一种在吹填土地基上构建道路的施工方法及该施工方法形成的路基加固结构与流程

本发明属于土木工程软弱地基道路结构的设计与施工技术领域，具体涉及一种在吹填土地基上构建道路的施工方法。

背景技术：

近年来随着我国港口建设的快速发展，土地资源不足的现象日益突出，围海造陆已经成为现今大多数港口城市解决工业用地的重要手段。

为了吹填造陆、防潮防浪及运输方面的要求，需要在吹填土上面建造海挡、围埝和道路。传统方法需要大量外运粉细砂、山皮土、块石等地工程材料。这些地材的开采、运输以及施工既对材料的采集地点造成环境破坏，又对海洋均有造成污染及破坏，同时。工程量大、费用高。因此，为了降低成本，保护环境，需要研发一种新型道路施工的方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在吹填土地基上构建道路的施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种在吹填土地基上构建道路的施工方法，其包括以下步骤：

步骤一：排出地表积水，在原泥面(0)上铺设荆笆或竹笆或网状竹排作为基础工作垫层(1)，根据集水井井位情况安放集水井底箱(2)，并竖直安装集水井接管(3)；

步骤二：在工作垫层(1)上铺设一层土工无纺布(4)，并使集水井接管(3)穿过土工无纺布预留的袖筒(5)；

步骤三：在土工无纺布(4)上铺设一层三维复合排水网(6)，并使集水井接管(3)穿过三维复合排水网(6)预留的袖筒(7)；

步骤四：在三维复合排水网(6)上铺设一层土工膜袋(8)，然后向第一层土工膜袋(8)内充填第一层淤泥质土(9)；集水井进行排水，待第一层淤泥(9)固结形成一定强度后，然后重复步骤三和步骤四，继续进行新一层三维复合排水网铺设6和土工膜袋铺设，并充填淤泥质土，直至施工至预设顶标高处；

步骤五：在最顶层土工膜袋上铺设一层土工无纺布防护层(10)，保证无纺布防护层(10)覆盖整个基面，并将其边缘埋入土体；

步骤六：在无纺布防护层(10)上铺设砂层(11)，然后打设竖向塑料排水板(12)，塑料排水板底端深入至吹填土地基层，塑料排水板(12)板头掩埋在砂层(11)中；

步骤七：在砂层(11)上铺设山皮土结构层(13)；

步骤八：在山皮土结构层(13)上逐层铺设堆载荷载(14)，并进行集水井排水；当变形条件满足工程需求时将堆载荷载(14)卸除，停止集水井排水；

步骤九：在山皮土结构层(13)上施工砌筑坡肩(15)，并施工路面基层(16)和路面面层(17)，道路结构完成。

在上述技术方案中，集水井接管为铁质材料，并进行防腐处理，分节安装，密布多个排水孔洞，外附无纺布滤层；集水井底箱为空腔箱形体，不透水，上方开敞，内部设置潜水泵及排水管路；集水井接管底端密封安装在集水井底箱上，并将排水管路引出集水井接管，从而构成集水井排水系统。

在上述技术方案中，土工膜袋内的淤泥质土采集自施工当地的软弱土，从而更加方便、经济、环保；充填淤泥质土时，可以根据土性添加淤泥落淤试剂，加速落淤，若一次充填度不足时，可分2次充填，满足层厚要求；根据土体强度增长情况，一般需3天～7天可以进行上一层三维复合排水网铺设和土工膜袋铺设。

上述施工过程中形成的路基加固结构：在原泥面上铺设工作垫层，工作垫层上依次铺设有多层填充有淤泥质土的膜袋层，且在各膜袋层之间设置有三维复合排水网；在最顶层的膜袋层上铺设砂层，砂层以下打设有竖向塑料排水板，塑料排水板底端深入至吹填土地基层，塑料排水板(12)板头掩埋在砂层(11)中；在膜袋层、三维复合排水网、砂层中竖直设置有集水井；砂层上铺设山皮土结构层，山皮土结构层上铺设堆载荷载层。

本发明的优点和有益效果为：

1，在铺设膜袋层过程中，利用各膜袋层之间的三维复合排水网作为横向排水通道，膜袋层受压后其内部的淤泥质土中的水分被排出，排出的水分沿三维复合排水网横向汇集至集水井内部，然后利用潜水泵将集水井内的水排出，从而快速降低膜袋层淤泥质土的含水量，在吹填土上层形成初步的硬质路基结构；

然后，打设深层塑料排水板，铺设砂层，并通过设置超载预压荷载，向膜袋层和吹填土地基施加压力，以进一步促进膜袋内的充填淤泥土水分的排出和吹填土地基水分的排出；排水时，塑料排水板作为竖向排水通道，吹填土地基的水分和淤泥质土的水分会进入塑料排水板，塑料排水板的水分通过砂层和三维复合排水网横向汇集至集水井内部(因为三维复合排水网的横向排水通道可能由于打设深层塑料排水板而发生局部堵塞，所以在塑料排水板板头上设置砂层，砂层作为横向排水通道，可以保证塑料排水板的水分沿砂层横向汇集至集水井)，然后利用潜水泵将集水井内的水排出，从而实现同时对膜袋层和深层吹填土地基进行加固。

