一种软基的施工工艺的制作方法

文档序号:15428700发布日期:2018-09-14 21:20阅读:190来源:国知局

本发明涉及道路施工,特别涉及一种软基的施工工艺。



背景技术:

改革开放以来,随着国民生产力的不断提高,我国的经济得到了迅猛发展,民生工程的不断增多,扩大了城市道路的建设规模,由于新建、改建城市道路、城市地下结构复杂,导致道路施工的难度不断提高,特别是对于软土地基的施工建设更是增加了道路施工的难度。

软土是指谷地、滨海、河滩、湖沼沉积的天然的细粒土,具有抗剪强度低、渗透系数低、含水量高、沉降稳定时间长、压缩系数高、孔隙比大的特点,若软土地基不经处理或处理方法不当,将会降低道路的质量,严重的将会影响道路的使用。

目前,现有专利中申请公布号为cn105625301a的中国专利公开了一种软基处理施工工艺,将沉管沉入软基的地面以下,并采用振动沉管的方式进行施工,起到增强软基地面强度的作用。

但是,现有技术中相邻沉管是相对设置的,将其深埋在地下后,相邻沉管之间的连接强度不够,沉管很难在软基土地里保持良好的支撑作用,导致相邻沉管所在的水平高度不等。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种具有良好的支撑强度的软基的施工工艺。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

一种软基的施工工艺,包括如下步骤:

(1)划定施工范围,在软基上开挖路基槽,在路基槽内铺洒砂石层;

(2)在砂石层上等距插设钢筋,在钢筋上架设不锈钢板,所述不锈钢板的内部设置用于通入流体的空腔,所述不锈钢板在与钢筋相对的底面上设有与空腔相连通的出胶口,向空腔内通入热塑性胶粘剂从出胶口流出;

(3)在不锈钢板上焊接用于固定沉管的固定环,沉管固定在两个相对的固定环之间,固定环上缠绕设置用于捆绑沉管的纤维编织体;

(4)不锈钢板上在相邻沉管的空隙内均匀铺洒大量的混凝土块,混凝土块的粒径在10cm以下;

(5)在沉管的上方架设土工格栅,在土工格栅上铺设碎石砂浆层;

(6)在碎石砂浆层上铺设复合硅酸盐水泥层。

通过采用上述技术方案,在所挖的路基槽内铺洒砂石层,砂石层扮演较稳固的地基作用,将钢筋插在砂石层内,热塑性胶粘剂通过出胶口流淌在钢筋上,将不锈钢板紧固地粘结在钢筋上,保证不锈钢板具有良好的稳定性,同时增强了固定在不锈钢板上的沉管的稳定性,有助于保证沉管处在同一水平高度,并且利用纤维编织体将沉管紧紧地套设,以及利用混凝土块填补在相邻沉管所产生的空隙内,进一步提高对沉管的固定性,然后在沉管上方铺设碎石砂浆层以及复合硅酸盐水泥层,利用本申请的施工工艺有助于提高软基的结构强度,对重载起到有效的支撑作用。

本发明进一步设置为:所述复合硅酸盐水泥层包括如下重量份的组分:普通硅酸盐水泥60~70份、粉煤灰10~20份、玻化微珠5~10份、天然沸石10~20份、粘土10~20份、碳粉5~10份、三乙丙醇胺1~5份、丙烷5~8份、硫酸氢钠5~10份、水40~80份。

通过采用上述技术方案,复合硅酸盐水泥层是由上述重量份的组分制备,天然沸石与硫酸氢钠产生复配作用,有助于增强普通硅酸盐水泥的结构强度,同时,粘土、碳粉、玻化微珠、粉煤灰等粒径不同,有助于填充在相互的间隙内,从而显著提高该复合硅酸盐水泥的抗压强度。

本发明进一步设置为:步骤(5)中碎石砂浆层是采用破碎机将碎石破碎至10cm以下,并向破碎后的碎石中掺入比例为40~45%的砂浆混合制成。

通过采用上述技术方案,限定碎石的粒径在10cm以下,有助于起到有效的填充作用,并且将碎石与砂浆进行共混,使碎石的周围粘附有大量的砂浆,碎石具有较大的粘性,并且填充在土工格栅内部以及上方,有助于增强土工格栅与碎石砂浆层的结合性,从而提高本申请的软基上的铺装结构的结构整体性。

本发明进一步设置为:所述纤维编织体的抗拉强度为70~80mpa。

通过采用上述技术方案,利用纤维编织体紧紧地缠绕在沉管的外壁上,进一步提高沉管位于两个固定环之间的稳定性,当纤维编织体将沉管进行套设时,纤维编织体是被撑起的,限定纤维编织体的抗拉强度为70~80mpa,有助于延长纤维编织体对沉管保持较长时间的紧固缠绕,同时纤维编织体具有优异的耐磨、耐蚀性,进一步延长纤维编织体的使用寿命。

