[發(fā)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

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• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107419630B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章榮軍;賴漢江;鄭俊杰;蒲訶夫
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 余曉雪

本發(fā)明涉及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，包括持力層、軟土地基、高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤和嵌入軟土地基的路堤沉降控制結(jié)構(gòu)；高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤的上表面、兩側(cè)分別鋪設(shè)有路面防水層和護(hù)坡防水層；護(hù)坡防水層的坡腳處設(shè)有混凝土密封溝；路堤沉降控制結(jié)構(gòu)包括剛性樁組、樁帽、半剛性加筋固化墊層、粉細(xì)砂反濾層和防水土工布；剛性樁組中的剛性樁打穿軟土地基并嵌入持力層中；樁帽設(shè)置在剛性樁頂部；防水土工布、粉細(xì)砂反濾層和半剛性加筋固化墊層自上而下依次鋪設(shè)在樁帽頂部；高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤設(shè)置在防水土工布的上表面；防水土工布密封在混凝土密封溝的底部。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理、施工方便，可減小路堤的沉降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地基處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及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。

背景技術(shù)

我國飛速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對交通運(yùn)輸資源的需求日益增大，高速公路和鐵路作為最為便捷的交通運(yùn)輸資源得到大力發(fā)展。然而，高速公路、鐵路等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，不可避免地需要穿越一些原本并不適宜修建路堤的不良地基(譬如，淤泥質(zhì)軟黏土、膨脹土、沖填土、有機(jī)質(zhì)土以及泥炭土等)，因此常面臨地基承載力不足、路堤局部失穩(wěn)、沉降及不均勻沉降過大等病害。面對上述病害，工程界已嘗試了多種樁基或復(fù)合地基技術(shù)進(jìn)行解決，常見的樁基或復(fù)合地基技術(shù)主要有3種：樁-板式路基結(jié)構(gòu)、樁-筏式路基結(jié)構(gòu)和樁-網(wǎng)式路基結(jié)構(gòu)。雖然樁-板式結(jié)構(gòu)和樁-筏式結(jié)構(gòu)在沉降控制方面更具優(yōu)越性，但其造價極其昂貴，尤其是面對我國如此大的建設(shè)規(guī)模時，其造價昂貴的弊端尤其凸顯。與此同時，隨著樁-網(wǎng)式路基結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用的增多以及科學(xué)研究的深入，國內(nèi)外諸多學(xué)者發(fā)現(xiàn)樁-網(wǎng)式路基結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用時仍存在以下幾方面不足：①路堤失穩(wěn)或局部失穩(wěn)現(xiàn)象仍然可能出現(xiàn)；②路堤邊坡側(cè)向位移現(xiàn)象仍然明顯；③路堤沉降和不均勻沉降問題仍然顯著；④筋材對地基深層的側(cè)向位移限制作用不大；⑤筋材與土體的界面摩阻力有限，筋材的強(qiáng)度和剛度無法得到充分發(fā)揮；⑥筋材張拉膜效應(yīng)荷載傳遞能力有限。上述病害或不足的出現(xiàn)，可能導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)破壞，嚴(yán)重影響行車的安全性和舒適度，并嚴(yán)重增加道路后期的維護(hù)費(fèi)用。

此外，我國每年在水利工程、航運(yùn)工程和水環(huán)境治理工程中都會產(chǎn)生巨量的疏浚淤泥。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國每年陸地清淤所產(chǎn)出的淤泥量在10億m³以上。疏浚淤泥屬于工程廢棄物，目前的處理方式多以堆場堆放為主，侵占大量的土地，且淤泥中的重金屬等污染物還可能對周邊土壤和地下水造成二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有地基處理技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種結(jié)構(gòu)合理、施工方便以及可有效減小路堤工后沉降的路堤及施工方法，并在一定程度上能夠解決交通工程建設(shè)所需的巨量建材資源，以及疏浚淤泥所帶來的環(huán)境污染及占用土地資源等問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種有效控制工后沉降的軟土地基高填方路堤，其特征在于：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、軟土地基、高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤以及設(shè)置在軟土地基與高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤之間并嵌入軟土地基的路堤沉降控制結(jié)構(gòu)；所述高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤的上表面鋪設(shè)有路面防水層；所述高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤的兩側(cè)設(shè)置有護(hù)坡防水層；所述護(hù)坡防水層的腳部開設(shè)有混凝土密封溝；所述路堤沉降控制結(jié)構(gòu)包括剛性樁組、樁帽、半剛性加筋固化墊層、粉細(xì)砂反濾層以及防水土工布；所述剛性樁組由m行×n列的剛性樁組成；所述剛性樁打穿軟土地基并嵌入持力層中；所述樁帽設(shè)置在剛性樁頂部；所述防水土工布、粉細(xì)砂反濾層以及半剛性加筋固化墊層自上而下依次鋪設(shè)在樁帽頂部；所述高填方輕質(zhì)固化淤泥路堤設(shè)置在防水土工布的上表面；所述防水土工布密封在混凝土密封溝的底部。

作為優(yōu)選，本發(fā)明所采用的半剛性加筋固化墊層是通過向散體加筋墊層灌入水泥漿膠結(jié)固化形成；所述散體加筋墊層包括預(yù)埋注漿管、剛塑土工格柵以及填充在預(yù)埋注漿管與剛塑土工格柵之間的中粗砂墊層；所述水泥漿是水泥與水的混合物；所述水泥與水的質(zhì)量比是1：1；在散體加筋墊層中灌入水泥漿后的養(yǎng)護(hù)時間不低于28天。