2，土工膜袋内的淤泥质土采集自施工当地的软弱土，从而更加方便、经济、环保。

3，集水井降低了水位，水位位于底层三维复合排水网位置，使充填膜袋内土体和下部地基土体的有效应力增加，有效加固荷载增大。

4，通过在土工膜袋内充填淤泥质土，膜袋有效截断了水体补充通道，减小周边水体对充填膜袋内土体的不利影响。

5，三维复合排水网在充填膜袋的下方集排水时，能够利用水的自身重力促进集水(即膜袋内土体的水受自身重力向下流入三维复合排水网)，区别于传统预压上排水时需克服水的自身重力。

6，本发明的施工方法可在吹填土地基上直接进行施工，有很好的适应性。

附图说明

图1为本发明的道路结构示意图。

图2为图1的a点局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。

参见附图1-2，一种在吹填土地基上构建道路的施工方法，其包括以下步骤：

步骤一：排出地表积水，在原泥面(0)上铺设荆笆或竹笆或网状竹排作为基础工作垫层(1)，根据集水井井位情况安放集水井底箱(2)，并竖直安装集水井接管(3)；

步骤二：在工作垫层(1)上铺设一层土工无纺布(4)，并使集水井接管(3)穿过土工无纺布预留的袖筒(5)；

步骤三：在土工无纺布(4)上铺设一层三维复合排水网(6)，并使集水井接管(3)穿过三维复合排水网(6)预留的袖筒(7)；

步骤四：在三维复合排水网(6)上铺设一层土工膜袋(8)，然后向第一层土工膜袋(8)内充填第一层淤泥质土(9)；集水井进行排水，待第一层淤泥(9)固结形成一定强度后，然后重复步骤三和步骤四，继续进行新一层三维复合排水网铺设6和土工膜袋铺设，并充填淤泥质土，直至施工至预设顶标高处；

步骤五：在最顶层土工膜袋上铺设一层土工无纺布防护层(10)，保证无纺布防护层(10)覆盖整个基面，并将其边缘埋入土体；

步骤六：在无纺布防护层(10)上铺设砂层(11)，然后打设竖向塑料排水板(12)，塑料排水板底端深入至吹填土地基层，塑料排水板(12)板头掩埋在砂层(11)中；

步骤七：在砂层(11)上铺设山皮土结构层(13)；

步骤八：在山皮土结构层(13)上逐层铺设堆载荷载(14)，并进行集水井排水，；当变形条件满足工程需求时将堆载荷载(14)卸除，停止集水井排水；

步骤九：回填集水井或将集水井取出，在山皮土结构层(13)上施工砌筑坡肩(15)，并施工路面基层(16)和路面面层(17)，道路结构完成。

在本实施例中，三维复合排水网的抗压强度不小于14kn/m，导水率不小于1/m/s，厚度不小于6mm，袖筒直径60cm，长度60cm，采用土工无纺布进行包裹，并用橡胶皮筋绑扎；

集水井接管为铁质材料，并进行防腐处理，分节安装，集水井接管管壁密布多个排水孔洞，集水井接管每节高度为1m，外附无纺布滤层，直径为50cm；集水井底箱为高度为65cm的空腔箱形体，不透水，上方开敞，内部设置潜水泵及排水管路；集水井接管底端密封安装在集水井底箱上，并将排水管路引出集水井接管，从而构成集水井排水系统；

土工膜袋由裂膜丝土工布进行缝制，采用包缝或丁缝法，断裂强力不小于20kn/m，垂直渗透参数不小于10^-3cm/s；

土工膜袋内的淤泥质土采集自施工当地的软弱土，从而更加方便、经济、环保；充填淤泥质土时，可以根据土性添加淤泥落淤试剂，加速落淤，若一次充填度不足时，可分2次充填，满足层厚要求；根据土体强度增长情况，一般需3天～7天可以进行上一层三维复合排水网铺设和土工膜袋铺设；

土工无纺布采用200g/m²，袖筒直径60cm，长度60cm；

堆载荷载采用山皮土，高度3m，卸载标准为工后预估沉降不大于30cm，且连续两个月沉降观测沉降量不超过5mm/月；

砂层厚度为30cm；

最后形成的道路结构的边坡坡度宜为1:1；

路面基层为水泥稳定性材料。

上述施工方法的地基加固原理如下：

在铺设膜袋层过程中，利用各膜袋层之间的三维复合排水网作为横向排水通道，膜袋层受压后其内部的淤泥质土中的水分被挤出，挤出的水分沿三维复合排水网横向汇集至集水井内部，然后利用潜水泵将集水井内的水排出，从而快速降低膜袋层淤泥质土的含水量，在吹填土上层形成初步的硬质路基结构；

然后，打设深层塑料排水板，铺设砂层，并通过设置超载预压荷载，向膜袋层和吹填土地基施加压力，以进一步促进膜袋内的充填淤泥土水分的排出和吹填土地基水分的排出；排水时，塑料排水板作为竖向排水通道，吹填土地基的水分和淤泥质土的水分会进入塑料排水板，塑料排水板的水分通过砂层和三维复合排水网横向汇集至集水井内部(因为三维复合排水网的横向排水通道可能由于膜袋层压力过大而发生堵塞或者压塌，所以在塑料排水板板头上设置砂层，砂层作为横向排水通道，可以保证塑料排水板的水分沿砂层横向汇集至集水井)，然后利用潜水泵将集水井内的水排出，从而实现同时对膜袋层和深层吹填土地基进行加固。

以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。