专利名称：路面板或搭板沉降治理方法及其沉降治理装置的制作方法
技术领域：
本发明是路面板或搭板沉降治理方法及其沉降治理装置，属公路与城市道路工程技术及设备。
在桥台台背、高填方路堤、软弱地基等路段，由于填筑材料与地基软塑土在荷载与水分的作用下势必产生一定程度的固结与不可恢复压缩，造成路面板或搭板的沉降位移，导致了路面出现桥头跳车、错台、开裂等危害，严重影响了路面的使用功能与寿命。在土建工程中路面下路基沉降造成的危害一直是道路工作者颇感棘手的问题，一直没得到很好解决。该危害通常在工程中以路面局部沉陷、路面板错台、开裂等形式出现，直接影响工程使用性能，缩短工程使用寿命，为国家与工程建设单位造成很大经济损失。在预防与治理该危害过程中，道路工作者通常采用的方法措施有(1)在路基施工中严格要求填料成分(如使用砂砾、碎石土等渗透性材料)与压实工艺(如要求最佳含水量、大吨位压实机械、合适的分层压实厚度等)，力求最大的压实度以尽量减少使用过程中路基沉降量；但当填土高度较大时，该办法只能一定程度地减少沉降量，最终仍不可避免地面对沉降的治理问题；(2)沉降发生后将路面板或搭板钻孔并使用高压注浆机通过钻孔对板底空隙进行注浆。在实施过程中存在以下很难克服的困难①由于路面板或搭板的重量荷载，注浆比较困难；②不能很精确地恢复路面板或搭板标高及平整度，恢复路面使用功能；③注填砂浆未达到一定强度前必须封闭交通，影响交通营运与工程投资单位经济效益。
本发明的目的就是为了克服和解决现有解决路面下路基沉降的技术中存在注浆困难、并且必须封闭交通、影响交通营运、不能很精确恢复路面标高及平整度、恢复路面使用功能等的缺点和问题，研究发明一种能容易精确恢复路面标高及平整度、不需封闭交通、不影响交通营运、施工简易、工作效率较高、费用相对较低的路面板或搭板沉降治理方法及其沉降治理装置。
本发明是通过下述技术方案来实现的路面板或搭板沉降治理方法是在进行路面板或搭板道路工程施工时，将本发明的沉降治理装置的预埋件先预埋在板内最佳支承位置，待路面板或搭板沉降基本稳定，使用路面沉降治理装置的施力器抬升已产生沉降的路面板或搭板至原设计标高，然后使用高压注浆设备对板底空隙进行砂浆注填，在砂浆未达到龄期前由沉降治理装置支承路面板或搭板，并可承受路面板或搭板上交通所产生的荷载；为达到将路面板或搭板抬升至标高目标值，也为降低治理费用，治理装置由施力器与预埋件构成，其中预埋件在路面板或搭板施工时根据受力计算分析结果预埋在板内，如此则在整个施工过程中只有预埋件成为消耗品，而施力器实际上只起了施工工具的作用，可重复利用。路面板或搭板沉降治理装置施力器的结构示意图如
图1所示沉降治理装置预埋件的结构示意图如图2所示。沉降治理装置由套管1、提手2、放油螺钉3、止回阀合件4、活塞5、外卡环6、Y型密封圈7、减磨环8、缸筒9、推杆10、卡套11、手柄12、内卡环13、六角螺母14、垫圈15、螺母16、套筒17、动杯18、螺栓19、毡封圈20、刚性垫板21、注浆管22、位移计23、盖板24、防水垫25、26、隔离圈27共同连接构成的施力器及预埋件两大件构成，其相互位置及连接关系为施工操作时施力器与预埋件通过螺栓19穿过施力器下端预留的四个螺栓孔，并由螺母固定连接，并使卡套11套入预埋件内螺母16的凸凹槽内；推杆10直接套入预埋件与施力器内两球坑；手柄12直接套入缸筒9与卡套11预留的孔槽内，并可扳动卡套11作水平转动；位移计23可通过磁力表架固定在施力器下底板上表面；不必施工时推杆10、卡套11、六角螺母14、位移计23可折下存放；施力器中套管1直接