层表面填筑10~50 cm厚度的碎石垫层。

2、在现场进行侧面模板安装，模板连接牢固可靠，模板在整个长度完全紧压在碎石垫层上，并正确地按完成后的路面边缘要求的坡度和纵向安置。用于混凝土板孔洞处的模板，根据孔洞位置及孔径放样钻孔。

3、在模板底部铺设钢筋，钢筋为两层，横向钢筋间距为10 mm~25 mm，纵向钢筋间距为300 mm~400 mm。

4、浇筑混凝土，混凝土浇筑到需预留孔洞的位置，并安置同孔径的PVC管以预留所浇筑混凝土板上的孔洞的位置。

5、继续浇筑混凝土到设计厚度。

6、振捣混凝土。

7、设置施工缝。每天工作结束或当浇注工序中断超过30分钟时，则应设置垂直于路中线的平接施工缝。施工缝的位置尽可能与胀缝或缩缝相吻合，设在胀缝处按胀缝形式施工；铺筑邻板时，对已浇注混凝土面板的缝壁应涂沥青。

8、混凝土的养护和填缝。

9、在混凝土板上填筑路堤。灌缝作业在高温季节使填缝料灌至混凝土板齐平，在低温季节则稍低于混凝土板表面。填缝随工程的进度，使在填筑路堤前，填缝料要有充分时间的硬结。

本发明的优点和效果在于：