本发明进一步设置为:所述混凝土块是由混凝土与火山灰混合形成,其中混凝土与火山灰的重量比为1:1。

通过采用上述技术方案,混凝土与火山灰混合,二者粒径不同,在共混的过程中有助于产生协同、复配作用,有助于增强混凝土块的结构强度,从而提高对本申请的软基的铺装结构的结构强度。

本发明进一步设置为:所述热塑性粘结剂包括如下重量份的组分:pp粉20~30份、丙烯酸酯类共聚物70~80份、聚有机硅氧烷5~10份、过氧化二异丙苯1~3份、丙酮5~10份、气相二氧化硅10~20份、氯化亚锡3~5份。

本发明进一步设置为:所述的丙烯酸酯类共聚物包括甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯的混合物,其中甲基丙烯酸甲酯在混合物中所占的重量百分比为30~35%。

本发明进一步设置为:所述丙烯酸酯类共聚物的制备方法如下:将甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、水、十二烷基硫酸钠和过硫酸钾加入到乳化器中,开启搅拌进行乳化,然后升温至70~80℃,反应3~4h后降温,调节ph值至中性。

通过采用上述技术方案,采用上述重量份的组分以及制备方法制成热塑性胶粘剂,该热塑性胶粘剂具有优异的热塑性,在加热后能够快速地熔融成流体,快速地注入空腔内,并且能够保持较长时间的流动性,不易固化,通过出胶口流淌在钢筋上,有助于提高不锈钢板在钢筋上的牢固结合性。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

本申请的施工工艺是首先在软基上开挖路基槽,向路基槽内铺设砂石层,在砂石层内插设支撑性良好的钢筋以及在钢筋上铺设不锈钢板,并向不锈钢板内快速地灌入热塑性胶粘剂,通过出胶口流淌在钢筋上,有助于提高不锈钢板在钢筋上的牢固性,沉管被牢牢地固定在不锈钢板上,表明沉管在不锈钢板上具有良好的稳定性,进而保证了经由本申请的软基的施工工艺处理后的软基具有优异的抗压强度,对其上方的重载具有较好的支撑作用,延长了软基的使用寿命;并且在沉管上方设置土工格栅,利用碎石砂浆层与复合硅酸盐水泥层进行有效的增强,同时利用本申请的碎石砂浆层提高了复合硅酸盐水泥层与土工格栅的结构整体性。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一:

(一)丙烯酸酯类共聚物的制备方法如下:

将22份甲基丙烯酸甲酯、48份丙烯酸丁酯、20份水、3份十二烷基硫酸钠和1份过硫酸钾加入到乳化器中,开启搅拌进行乳化,搅拌速度为75r/min,然后升温至70℃,反应3h后降温,调节ph值至7,然后在200℃的高温烘干箱内烘干2h,制得粘稠度较高的丙烯酸酯类共聚物。

(二)热塑性粘结剂的制备方法:

将20份pp粉放在开炼机上,调节温度为150℃,加热时间为30min;将70份丙烯酸酯类共聚物均分3次放置在开炼机上,并倒入3份氯化亚锡,混炼60min后;继续倒入10份气相二氧化硅以及5份聚有机硅氧烷、1份过氧化二异丙苯,混炼30min,制得热塑性粘结剂。

(三)碎石砂浆层的制备方法:

利用破碎机将碎石进行破碎,保持碎石的平均粒径在10cm以下,向破碎后的碎石中掺入砂浆,限定碎石与砂浆的重量比为3:2,在搅拌机内将碎石与砂浆进行充分混合,有助于碎石表面粘附大量的砂浆,将上述搅拌后的混合物均匀填充在土工格栅的上方。

(四)复合硅酸盐水泥层的制备方法:

将60份普通硅酸盐水泥、10份粉煤灰、5份玻化微珠、10份天然沸石、10份粘土、5份碳粉、1份三乙丙醇胺、5份丙烷、5份硫酸氢钠、40份水放入混料机中进行共混并搅拌,搅拌时间为1h;然后将搅拌后的混合物均匀涂覆在碎石砂浆层的上方。

(五)软基的施工工艺包括如下步骤:

(1)划定施工范围,在软基上开挖1m*1m*1m的路基槽,向路基槽内大量铺设砂石层,铺设厚度为0.5m;

(2)在砂石层内水平插设若干个长度为1.4m钢筋,钢筋的长度方向沿路基槽的宽度方向设置,在钢筋上架设1.1m*1.1m*0.2m的不锈钢板,不锈钢板的内部开设用于通入流体的空腔,空腔呈长条状,不锈钢板在与钢筋相对的底面上开设与空腔相连通的出胶口,向空腔内通入热塑性胶粘剂从出胶口流出;