套在提手2外，并随提手2勾入缸筒9侧面上部孔槽以提携施力器；放油螺钉3、止回阀合件4由其上面螺纹固定在施力器上表面中心孔内；活塞5、外卡环6、Y型密封圈7、减磨环8均由外卡环6卡在缸筒9内筒内；卡套11由内卡环13卡于缸筒9内筒壁上；预埋件中刚性垫板21直接埋放在板下基层中，使其上表面与基层顶面平齐，并封闭注浆管22下端开口；套筒17放置于刚性垫板21上表面，并被浇注在路面板或搭板混凝土内；注浆管22焊接在套筒17外表面并穿过套筒17上下端预留孔；螺栓19直接穿入套筒17上下端四对预留螺栓孔；动杯18套在套筒17内筒内，且可以在筒内自由上下滑动；螺母16由螺纹附于套筒17内壁，并通过螺纹推顶动杯18向下移动；垫圈15、盖板24、防水垫25直接套在螺栓19上，并由隔离圈27与混凝土隔离；防水垫26粘贴于盖板24外侧面。本沉降治理装置的工作原理如下在路面板或搭板施工时根据受力计算分析结果将预埋件预埋于板内适当位置；当沉降稳定后，便可折下盖板24、防水垫25、26安装施力器并通过油泵或油枪给放油螺钉3压入油液使施力器(即油压千斤顶)向下的顶升压力通过推杆10传递给预埋件的动杯18，然后由刚性垫板21传递到基层，从而转换对螺栓19的拉力，该拉力通过预埋件与混凝土的粘结传递给路面板或搭板，以支承板的重量荷载，并达到抬升板的目的，同时也克服了注浆困难的缺点。在施力器施加顶升压力的同时，可以通过卡套11与手柄12拧动预埋件中的螺母16向下移动，并由位移计23的显示值控制螺母16的下移值以使路面板或搭板标高准确恢复到目标值；同时当施力器退出工作后由螺母16阻止动杯18回移，并由螺母16、动杯18在砂浆未达到龄期前支承板的重量荷载与汽车轴载，从而达到不影响交通营运的目的；当施力器退出工作后，便可使用注浆机通过注浆管22用砂浆或水泥浆，并可掺入早强剂，注填板底空隙，随着砂浆强度的增加慢慢缓和板与预埋件的受力，由于预埋件为钢制品，特由防水垫25及26防止雨水下渗，以免锈蚀预埋件，为防止在荷载作用下基层的贯入式破坏，特在预埋件下部基层中埋置刚性垫板21，同时使钢性垫板21封住注浆管22的底部，以免路面板施工时混凝土堵塞注浆管22出口。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果(1)用本发明可以彻底治理路面(包括公路、机场、城市道路、港口)沉降危害，准确地恢复路面标高与平整度目标值，增强路面使用功能，延长路面使用寿命，创造良好的经济效益与社会效益；(2)实施使用本发明，施工组织方便，只需配备少量工作人员与常规机械设备，工作人员经过简单培训即可上岗，所需机械设备均为常用设备(压浆设备、小型油泵或油枪)，只需较小投入即可组织施工；(3)本发明装置操作简易，只需在路面施工时将预埋件预埋于板内适当位置便可，等沉降发生后进行治理操作，不影响路面板或搭板施工；(4)由于本发明装置预埋件在注填砂浆强度增加过程中可以支承板的重量及其上面的交通荷载，治理施工时不影响交通营运，为工程营运单位带来一定经济效益；(5)本治理装置制造工艺简单，组成材料均为常规材料，且部分部件可直接从市场购买，不需要复杂的生产线与生产技术，可由小型机械加工企业组织生产；(6)实施本发明费用低廉，治理施工中只有预埋件和注填砂浆为消耗品，其余设备(包括施力器)均为施工工具；一个预埋件造价约需300元，治理一块路面板或搭板仅需2～4个预埋件。
下面对说明书附图进一步说明如下图1是本沉降治理装置施力器结构示意图，图2是沉降治理装置预埋件结构示意图。
