路堤深层病害非开挖综合处治施工方法与流程

本发明涉及一种沥青路面非开挖处治的施工方法，适用于沥青混凝土路面的病害处治施工。

背景技术：

沥青面层是用矿料和沥青相结合的一种柔性路面，具有耐磨、防滑、抗裂、噪音低等优点。在我国，不管是乡村还是城市，低等级公路还是高等级公路，都得到了较为广泛的应用。但是随着日益增大的交通量，行车荷载也随之加大，在加上自然损坏及人为因素的破坏，时间一长，就出现不同程度的开裂、变形等一系列病害。这些病害的出现，不但缩短了沥青路面的使用寿命，而且影响了车辆安全、快速的运行。公路病害的及时防治是尤为重要的，它可以延长道路的使用寿命，减少道路改造周期，不仅节约成本，还能充分发挥道路的社会效益。所以说，正确的认识病害，合理的处治病害是非常重要的。

传统的沥青路面处治措施主要有：1.针对裂缝主要采用开槽灌缝的方式，施工较为方便，但是耐久性差，不能从根本上解决裂缝病害；2.针对路基不均匀沉降而引起的局部沉陷，若路基已经稳定，不在继续下沉，则只需修补面层，将需处治的沥青混凝土面先铣刨掉，清理干净后涂刷粘层油，重新补助改性沥青混凝土面层，这种施工方法费时费力，效果一般。

综上所述，路堤深层病害非开挖综合处治的研究前景广阔，具有良好的经济技术效益，在此方面进行技术研发，将会取得良好的创新成果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种综合采用微型加固桩、微型活性材料加固桩、全深度注浆技术的施工方法，可以广泛应用于沥青路面的深层病害处治以及改造升级施工中。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种路堤深层病害非开挖综合处治施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)施工准备：安排施工所需要的机械、材料、人员，并进行前期的病害检测工作；

2)微型加固桩施工：先对路基、沥青路面进行钻孔，钻孔时在可扩展翼板设计位置进行扩孔的施工，随后插入锚杆，锚杆设置有三层可扩展翼板，可扩展翼板通过强力弹簧与锚杆连接，可扩展翼板下放时处于收缩状态，待锚杆下完后缓慢打开，插入两侧扩孔中；锚杆定位完成后在锚杆上部焊接可调式注浆顶升限位端，即沥青路面拟达到的顶升高度；分三次注浆，形成注浆加固体，直至路面到达顶升限位端位置，随后锚杆张拉、封锚，形成微型加固桩；

3)微型活性材料加固桩施工：桩机就位且确认桩位符合设计要求后，将土工布袋从打桩机沉管顶端的输料口抛入，将沉管与预制桩尖连接，预制桩尖与沉管下端卡设固定，同时将土工布袋上口与活性材料输料口连接；将沉管打到设计深度，灌入环状土工格栅，充填活性材料至设计桩长后上拔沉管，成桩后剪断土工布袋，压实密封桩顶；

4)深度裂缝加固：对沉陷、脱空区利用加固桩进行精确锚固基底注浆，对裂缝采用全深度微孔注浆加固，首先钻深度注浆孔，用水泥浆自底部灌浆，最后进行表面封堵的施工。

进一步地，所述活性材料是生石灰或工业矿渣。

本发明通过对地基及路基加固采用引孔，多层多次高压注浆微型加固桩，微型加固桩的锚杆上部设置可调式注浆顶升限位端，锚杆设置三层可扩展翼板，翼板中设置强力弹簧可主动打开，作为锚固的着力点，分三次注浆，形成加固体；对沉陷、脱空区利用加固桩进行精确锚固基底注浆，对裂缝采用全深度微孔注浆加固，先表面封锚留孔，自底部灌浆；部分路基采用环状土工格栅外包布袋活性材料加固桩，可吸收路基及地基的水分，防止因积水造成的路面病害。

本发明具有以下的特点和有益效果：

(1)综合采用微型加固桩，全深度微孔注浆加固、环状土工格栅外包布袋活性材料加固桩等施工方法，有效的解决了路基强度不足造成的沉陷、脱空、裂缝等病害，实现了良好的技术效益。

(2)通过对地基及路基加固采用引孔，多层多次高压注浆微型加固桩，其锚杆上部设置可调式注浆顶升限位端，锚杆设置三层可扩展翼板，翼板中设置强力弹簧可主动打开，作为锚固的着力点，分三次注浆，形成加固体，加固效果极佳。

