[發明專利]一種有效控制工后沉降的軟土地基高填方路堤及施工方法

有效

• 申請號: 201710443967.0
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107419630B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 章榮軍;賴漢江;鄭俊杰;蒲訶夫
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: E01C3/04
• 分類號: E01C3/04;E01C3/06;E02D27/16;E02D3/12
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

1.一種有效控制工后沉降的軟土地基高填方路堤的施工方法，所述有效控制工后沉降的軟土地基高填方路堤包括持力層（1）、軟土地基（2）、高填方輕質固化淤泥路堤（9）以及設置在軟土地基（2）與高填方輕質固化淤泥路堤（9）之間并嵌入軟土地基（2）的路堤沉降控制結構；所述高填方輕質固化淤泥路堤（9）的上表面鋪設有路面防水層（10）；所述高填方輕質固化淤泥路堤（9）的兩側設置有護坡防水層（11）；所述護坡防水層（11）的腳部開設有混凝土密封溝（12）；所述路堤沉降控制結構包括剛性樁組、樁帽（4）、半剛性加筋固化墊層（5）、粉細砂反濾層（7）以及防水土工布（8）；所述剛性樁組由m行×n列的剛性樁（3）組成；所述剛性樁（3）打穿軟土地基（2）并嵌入持力層（1）中；所述樁帽（4）設置在剛性樁（3）頂部；所述防水土工布（8）、粉細砂反濾層（7）以及半剛性加筋固化墊層（5）自上而下依次鋪設在樁帽（4）頂部；所述高填方輕質固化淤泥路堤（9）設置在防水土工布（8）的上表面；所述防水土工布（8）密封在混凝土密封溝（12）的底部；

所述半剛性加筋固化墊層（5）是通過向散體加筋墊層（13）灌入水泥漿膠結固化形成；所述散體加筋墊層（13）包括預埋注漿管（6）、剛塑土工格柵（14）以及填充在預埋注漿管（6）與剛塑土工格柵（14）之間的中粗砂墊層（15）；所述水泥漿是水泥與水的混合物；所述水泥與水的質量比是1：1；在散體加筋墊層（13）中灌入水泥漿后的養護時間不低于28天；

所述高填方輕質固化淤泥路堤（9）是由輕質固化淤泥填筑而成，填筑后養護時間不低于28天；所述輕質固化淤泥是由淤泥、水泥以及發泡劑混合而成；所述輕質固化淤泥中淤泥的含水率為80-150%；所述輕質固化淤泥中的水泥含量為90-110?kg/m³；所述輕質固化淤泥中的發泡劑含量為1.2-1.5?kg/m³；

所述剛塑土工格柵（14）滿足伸長率為0.5%時的抗拉強度不小于200?kN/m的條件；所述剛塑土工格柵（14）的網孔呈三角形，所述剛塑土工格柵（14）的網孔尺寸為30-40?mm；

所述預埋注漿管（6）包括水平注漿主管（16）以及與水平注漿主管（16）相貫通的豎向注漿支管（17）；所述水平注漿主管（16）以及豎向注漿支管（17）的管體上均設置有注漿圓孔（18）；

所述水平注漿主管（16）是一根或多根，所述豎向注漿支管（17）對應也是一根或多根；所述水平注漿主管（16）是多根時，相鄰兩根水平注漿主管（16）之間的布設間距為1.5-2.0m；所述水平注漿主管（16）的內徑是15-20?mm；所述注漿圓孔（18）是多個；所述注漿圓孔（18）的孔徑不小于2?mm；相鄰兩個注漿圓孔（18）之間的間距不小于200?mm；

所述中粗砂墊層（15）的砂粒粒徑范圍為2-5?mm；所述中粗砂墊層（15）的厚度為400-500?mm；所述中粗砂墊層（15）分層鋪設，每層厚度100?mm；所述剛塑土工格柵（14）沿中粗砂墊層（15）的高度方向分上下兩層鋪設；所述剛塑土工格柵（14）分別鋪設于距中粗砂墊層（15）頂部以及距中粗砂墊層（15）底部100?mm位置；

所述粉細砂反濾層（7）的砂粒粒徑范圍為0.5-1.0?mm；所述粉細砂反濾層（7）的厚度不低于100?mm；所述剛性樁（3）是CFG樁或薄壁管樁；所述剛性樁（3）是薄壁管樁時，所述剛性樁（3）是鋼筋混凝土薄壁管樁；