本发明的实施方式可为如下(1)按图1～2所示，进行设计、加工制造或选购本发明的沉降治理装置的施力器和预埋件的各部件，其部件号、名称、数量、可选材料及尺寸、可选型号、制造方法等请见下表1。表1 表1中尺寸系根据常用桥头搭板中最大尺寸(B×L×H=6．25m×8．0m×0．35m)与汽车荷载中超20级最大轴重(后轴重280KN)而设计，如实际中路面板或搭板的体积以及交通荷载大于该设计取值，可以通过受力计算增加缸筒9、螺母16、动杯18、螺栓19的受力截面尺寸来满足具体荷载要求。盖板24的厚度h(mm)为路面板或搭板厚度-202mm，可根据常用板厚生产出厚度为h(mm)的盖板24以适应板厚变化，其余尺寸可维持不变；(2)加工制造和选购好各部件后，按上面说明书所述的各部件相互位置及其连接关系进行安装连接，便能较好地实施本发明的沉降治理装置；(3)安装好本发明的沉降治理装置后，便可按上面说明书所述的本发明的路面板或搭板沉降治理方法进行使用实施，便能较好地实施本发明。在本发明的沉降治理装置的加工制造安装实施过程中，应注意如下事项施力器外表面涂底漆后再涂以红色油漆；装配中各活动表面应涂以适量的润滑脂；预埋件外露面宜加工成毛面，施工前将刚性垫板21在机油中浸泡片刻或涂以黄油，预埋件内部各表面均涂以黄油，以防锈蚀；安装时，要求注浆管22底部与动杯18底部平齐，以使预埋时刚性垫板21上表面封闭其下端开口；对止回阀合件4要求从B口以40MPa的压强注入润滑脂时C口不得泄油；施力器最大工作顶升力不得小于150KN，顶升行程≥100mm，在产生150KN顶升力时，止回阀合件4及放油螺钉3处均不得泄油；顶升器装在套筒17上后，当推杆10两球头落入球坑内后推杆外表面与卡套11内表面不得相碰，用手柄12转动卡套时螺母16与卡套应转动自如；注浆管22上端开口50mm内壁可加工成螺纹；使用实施的方法步骤及所需仪器设备如下(1)具体实施方法利用平面板壳理论计算荷载作用下简支板的最佳支承位置(约为距板边1／4处)，在进行板施工时将预埋件(2～4个)预埋在板内最佳支承位置，待路基沉降基本稳定后(一般约需1～2个雨季)，使用2～4个施力器同时对各预埋件施加顶升力，把板抬升到原设计控制标高，并通过预埋件的注浆管对板底空隙注浆回填(亦可在所用注浆中掺入一定量的早强剂)；(2)所需仪器设备砂浆拌和设备(如可用200L灰浆搅拌机)；注浆设备(一般单液注浆机)；油泵或油枪(如可用GB1164-79、GB1165-79)；高程测量设备(水准仪)；六角扳手、磁力表架等工具；(3)具体操作步骤①计算自重荷载作用下板的最佳支承位置；②在进行板施工时，将在机油中浸泡片刻(或涂满黄油)的刚性垫板埋设于最佳支承位置下基层内，使顶面与基层顶面平齐；③将螺栓(4根)穿过预埋件的4对螺栓孔，并盖上防水垫与盖板；④将预埋件放置于刚性垫板中央，套上隔离圈，继续板混凝土浇注施工；⑤待沉降基本稳定后(一般约需1～2个雨季)，测量预埋件位置板的沉降量δ；⑥通过盖板上表面预留孔用铁钩勾出盖板与防水垫，并将垫圈15分别套进螺栓露出部分；⑦将推杆落入施力器与预埋件球坑，并将预埋件露出的4个螺栓穿入施力器下端4个螺栓孔，使施力器放置在预埋件上；将六角螺母拧紧在螺栓上，使施力器与预埋件牢固连接；⑧用磁力表架将位移计固定在施力器底板上表面，使位移计触杆通过底板预留孔抵触预埋件内螺母上表面，并将位移计读数调零；⑨用油泵或油枪对止回阀合件压入油液，同时用手柄水平扳动预埋件内螺母顶推动杯下移；当位移计读数至δ时停止扳动手柄与压油，并拧松放油螺钉放油(亦可回收)；⑩拧动六角螺母折下施力器，并折下位移计与油泵或油枪及垫圈15；用注浆设备通过注浆管对板底空隙注浆(亦可在砂浆中掺入早强剂)，直到板边冒出砂浆；折收注浆设备，安放防水垫与盖板。