(3)在不锈钢板上焊接用于固定沉管的固定环,固定环成对设置,沉管放置在两个成对的固定环之间,并且,在固定环上缠绕用于捆绑沉管的纤维编织体,纤维编织体是由碳纤维编织成麻花状,呈麻花状的碳纤维编织体紧紧地缠绕在沉管的外壁上,对沉管起到固定作用;

(4)不锈钢板上均匀铺洒大量的混凝土块,将混凝土块在破碎机的破碎下,保持混凝土块的粒径在10cm以下,混凝土块所铺洒的高度与沉管的竖直高度相当,以实现将沉管进行覆盖,混凝土块是由混凝土与火山灰混合形成,其中混凝土与火山灰的重量比为1:1,混凝土与火山灰均匀填充在不锈钢板上位于相邻沉管的间隙处;

(5)在沉管的上方架设土工格栅,土工格栅上铺设碎石砂浆层,在碎石砂浆层上均匀涂覆复合硅酸盐水泥层,限定砂石层、沉管、碎石砂浆层与复合硅酸盐水泥层的竖直高度比为5:1:1:2。

实施例二:

(一)丙烯酸酯类共聚物的制备方法如下:

将28份甲基丙烯酸甲酯、52份丙烯酸丁酯、15份水、3份十二烷基硫酸钠和1份过硫酸钾加入到乳化器中,开启搅拌进行乳化,搅拌速度为75r/min,然后升温至70℃,反应3h后降温,调节ph值至7,然后在200℃的高温烘干箱内烘干2h,制得粘稠度较高的丙烯酸酯类共聚物。

(二)热塑性粘结剂的制备方法:

将25份pp粉放在开炼机上,调节温度为150℃,加热时间为30min;将80份丙烯酸酯类共聚物均分3次放置在开炼机上,并倒入5份氯化亚锡,混炼60min后;继续倒入15份气相二氧化硅以及3份聚有机硅氧烷、1份过氧化二异丙苯,混炼30min,制得热塑性粘结剂。

(三)碎石砂浆层的制备方法:

利用破碎机将碎石进行破碎,保持碎石的平均粒径在10cm以下,向破碎后的碎石中掺入砂浆,限定碎石与砂浆的重量为3:2,在搅拌机内将碎石与砂浆进行充分混合,有助于碎石表面粘附有大量的砂浆,将上述搅拌后的混合物均匀填充在土工格栅的上方。

(四)复合硅酸盐水泥层的制备方法:

将64份普通硅酸盐水泥、16份粉煤灰、8份玻化微珠、14份天然沸石、16份粘土、8份碳粉、3份三乙丙醇胺、5份丙烷、7份硫酸氢钠、50份水放入混料机中进行共混并搅拌,搅拌时间为1.5h;然后将搅拌后的混合物均匀涂覆在碎石砂浆层的上方。

(五)软基的施工工艺包括如下步骤:

(1)划定施工范围,在软基上开挖1m*1m*1m的路基槽,向路基槽内大量铺设砂石层,铺设厚度为0.5m;

(2)在砂石层内水平插设若干个长度为1.4m钢筋,钢筋的长度方向沿路基槽的宽度方向设置,在钢筋上架设1.1m*1.1m*0.2m的不锈钢板,不锈钢板的内部开设用于通入流体的空腔,空腔呈长条状,不锈钢板在与钢筋相对的底面上开设与空腔相连通的出胶口,向空腔内通入热塑性胶粘剂从出胶口流出;

(3)在不锈钢板上焊接用于固定沉管的固定环,固定环成对设置,沉管放置在两个成对的固定环之间,并且,在固定环上缠绕用于捆绑沉管的纤维编织体,纤维编织体是由碳纤维编织成麻花状,呈麻花状的碳纤维编织体紧紧地缠绕在沉管的外壁上,对沉管起到固定作用;

(4)不锈钢板上均匀铺洒大量的混凝土块,将混凝土块在破碎机的破碎下,保持混凝土块的粒径在10cm以下,混凝土块所铺洒的高度与沉管的竖直高度相当,以实现将沉管进行覆盖,混凝土块是由混凝土与火山灰混合形成,其中混凝土与火山灰的重量比为1:1,混凝土与火山灰均匀填充在不锈钢板上位于相邻沉管的间隙处;

(5)在沉管的上方架设土工格栅,土工格栅上铺设碎石砂浆层,在碎石砂浆层上均匀涂覆复合硅酸盐水泥层,限定砂石层、沉管、碎石砂浆层与复合硅酸盐水泥层的竖直高度比为5:1:1:2。

