[發明專利]一種公路軟土路基不均勻沉降的控制方法及結構

有效

• 申請號: 201610607667.7
• 申請日: 2016-07-27
• 公開（公告）號: CN106049213B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 朱漢華;陳孟沖;沈健
• 申請（專利權）人: 寧波市交通規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 傅朝棟,張法高

技術領域

本發明屬于施工方法領域，具體涉及一種公路軟土路基不均勻沉降的控制方法及結構。

背景技術

現有公路軟土路基不均勻沉降問題較為突出，特別是土石混合填筑路基，體現為路面縱向橫向開裂；但灰土路基、土石混合路基后期注漿等整體性路基，路面縱向橫向開裂現象就很少；公路軟土路基不均勻沉降的核心問題就是控制路基受力變形狀態整體性問題。如何經濟解決沿海山多地少、宕渣豐富地方新建公路路基受力變形狀態整體性控制問題，就可避免路面縱向橫向開裂病害反復出現問題，既節約建設資金又可節約養護資金。

發明內容

本發明針對現有新建土石混合填筑的宕渣路基沒有采用有效控制路基受力變形狀態整體性問題，并提供一種公路軟土路基不均勻沉降的控制方法。從而在路基底層與軟土地基頂層之間采用框架等措施控制新建土石混合填筑的宕渣路基受力變形狀態整體性，避免路面縱向橫向開裂病害問題。

公路軟土路基不均勻沉降的控制方法包括：

1)向公路軟土路基中打設水泥攪拌樁；

2)在水泥攪拌樁頂部澆筑鋼筋混凝土框架，鋼筋混凝土框架中具有呈矩形陣列排布的框格；

3)在鋼筋混凝土框架上面鋪設一層土工格柵；

4)在每個框格上方的土工格柵上固定一個呈球缺形狀的彈性引導土拱墊層，且彈性引導土拱墊層的底面外沿支承于框格梁上；

5)在土工格柵和彈性引導土拱墊層上面鋪筑級配碎石；

6)分層填筑宕渣路基至設計高度。

本發明的核心是利用土拱墊層的作用，將路基的土壓力引導至框格梁上，避免直接作用于軟土硬殼層上，防止路基產生不均勻沉降。申請人發現：通過設置球缺形且具有一定彈性的土拱引導墊層(圖4)，墊層上方的路基塊體或顆粒有下沉趨勢但又遇到墊層阻礙，墊層周邊路基會產生對上部路基塊體或顆粒的支持力，自然形成土拱。而彈性引導土拱墊層的底面外沿支承于框格梁上，因此土拱上部荷載轉移給框格梁承擔。鋼筋混凝土框架中的每一個框格均承擔了轉移的荷載，因此鋼筋混凝土框架將作為一個整體，承擔路基上方填筑的宕渣的重量。由此，路基受力變形狀態便具有了整體性，避免了因不均勻沉降所導致的路面縱向橫向開裂病害問題。

另外，本發明的鋼筋混凝土框架底部支撐有水泥攪拌樁，以減輕對軟土硬殼層的壓力。現有技術中，很多打設預制樁或者鋼管樁，其問題是：將其打到底的話可以起作用，若沒有打到底，樁在軟土中無法穩定，進而導致不均勻沉降。土工格柵的作用進一步起到支撐作用，均勻荷載，提高穩定性。

作為優選，所述的水泥攪拌樁的長度為0-8m。進一步的，當軟土硬殼層足夠厚的時候，可以不設置樁，即所述的水泥攪拌樁的長度為0m，鋼筋混凝土框架直接設置于軟土地基的硬殼層上。由此，可以進一步減少造價投資。

作為優選，所述的彈性引導土拱墊層與框格的中心位于同一垂線上，且彈性引導土拱墊層的底面圓與框格的四條梁中心線相切，即底面圓的邊界至少覆蓋梁的中心線。該狀態下，相鄰的彈性引導土拱墊層也彼此外切。當轉移荷載時，可以形成一個完全的整體，彼此之間相互支持，將上方的壓力整體性轉移至鋼筋混凝土框架上，提高其穩定性。

作為優選，所述的鋼筋混凝土框架澆筑方法為：整理平整地基，按照設計平面布置開挖與鋼筋混凝土框架布置形狀相同的土槽，在土槽中現澆鋼筋混凝土框架，并進行養護。該方法能夠節省造價，且施工方便。

作為優選，所述的鋼筋混凝土框架中每個框格頂點下部均打設有水泥攪拌樁，相鄰的框格的共同頂點處共用同一根樁。由此能夠提高鋼筋混凝土框架整體受力的穩定性，進一步防止不均勻沉降。

作為優選，所述的水泥攪拌樁為2.0×2.0m矩形陣列平面布置；所述的鋼筋混凝土框架中框格尺寸為2.0×2.0m，框格梁高0.2m，寬0.5m；所述的彈性引導土拱墊層底面直徑2m，高0.3-0.5m。該設計參數下，能夠在保證其控制效果的情況下，提高造價成本的經濟性，便于推廣使用。

作為優選，所述的彈性引導土拱墊層材料為硬質泡沫材料。

本發明的另一目的在于提供一種公路軟土路基不均勻沉降的控制結構，包括鋼筋混凝土框架、土工格柵和彈性引導土拱墊層；所述的鋼筋混凝土框架中具有呈矩形陣列排布的框格，鋼筋混凝土框架上面鋪設一層土工格柵，每個框格上方的土工格柵上固定一個呈球缺形狀的彈性引導土拱墊層，且彈性引導土拱墊層的底面外沿支承于框格梁上。