[发明专利]一种有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤及施工方法

权利要求书

1.一种有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤的施工方法，所述有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤包括持力层（1）、软土地基（2）、高填方轻质固化淤泥路堤（9）以及设置在软土地基（2）与高填方轻质固化淤泥路堤（9）之间并嵌入软土地基（2）的路堤沉降控制结构；所述高填方轻质固化淤泥路堤（9）的上表面铺设有路面防水层（10）；所述高填方轻质固化淤泥路堤（9）的两侧设置有护坡防水层（11）；所述护坡防水层（11）的脚部开设有混凝土密封沟（12）；所述路堤沉降控制结构包括刚性桩组、桩帽（4）、半刚性加筋固化垫层（5）、粉细砂反滤层（7）以及防水土工布（8）；所述刚性桩组由m行×n列的刚性桩（3）组成；所述刚性桩（3）打穿软土地基（2）并嵌入持力层（1）中；所述桩帽（4）设置在刚性桩（3）顶部；所述防水土工布（8）、粉细砂反滤层（7）以及半刚性加筋固化垫层（5）自上而下依次铺设在桩帽（4）顶部；所述高填方轻质固化淤泥路堤（9）设置在防水土工布（8）的上表面；所述防水土工布（8）密封在混凝土密封沟（12）的底部；

所述半刚性加筋固化垫层（5）是通过向散体加筋垫层（13）灌入水泥浆胶结固化形成；所述散体加筋垫层（13）包括预埋注浆管（6）、刚塑土工格栅（14）以及填充在预埋注浆管（6）与刚塑土工格栅（14）之间的中粗砂垫层（15）；所述水泥浆是水泥与水的混合物；所述水泥与水的质量比是1：1；在散体加筋垫层（13）中灌入水泥浆后的养护时间不低于28天；

所述高填方轻质固化淤泥路堤（9）是由轻质固化淤泥填筑而成，填筑后养护时间不低于28天；所述轻质固化淤泥是由淤泥、水泥以及发泡剂混合而成；所述轻质固化淤泥中淤泥的含水率为80-150%；所述轻质固化淤泥中的水泥含量为90-110 kg/m³；所述轻质固化淤泥中的发泡剂含量为1.2-1.5 kg/m³；

所述刚塑土工格栅（14）满足伸长率为0.5%时的抗拉强度不小于200 kN/m的条件；所述刚塑土工格栅（14）的网孔呈三角形，所述刚塑土工格栅（14）的网孔尺寸为30-40 mm；

所述预埋注浆管（6）包括水平注浆主管（16）以及与水平注浆主管（16）相贯通的竖向注浆支管（17）；所述水平注浆主管（16）以及竖向注浆支管（17）的管体上均设置有注浆圆孔（18）；

所述水平注浆主管（16）是一根或多根，所述竖向注浆支管（17）对应也是一根或多根；所述水平注浆主管（16）是多根时，相邻两根水平注浆主管（16）之间的布设间距为1.5-2.0m；所述水平注浆主管（16）的内径是15-20 mm；所述注浆圆孔（18）是多个；所述注浆圆孔（18）的孔径不小于2 mm；相邻两个注浆圆孔（18）之间的间距不小于200 mm；

所述中粗砂垫层（15）的砂粒粒径范围为2-5 mm；所述中粗砂垫层（15）的厚度为400-500 mm；所述中粗砂垫层（15）分层铺设，每层厚度100 mm；所述刚塑土工格栅（14）沿中粗砂垫层（15）的高度方向分上下两层铺设；所述刚塑土工格栅（14）分别铺设于距中粗砂垫层（15）顶部以及距中粗砂垫层（15）底部100 mm位置；

所述粉细砂反滤层（7）的砂粒粒径范围为0.5-1.0 mm；所述粉细砂反滤层（7）的厚度不低于100 mm；所述刚性桩（3）是CFG桩或薄壁管桩；所述刚性桩（3）是薄壁管桩时，所述刚性桩（3）是钢筋混凝土薄壁管桩；