实施例三:

(一)丙烯酸酯类共聚物的制备方法如下:

将25份甲基丙烯酸甲酯、50份丙烯酸丁酯、10份水、3份十二烷基硫酸钠和1份过硫酸钾加入到乳化器中,开启搅拌进行乳化,搅拌速度为75r/min,然后升温至70℃,反应3h后降温,调节ph值至7,然后在200℃的高温烘干箱内烘干2h,制得粘稠度较高的丙烯酸酯类共聚物。

(二)热塑性粘结剂的制备方法:

将30份pp粉放在开炼机上,调节温度为150℃,加热时间为30min;将75份丙烯酸酯类共聚物均分3次放置在开炼机上,并倒入5份氯化亚锡,混炼60min后;继续倒入20份气相二氧化硅以及3份聚有机硅氧烷、1份过氧化二异丙苯,混炼30min,制得热塑性粘结剂。

(三)碎石砂浆层的制备方法:

利用破碎机将碎石进行破碎,保持碎石的平均粒径在10cm以下,向破碎后的碎石中掺入砂浆,限定碎石与砂浆的重量为3:2,在搅拌机内将碎石与砂浆进行充分混合,有助于碎石表面粘附有大量的砂浆,将上述搅拌后的混合物均匀填充在土工格栅的上方。

(四)复合硅酸盐水泥层的制备方法:

将70份普通硅酸盐水泥、18份粉煤灰、9份玻化微珠、19份天然沸石、16份粘土、10份碳粉、5份三乙丙醇胺、8份丙烷、10份硫酸氢钠、80份水放入混料机中进行共混并搅拌,搅拌时间为1.5h;然后将搅拌后的混合物均匀涂覆在碎石砂浆层的上方。

(五)软基的施工工艺包括如下步骤:

(1)划定施工范围,在软基上开挖1m*1m*1m的路基槽,向路基槽内大量铺设砂石层,铺设厚度为0.5m;

(2)在砂石层内水平插设若干个长度为1.4m钢筋,钢筋的长度方向沿路基槽的宽度方向设置,在钢筋上架设1.1m*1.1m*0.2m的不锈钢板,不锈钢板的内部开设用于通入流体的空腔,空腔呈长条状,不锈钢板在与钢筋相对的底面上开设与空腔相连通的出胶口,向空腔内通入热塑性胶粘剂从出胶口流出;

(3)在不锈钢板上焊接用于固定沉管的固定环,固定环成对设置,沉管放置在两个成对的固定环之间,并且,在固定环上缠绕用于捆绑沉管的纤维编织体,纤维编织体是由碳纤维编织成麻花状,呈麻花状的碳纤维编织体紧紧地缠绕在沉管的外壁上,对沉管起到固定作用;

(4)不锈钢板上均匀铺洒大量的混凝土块,将混凝土块在破碎机的破碎下,保持混凝土块的粒径在10cm以下,混凝土块所铺洒的高度与沉管的竖直高度相当,以实现将沉管进行覆盖,混凝土块是由混凝土与火山灰混合形成,其中混凝土与火山灰的重量比为1:1,混凝土与火山灰均匀填充在不锈钢板上位于相邻沉管的间隙处;

(5)在沉管的上方架设土工格栅,土工格栅上铺设碎石砂浆层,在碎石砂浆层上均匀涂覆复合硅酸盐水泥层,限定砂石层、沉管、碎石砂浆层与复合硅酸盐水泥层的竖直高度比为5:1:1:2。

对比例:

(1)划定施工范围,在软基上开挖路基槽;

(2)向路基槽内架设沉管,沉管之间相对设置,并紧紧地插进路基槽内;

(3)向路基槽内铺洒大量的砂石以及铺洒沥青表层,沥青表层是由沥青均匀铺设形成。

检测手段:

劈裂抗拉强度:试验在大连理工大学实验室3000kn微机控制电液伺服压力试验机上进行,具体步骤是在试验之前,在试件中部画出待劈裂的位置;然后将试件放在试验机下压板的中心位置,在上下压板与试件之间垫圆弧型垫板及木制三合板垫层,木垫层宽0.5m,厚度0.01m,长度大于0.5m;开动试验机,先手动控制以将上压板与试件接近,调整球座使接触均衡;开动试验机自动控制,加荷速度为0.05mpa/s,至构件破坏,保存试验结果。

试件劈裂抗拉强度的试验结果如下表所示:

通过上表可知,本实施例的试件所能达到的平均劈拉强度在5mpa以上,远远大于现有技术的劈拉强度,在软基上按照本申请的施工工艺铺装的道路具有优异的抗劈裂强度,有助于延长道路的使用寿命。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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