(3)对沉陷、脱空区利用加固桩进行精确锚固基底注浆，对裂缝采用全深度微孔注浆加固，先表面封锚留孔，自底部灌浆。

(4)部分路基采用引孔灌环状土工格栅+布袋活性材料吸水成桩，采用钢沉管将与预制桩尖连接的土工布袋打设至设计标高后，通过轻质活性材料水化膨胀、固结效应，配合土工布袋环向约束塑形成桩，具有对软土脱排水固结、挤密以及轻质材料置换的机理效果。

(5)活性材料在土工布袋内发生水化反应，一方面可膨胀布袋达到压密土体的目的，另一方面可吸收地基水，减少原软土地基的含水率，同时由于布袋的抗拉强度较高，也能使土工布袋注轻质活性材料桩起到加筋土体的作用。

(6)环状土工格栅外包布袋活性材料加固桩沉管施工操作安全、成熟，且利用活性材料具有更高的性价比，更短的施工时间，可节约工期，节省工程总造价。

(7)相比于传统沥青路面施工，本工艺无需开挖，注浆量少，可减少土壤污染，施工环保，具有较好的推广应用价值和广阔的市场应用前景。

附图说明

图1是锚杆安装示意图；

图2是可扩展翼板展开示意图；

图3是可扩展翼板从收缩到展开示意图；

图4是灌环状土工格栅示意图；

图5是本发明结构示意图；

图6是全深度注浆结构示意图；

图7是本发明施工工艺流程图。

图中：1-路基，2-沥青路面，3-锚杆，4-顶升限位端，5-可扩展翼板，6-扩孔，7-微型加固桩，8-环状土工格栅，9-预制桩尖，10-土工布袋，11-沉管，12-加固注浆体，13-微型活性材料加固桩，14-裂缝，15-深度注浆孔，16-表面封堵，17-水泥浆，18-强力弹簧。

具体实施方式

本实施方式中锚杆制作要求，钢筋焊接施工工艺，注浆施工操作规程等不再赘述，重点阐述本发明涉及的路堤深层病害非开挖处治施工的实施方式。

图1是锚杆安装示意图；图2是可扩展翼板展开示意图；图3是可扩展翼板从收缩到展开示意图；图4是灌环状土工格栅示意图；图5是本发明结构示意图；图6是全深度注浆结构示意图。

如图1、图2、图3所示的微型加固桩，桩基钻孔时留有扩孔6，桩身设置有锚杆3，锚杆3顶端设置有顶升限位端4，并设置三层可扩展翼板5，可扩展翼板5通过强力弹簧18与锚杆3连接。

如图4、图5所示的微型活性材料加固桩，包括预制桩尖9和环状土工格栅8，成桩时需要采用沉管11钻孔，土工布袋10内灌环状土工格栅和活性材料。

如图6所示的全深度裂缝加固结构，通过深度注浆孔15将水泥浆17灌入深度裂缝14中、并设置表面封堵16而形成。

如图7所示，路堤深层病害非开挖综合处治的施工步骤如下：

1)施工准备：安排施工所需要的机械、材料、人员，并进行前期的病害检测工作。

2)微型加固桩施工：先对路基1、沥青路面2进行钻孔，钻孔时在可扩展翼板5设计位置进行扩孔6的施工，扩孔的高度为30cm，半径为60cm；随后插入锚杆3，锚杆3为锚杆设置有三层可扩展翼板5，可扩展翼板5长50cm，宽25cm，每一层设置三片可扩展翼板，夹角为120°，可扩展翼板5通过强力弹簧18与锚杆3连接。锚杆3下放时可扩展翼板5处于收缩状态，待锚杆下完后缓慢打开，插入两侧扩孔6中；锚杆定位完成后在锚杆上部焊接可调式注浆顶升限位端4，即沥青路面拟达到的顶升高度，顶升限位端采用焊接连接。分三次注浆，形成注浆加固体12，直至路面到达顶升限位端位置，随后锚杆张拉、封锚，形成微型加固桩7，微型加固桩桩径为400mm。

3)微型活性材料加固桩施工：桩机就位且确认桩位符合设计要求后，将土工布袋10从打桩机沉管11顶端的输料口抛入，并牵引出沉管与预制桩尖9连接，预制桩尖9与打桩机沉管11下端卡设固定，同时将土工布袋10上口与活性材料输料口连接；将沉管11打到设计深度，灌入环状土工格栅8，充填活性材料至设计桩长后上拔沉管11，成桩后剪断土工布袋，压实密封桩顶，微型活性材料加固桩13桩径为350mm。

4)深度裂缝加固：对沉陷、脱空区利用加固桩进行精确锚固基底注浆，对裂缝14采用全深度微孔注浆加固，钻深度注浆孔15，孔径50mm，用m15水泥浆17自底部灌浆，最后进行表面封堵16的施工。