所述有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤的施工方法包括如下步骤：

所述散体加筋垫层（13）施工：待“刚性桩（3）及桩帽（4）施工”步骤完成后，在软土地基（2）及桩帽（4）上方分层铺设中粗砂垫层（15）及刚塑土工格栅（14），并在中粗砂垫层（15）中布设预埋注浆管（6）；

所述粉细砂反滤层（7）施工及堆载预压：待“散体加筋垫层（13）施工”步骤完成后，在散体加筋垫层（13）上填筑粉细砂反滤层（7），并铺设防水土工布（8）；而后，在防水土工布（8）上填土进行堆载预压，堆载预压荷载为设计高填方轻质固化淤泥路堤荷载的120%~150%，预压周期不低12个月；

所述高填方轻质固化淤泥路堤（9）施工：待“粉细砂反滤层（7）施工及堆载预压”步骤完成后，卸除堆载预压填土，并采用粉细砂进行整平；而后，将淤泥、水泥及发泡剂进行现场混合、搅拌制备轻质固化淤泥，将搅拌均匀的轻质固化淤泥直接填筑，并养护28天，将轻质固化淤泥固化形成高填方轻质固化淤泥路堤（9）；

所述半刚性加筋固化垫层（5）施工：待“高填方轻质固化淤泥路堤（9）施工”步骤完成后，通过预埋注浆管（6）向散体加筋垫层（13）灌入水泥浆，并养护不低于28天，将散体加筋垫层（13）胶结固化成半刚性加筋固化垫层（5）；

其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）施工准备：包括测量放线，场地平整，确定刚性桩（3）的桩位；

2）刚性桩（3）及桩帽（4）施工：待步骤1）完成后，在软土地基（2）上钻孔，施工刚性桩（3）并在刚性桩（3）的上表面安装预制桩帽（4）；所述刚性桩（3）采用m行×n列的布设；

3）散体加筋垫层（13）施工：待步骤2）完成后，在软土地基（2）及桩帽（4）上方分层铺设中粗砂垫层（15）及刚塑土工格栅（14），并在中粗砂垫层（15）中布设预埋注浆管（6）；其中，中粗砂垫层（15）分层厚度为100 mm，刚塑土工格栅（14）分上下两层铺设，所述刚塑土工格栅（14）分别铺设于距中粗砂垫层（15）顶部以及距中粗砂垫层（15）底部100 mm位置；

4）粉细砂反滤层（7）施工及堆载预压：待步骤3）完成后，在散体加筋垫层（13）上填筑粉细砂反滤层（7），并铺设防水土工布（8）；而后，在防水土工布（8）上填土进行堆载预压，堆载预压荷载为设计高填方轻质固化淤泥路堤荷载的120%~150%，预压周期不低12个月；

5）高填方轻质固化淤泥路堤（9）施工：待步骤4）完成后，卸除堆载预压填土，并采用粉细砂进行整平；而后，将淤泥、水泥及发泡剂进行现场混合、搅拌制备轻质固化淤泥，将搅拌均匀的轻质固化淤泥直接填筑，并养护28天，将轻质固化淤泥固化形成高填方轻质固化淤泥路堤（9）；所述轻质固化淤泥中淤泥的含水率为80-150%；所述轻质固化淤泥中的水泥含量为90-110 kg/m³；所述轻质固化淤泥中的发泡剂含量为1.2-1.5 kg/m³；

6）半刚性加筋固化垫层（5）施工：待步骤5）完成后，通过预埋注浆管（6）向散体加筋垫层（13）灌入水泥浆，并养护不低于28天，将散体加筋垫层（13）胶结固化成半刚性加筋固化垫层（5）；

7）修筑路面防水层（10）及护坡防水层（11）：待步骤6）完成后，在高填方轻质固化淤泥路堤（9）顶面及两侧边坡上，分别修筑路面防水层（10）及护坡防水层（11），并在高填方轻质固化淤泥路堤（9）两侧坡脚处修筑混凝土密封沟（12），将防水土工布（8）密封。