[发明专利]一种基于地下暗拱结构的不良地基加固体系及其加固方法

说明书

本发明涉及一种基于地下暗拱结构的不良地基加固体系及其加固方法，属于不良地基处理技术领域。本发明的顺桥向方向设置有多排桩基，相邻两排桩基之间设置有并列的多个拱片，每一拱片由多个顺桥向分布的高喷桩紧密排列形成；相邻两拱片通过顶部的微弯板连接，多个拱片通过上部微弯板进行连接形成拱圈，共同承担上部荷载，相邻微弯板之间设置有施工缝。本发明利用高喷桩进行暗拱结构桩基和拱圈的施工，解决不良地基承载力不足的问题，施工时噪音小、施工限制少、应用范围广、造价低廉，同时可有效地降低施工难度，缩短工期。

技术领域

本发明涉及一种基于地下暗拱结构的不良地基加固体系及其加固方法，属于不良地基处理技术领域。

背景技术

在公路施工过程中，不可避免地会遇到各种不良地基条件，其中软土地基与岩溶地基是较为常见的两种。软土地基具有强度低、压缩量大、厚度大、透水性差等特点，岩溶地基存在易于塌陷、稳定性差和承载力不足等问题。在未经处理的不良地基上铺筑路基和路面，会出现地基变形过大、基础不均匀沉降、路面平整度差和沉陷等问题，甚至导致桥隧等结构物出现裂缝甚至断裂，极大地威胁了行车安全。因此，对不良地基进行处理，使得地基沉降值控制在合适的范围内，从而提高地基稳定度，对公路建设顺利开展和保障公路行车安全是非常有必要的。

目前常用的不良地基加固方式主要有：堆载预压、化学加固、挖除换填、灌注桩及强夯法等。这些方法适用于各种不同条件：堆载预压法施工难度小，技术成熟，但由于软土需要较长的固结期，不适于一些工期紧张的工程。化学加固法能够极快的加固软土路基，但成本极高，不利于控制工程造价。挖除换填法需进行大量的挖方填方，对施工沿线环境有着较大的不良影响，容易对环境造成破坏。灌注桩施工难度大，所需材料成本较为昂贵，施工时间与成孔时间都较长。上述方法往往只适用于特定的土壤条件与地质环境，且对施工条件有着较高的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于地下暗拱结构的不良地基加固体系及其加固方法，利用高喷桩进行暗拱结构桩基和拱圈的施工，解决不良地基承载力不足的问题，施工时噪音小、施工限制少、应用范围广、造价低廉，同时可有效地降低施工难度，缩短工期。

1、高喷桩：高压旋喷桩，是高压喷射注浆法的一种，是将带有特殊喷嘴的注浆管插入设计的土层深度，然后将水泥浆以高压流的形式从喷嘴内射出，冲击切削土体。土体在高压喷射流的强大动力等作用下，发生强度破坏，土颗粒从土层中剥落下来，与水泥浆搅拌形成混合浆液。一部分细颗粒随混合浆液冒出地面，其余土粒在射流的冲击力、离心力和重力等力的作用下，按一定的浆土比例和质量大小，有规划地重新排列。这样从下向上不断地喷射注浆，混合浆液凝固后，在土层中形成具有一定强度的柱状固结体。

2、微弯板：微弯成拱形的受力构件，本发明仅将板底部设置为微弯板形式。

本发明的技术方案如下：

一种基于地下暗拱结构的不良地基加固体系，顺桥向方向设置有多排桩基，相邻两排桩基之间(即单跨)设置有并列的多个拱片，每一拱片由多个顺桥向分布的高喷桩紧密排列形成；

相邻两拱片通过顶部的微弯板连接，多个拱片通过上部微弯板进行连接形成拱圈，共同承担上部荷载，相邻微弯板之间设置有施工缝。

优选的，多个拱片沿横桥向方向并列设置，拱片数量和横桥向两拱片的间距可通过桥梁受力条件确定，多个拱片在沿横桥向的同一位置处的高喷桩长度相同，即横桥向高喷桩长度一致，对于顺桥向的每一拱片，其高喷桩的长度不同且顺桥向高喷桩的拱轴线为悬链线形式，可减少拱圈截面产生弯矩，拱片数量由横桥向高喷桩数量决定。

优选的，拱片的高喷桩桩径优选为0.6-0.8m。

优选的，所述桩基与拱圈之间进行嵌入式连接，具体的，将拱圈两侧的高喷桩打入桩基内部进行刚性连接。