权利要求
1.一种路面板或搭板沉降治理方法，其特征在于在进行路面板或搭板道路工程施工时，将本发明的沉降治理装置的预埋件先预埋在板内最佳支承位置，待路面板或搭板沉降基本稳定，使用路面沉降治理装置的施力器抬升已产生沉降的路面板或搭板至原设计标高，然后使用高压注浆设备对板底空隙进行砂浆注填，在砂浆未达到龄期前由沉降治理装置支承路面板或搭板，并可承受路面板或搭板上交通所产生的荷载。
2.一种路面板或搭板沉降治理装置，其特征在于它由套管(1)、提手(2)、放油螺钉(3)、止回阀合件(4)、活塞(5)、外卡环(6)、Y型密封圈(7)、减磨环(8)、缸筒(9)、推杆(10)、卡套(11)、手柄(12)、内卡环(13)、六角螺母(14)、垫圈(15)、螺母(16)、套筒(17)、动杯(18)、螺栓(19)、毡封圈(20)、刚性垫板(21)、注浆管(22)、位移计(23)、盖板(24)、防水垫(25)、(26)、隔离圈(27)共同连接构成的施力器及预埋件两大件构成，其相互位置及连接关系为施工操作时施力器与预埋件通过螺栓(19)穿过施力器下端预留的四个螺栓孔，并由螺母固定连接，并使卡套(11)套入预埋件内螺母(16)的凸凹槽内；推杆(10)直接套入预埋件与施力器内两球坑；手柄(12)直接套入缸筒(9)与卡套(11)预留的孔槽内，并可扳动卡套(11)作水平转动；位移计(23)可通过磁力表架固定在施力器下底板上表面；不必施工时推杆(10)、卡套(11)、六角螺母(14)、位移计(23)可折下存放；施力器中套管(1)直接套在提手(2)外，并随提手(2)勾入缸筒(9)侧面上部孔槽以提携施力器，放油螺钉(3)、止回阀合件(4)由其上面螺纹固定在施力器上表面中心孔内；活塞(5)、外卡环(6)、Y型密封圈(7)、减磨环(8)均由外卡环(6)卡在缸筒(9)内筒内；卡套(11)由内卡环(13)卡于缸筒(9)内筒壁上；预埋件中刚性垫板(21)直接埋放在板下基层中，使其上表面与基层顶面平齐，并封闭注浆管(22)下端开口；套筒(17)放置于刚性垫板(21)上表面，并被浇注在路面板或搭板混凝土内；注浆管(22)焊接在套筒(17)外表面并穿过套筒(17)上下端预留孔；螺栓(19)直接穿入套筒(17)上下端四对预留螺栓孔；动杯(18)套在套筒(17)内筒内，且可以在筒内自由上下滑动；螺母(16)由螺纹附于套筒(17)内壁，并通过螺纹推顶动杯(18)向下移动；垫圈(15)、盖板(24)、防水垫(25)直接套在螺栓(19)上，并由隔离圈(27)与混凝土隔离；防水垫(26)粘贴于盖板(24)外侧面。
全文摘要
本发明是路面板或搭板沉降治理方法及其沉降治理装置。方法是路面板施工时将预埋件预埋在板下面,待路面板沉降稳定,用治理装置抬升路面板至原标高,再对板底空隙注填;治理装置由施力器和预埋件构成,它由套管、提手、放油螺钉、止回阀合件、活塞、外卡环、密封圈、减磨环、缸筒、推杆、卡套、手柄、内卡环、套筒、动杯、刚性垫板、注浆管、位移计、盖板、防水垫、隔离圈连接构成。本发明能彻底治理路面沉降危害,增强路面使用功能,延长路面使用寿命,施工方便、操作简易、费用低廉、治理时不影响交通营运。
文档编号E01C23/00GK1290789SQ00117578
公开日2001年4月11日 申请日期2000年11月15日 优先权日2000年11月15日
发明者张肖宁, 谭积青 申请人:华南理工大学