[发明专利]一种控制高速公路过渡段不均匀沉降的长短桩-板结构及其施工方法

说明书

本发明公开了一种控制高速公路过渡段不均匀沉降的长短桩‑板结构及其施工方法，长短桩‑板结构包括过渡路段和一般路段，过渡路段和一般路段设置有钢筋混凝土板，钢筋混凝土板的下方于过渡路段内设有多根预应力管桩，钢筋混凝土板的下方于一般路段内设有多根水泥搅拌桩，预应力管桩和水泥搅拌桩均与钢筋混凝土板直接刚性连接，沿桥‑路方向多根预应力管桩的长度逐渐减小，沿路‑桥方向多根水泥搅拌桩的桩间距逐渐减小。该长短桩‑板结构及施工方法加固效果好、技术可靠、经济合理，能实现软土地区高速公路桥头过渡段纵向刚度的均匀过渡。

技术领域

本发明涉及软土地区高速公路地基处理技术领域，具体而言，涉及一种控制高速公路过渡段不均匀沉降的长短桩-板结构及其施工方法。

背景技术

我国沿海地区广泛分布着含水率高、孔隙比大、强度低、压缩性高、渗透性低的软土，同时这些地区也是高速交通密集建设区。由于软土具有显著的蠕变性和触变性特点，在施工期如果地基处理措施针对性不强、加上运营期周边环境扰动与交通荷载作用，极易出现软基不均匀沉降病害，特别是在桥头连接段因差异沉降引起的桥头跳车病害十分严重和普遍，严重影响了乘车的舒适性，甚至存在行车安全隐患。

在高速公路软土地基不均匀沉降的处治中，桥头连接段和一般路段根据设计规范规定沉降需分别控制在10cm和30cm之内，因此需要在处治路段，特别是过渡段合理选择桩型和调整桩长及桩间距补偿地基整体刚度，实现变刚度控沉和调平的目的，在满足不同性质路基工后沉降设计标准的前提下，有效控制不同性质路段之间的局部纵向差异沉降。

中国专利文献CN110904741A公开了一种控制高速铁路路桥过渡段不均匀沉降的组合结构，包括土质路基以及设置于混凝土桥台和土质路基之间的过渡路基，过渡路基下方设置沿纵向和横向排布，且伸入地下土层的水泥粉煤灰碎石加固桩，加固桩的长度沿桥至路的方向逐渐递减；过渡路基底面与加固桩之间依次铺设钢筋混凝土板和水泥级配碎石加筋层，所加固桩固支于钢筋混凝土板上，形成桩基础，加固整个过渡段的组合结构。该组合结构在过渡段采用单一桩型及改变桩长的结构形式，由于刚性桩处治使过渡段地基整体刚度提高，过渡段地基与一般路段地基将产生新的刚度差异，可能形成新的差异沉降问题，需进行二次过渡处理；而且，这种结构形式容易在软土地基中形成悬浮桩，造成工后沉降难以控制的问题，不能满足高速公路建设及运营过程中不同性质路段之间变刚度控沉及调平过渡的要求，无法实现高速公路桥头过渡段地基整体刚度的有效调整与协配，难以达到解决“桥头跳车”病害的目的。

鉴于以上工程背景及存在的问题，本发明提出了一种在具有加固效果好、技术可靠且经济合理的前提下，同时能够实现地基整体刚度的有效调整与协配的新型桩基复合地基技术，对保障高速公路长期性能具有重要的工程意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种控制高速公路过渡段不均匀沉降的长短桩-板结构及其施工方法，该长短桩-板结构及施工方法加固效果好、技术可靠、经济合理，能够实现软土地区高速公路桥头过渡段纵向刚度的均匀过渡。

为了实现上述目的，本发明提供了一种控制高速公路过渡段不均匀沉降的长短桩-板结构，包括过渡路段和一般路段，过渡路段和一般路段设置有钢筋混凝土板，钢筋混凝土板的下方于过渡路段内设有多根预应力管桩，钢筋混凝土板的下方于一般路段内设有多根水泥搅拌桩，预应力管桩和水泥搅拌桩均与钢筋混凝土板直接刚性连接，沿桥-路方向多根预应力管桩的长度逐渐减小，沿路-桥方向多根水泥搅拌桩的桩间距逐渐减小。

进一步地，多根预应力管桩成排等间距布置；多根水泥搅拌桩呈三角形布置，多根水泥搅拌桩的桩长相等。

进一步地，相邻的预应力管桩的桩间距为2.3m-2.7m；沿桥-路方向，多排预应力管桩的长度以2.5m的等值递减至与水泥搅拌桩的桩长相同。

进一步地，沿路-桥方向，相邻的水泥搅拌桩的桩间距从1.5m逐渐减小至1.1m。