所述有效控制工后沉降的軟土地基高填方路堤的施工方法包括如下步驟：

所述散體加筋墊層（13）施工：待“剛性樁（3）及樁帽（4）施工”步驟完成后，在軟土地基（2）及樁帽（4）上方分層鋪設中粗砂墊層（15）及剛塑土工格柵（14），并在中粗砂墊層（15）中布設預埋注漿管（6）；

所述粉細砂反濾層（7）施工及堆載預壓：待“散體加筋墊層（13）施工”步驟完成后，在散體加筋墊層（13）上填筑粉細砂反濾層（7），并鋪設防水土工布（8）；而后，在防水土工布（8）上填土進行堆載預壓，堆載預壓荷載為設計高填方輕質固化淤泥路堤荷載的120%~150%，預壓周期不低12個月；

所述高填方輕質固化淤泥路堤（9）施工：待“粉細砂反濾層（7）施工及堆載預壓”步驟完成后，卸除堆載預壓填土，并采用粉細砂進行整平；而后，將淤泥、水泥及發泡劑進行現場混合、攪拌制備輕質固化淤泥，將攪拌均勻的輕質固化淤泥直接填筑，并養護28天，將輕質固化淤泥固化形成高填方輕質固化淤泥路堤（9）；

所述半剛性加筋固化墊層（5）施工：待“高填方輕質固化淤泥路堤（9）施工”步驟完成后，通過預埋注漿管（6）向散體加筋墊層（13）灌入水泥漿，并養護不低于28天，將散體加筋墊層（13）膠結固化成半剛性加筋固化墊層（5）；

其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1）施工準備：包括測量放線，場地平整，確定剛性樁（3）的樁位；

2）剛性樁（3）及樁帽（4）施工：待步驟1）完成后，在軟土地基（2）上鉆孔，施工剛性樁（3）并在剛性樁（3）的上表面安裝預制樁帽（4）；所述剛性樁（3）采用m行×n列的布設；

3）散體加筋墊層（13）施工：待步驟2）完成后，在軟土地基（2）及樁帽（4）上方分層鋪設中粗砂墊層（15）及剛塑土工格柵（14），并在中粗砂墊層（15）中布設預埋注漿管（6）；其中，中粗砂墊層（15）分層厚度為100?mm，剛塑土工格柵（14）分上下兩層鋪設，所述剛塑土工格柵（14）分別鋪設于距中粗砂墊層（15）頂部以及距中粗砂墊層（15）底部100?mm位置；

4）粉細砂反濾層（7）施工及堆載預壓：待步驟3）完成后，在散體加筋墊層（13）上填筑粉細砂反濾層（7），并鋪設防水土工布（8）；而后，在防水土工布（8）上填土進行堆載預壓，堆載預壓荷載為設計高填方輕質固化淤泥路堤荷載的120%~150%，預壓周期不低12個月；

5）高填方輕質固化淤泥路堤（9）施工：待步驟4）完成后，卸除堆載預壓填土，并采用粉細砂進行整平；而后，將淤泥、水泥及發泡劑進行現場混合、攪拌制備輕質固化淤泥，將攪拌均勻的輕質固化淤泥直接填筑，并養護28天，將輕質固化淤泥固化形成高填方輕質固化淤泥路堤（9）；所述輕質固化淤泥中淤泥的含水率為80-150%；所述輕質固化淤泥中的水泥含量為90-110?kg/m³；所述輕質固化淤泥中的發泡劑含量為1.2-1.5?kg/m³；

6）半剛性加筋固化墊層（5）施工：待步驟5）完成后，通過預埋注漿管（6）向散體加筋墊層（13）灌入水泥漿，并養護不低于28天，將散體加筋墊層（13）膠結固化成半剛性加筋固化墊層（5）；

7）修筑路面防水層（10）及護坡防水層（11）：待步驟6）完成后，在高填方輕質固化淤泥路堤（9）頂面及兩側邊坡上，分別修筑路面防水層（10）及護坡防水層（11），并在高填方輕質固化淤泥路堤（9）兩側坡腳處修筑混凝土密封溝（12），將防水土工布（8）密封。