[發明專利]一種樁-加筋材料復合地基結構及其施工方法

有效

• 申請號: 201611142312.1
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106609490B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 王宗建;馬書文;盧諒
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04;E02D3/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 孔玲瓏

本發明公開了一種樁?加筋材料復合地基結構及其施工方法。該樁?加筋材料復合地基結構，包括支撐樁、加筋材料、低剛性填料層和填土層；所述的支撐樁有多根，均豎直地貫于軟土地基中；每根支撐樁的下部貫于土地基中，樁上部埋于低剛性填料層，支撐樁的頂面與加筋材料接觸；填土層覆蓋于加筋材料之上。一種施工方法是打樁—挖除部分填土—填替代材料—鋪設加筋材料—路肩處反包固定—鋪設上覆填土。另一種施工方法是：淺層攪拌混合料—打樁—鋪設加筋材料—路肩處反包固定—鋪設上覆填土。本發明能充分發揮反包筋材的抗拉力作用，解決路基和路堤側向位移偏大的問題；也能充分發揮土拱效應和膜效應的作用，改善路基的不均勻沉降，進而達到提高道路整體穩定性的目的。

技術領域

本發明屬于軟土地基技術領域，具體涉及一種樁-加筋材料復合地基結構及其施工方法。

背景技術

軟土地基沉降是常見的巖土工程病害之一。其原始防治措施主要是換土墊層法，現代防止措施主要有樁承式加筋墊層法和加筋錨固法。幾種方法復合地基均可以改善地基承載力不足、土體抗剪強度不足的缺點，進而減少路基的不均勻沉降，增強了路堤整體的穩定性。

換土墊層法處理軟土路基的方法應用于修筑路堤下軟土地基時存在一定缺陷，具體表現在兩方面：一是不均勻沉降問題仍然顯著。工程實踐表明，換土墊層法處理路基時仍存在一定的不均勻沉降現象，致使路堤邊坡側向位移，工程延期，耗費資源等情況較嚴重。二是砂墊層材料及鋪設費用大。一般工程實踐中，砂墊層材料需要從場外購買及運輸，運到施工現場時需要鋪設，這樣下來，材料的購買、運輸及鋪設費用會比一般方法處理軟土路基高很多。

樁承式加筋墊層法和加筋錨固法應用于修筑路堤下軟土地基時也存在缺陷，具體表現在：一、加筋材料的抗拉強度沒有得到充分發揮。加筋材料與樁體進行錨固處理后，未經過張拉的加筋材料的抗拉強度受到局限，致使加筋材料無法充分發揮其抗拉性能。二、應力集中現象較顯著。在路堤填土荷載作用下，支撐樁作為堅向增強體承擔大部分荷載，加筋材料與樁帽通過鉚釘相連接，致使此處的應力較周圍大很多。加筋材料的抗拉性能有限，若強行限制其位移范圍，易造成加筋材料發揮增強填土強度之前發生破壞。三、加筋材料的土拱效應不顯著。土拱效應程度直接決定加筋材料的抗拉強度性能的發揮。加筋材料與樁帽頂處進行連接，使得加筋材料的移動范圍受限，不易產生土拱效應。四、施工工藝較繁瑣。由于受到材料運輸、設備運輸等不利因素的限制，施工中需要大量的臨時措施來保障施工。五、施工進度緩慢。施工在鋪設加筋材料后需要在樁帽處澆筑鉚釘，工程量較大，因此施工速度受砌筑速度、材料進場速度、每天砌筑數量限制等因素影響致使施工進度緩慢，施工工期較長。六、施工投資較高。繁瑣的施工工藝下，避免不了投入大量的施工經費。在這種情況下，施工投資力度將大幅度增加。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種加筋材料性能發揮充分 、土拱形成快速、承載力強、載荷分布均勻的樁-加筋材料復合地基結構，并對應提供兩種操作簡單、成本低廉、施工快速的施工方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種樁-加筋材料復合地基結構，包括支撐樁、加筋材料和填土層：所述的支撐樁有多根，所述的支撐樁豎直地貫于軟土地基中，并使上述支撐樁在水平截面上呈矩陣式或梅花式分布；每根所述的支撐樁的下部貫于土地基中，上部埋設于由柔性材料構成的低剛性填料層中，所述的支撐樁的頂面與所述的加筋材料接觸；所述的填土層覆蓋于所述的加筋材料之上，以使位于相鄰的支撐樁之間的加筋材料在填土層的作用下形成土拱；所述的加筋材料為加筋布、加筋網或土工格柵。

進一步，所述的柔性材料為聚苯乙烯板。

進一步，所述的柔性材料為橡膠制品廢棄物顆粒與填土混合而成的混合料；其中橡膠制品廢棄物顆粒的摻入量為混合料的4%，廢棄物顆粒粒徑0~3mm，表觀密度為1.138g/cm³。

進一步，所述的低剛性填料層由改性聚酯材料與填土混合而成。