一种桩承式加筋路堤的制作方法

本实用新型涉及道路施工工程技术领域，具体涉及一种桩承式加筋路堤。

背景技术：

桩承式加筋路堤由路堤填料、加筋褥垫层、桩（桩帽或桩梁）和地基土组成，是近年来在软土地区兴起的一种新型路堤形式，采用桩承式加筋路堤，能有效地控制地基的沉降和侧向变形，从而减小工后沉降和不均匀沉降，同时可快速填筑施工，无需预压期和二次开挖，大大缩短施工工期，施工质量容易控制，其造价与水泥搅拌桩地基基本相当，具有明显的经济效益和社会效益。因此，桩承式加筋路堤在国内外得到了较为广泛的应用。桩承式加筋路堤受力性状比较复杂，涉及路堤填土、桩、桩间土和加筋褥垫层之间的相互作用，其中土拱效应和加筋体的拉膜效应是桩承式加筋路堤涉及的重要研究课题。

桩承式路堤具有以下优点：由于大部分路堤荷载通过桩传递给了深层强度较高的土层，因而路堤总沉降及工后沉降较小；桩和水平加筋体的共同作用使得路堤侧向变形较小、稳定性较高；路堤无需分期填筑，大大缩短了施工工期。与桩筏基础相比，桩承式路堤取消了桩顶筏板，而以桩帽代替，并采用较大的桩间距，因此具有良好的经济性。目前，桩承式路堤在国内外已开始广泛应用。如中国杭甬高速公路拓宽工程、英国伦敦Stansted机场的铁路连接线加宽工程、巴西圣保罗北部的公路拓宽工程和荷兰的部分高速公路等。

桩承堤设计涉及到的关键问题包括：路堤土拱效应及桩土荷载承担比；路堤沉降组成及规律；桩身负摩阻力及承载力。路堤土拱效应研究表明，路堤高度H和桩托板净间距Sa的关系应满足HSa-1＞1.4，以使路堤填料中形成完整土拱，否则路堤顶面会出现蘑菇状的不均匀沉降。英国、德国、北欧等规范和标准中提供了桩土荷载分担比（或者桩土应力比）计算公式，但是这些公式计算结果与实测结果仍然存在一定差异。而中国目前还没有相关规范提供考虑土拱效应的桩土荷载分担比的计算公式。交通荷载会弱化土拱效应，导致桩荷载减小，桩间土荷载增加，并增加路堤沉降。对于沉降控制严格的路堤，尤其是高速铁路路堤，需要研究动荷载下土拱演化规律，并分析其对路堤沉降和荷载分担比的影响。加筋垫层的应用表明，垫层能够有效减少路堤不均匀沉降、增加桩土荷载分担比，从而实现减小托板尺寸、增加桩间距的目的。但是，现有土工合成材料加筋垫层的理论和试验研究还很难从机理上揭示这种作用，这方面的研究还有待加强。

交通荷载作用下，低矮路堤桩顶会受到循环动荷载及静荷载的共同作用。模型试验研究表明，在竖向循环荷载下，桩的累积变形发展可以分为3种模式：不发展型、持续发展型、急剧破坏型。不同的循环荷载比RCLR（RCLR＝Pd/Pu，其中Pd为桩的最大动荷载，Pu为单桩极限承载力）和静荷载比RSLR（RSLR＝P0/Pu，P0为桩的静荷载）组合下桩的累积沉降发展规律不一样。对于需要严格控制路堤累积沉降的道路，需要考虑桩的循环累积沉降。

由于托板桩顶附近的桩间土沉降大于桩的沉降，导致桩身上半部出现负摩擦力。负摩擦力的发挥程度与桩顶荷载、地基固结程度等都有密切关系。在进行单桩承载力计算时，应该要考虑负摩擦力作用

在路堤的沉降控制方面，当路堤软弱下卧层较薄时，路堤沉降主要是由桩身范围内的沉降引起的；而当存在深厚软弱下卧层时，下卧层的厚度是影响路堤沉降的最主要因素，工程中可以通过控制桩长来减小路堤的沉降。下卧层沉降计算的准确性取决于下卧层附加应力及压缩性指标的确定。当下卧层较厚时，下卧层地基固结仍然会引起路基较大的沉降，此时需要考虑固结的影响。

桩承式加筋路堤的施工过程中，路堤桩与盖板容易在压路堤时脱离，从而使路堤结构容易发生破坏；另外，在路堤施工过程中还存在排水问题，以及路堤受压后的拉力转换问题，因此，需寻求一种有效控制改建后路基工后沉降、防治路面裂缝、增强新路面、路床的协同工作能力的路面结构及施工方法显得十分重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述关于桩承式加筋路堤施工中以及在施工后应该考虑的的问题，提供一种桩承式加筋路堤。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种桩承式加筋路堤，包括基土层，基土层上设有多层结构路堤，多层结构路堤由下至上依次为桩板层、夯实路堤层、加筋体、柔性垫层和泡沫混凝土芯体层，泡沫混凝土芯体层外包设有外包填土层，外包填土层上设置路面结构层，桩板层设有深入基土层内的路堤桩，基土层上于多层结构路堤的底部两侧设有排水沟。

作为优选方案，所述桩板层内设有横向下排水体，路堤桩包括位于基土层内的桩身主体，桩身主体顶部设有位于桩板层内的桩盖板，桩盖板两侧设有悬支翼板，横向下排水体位于桩盖板和悬支翼板的下方。

作为优选方案，所述桩盖板和悬支翼板与横向下排水体之间设有砂砾石垫层。

作为优选方案，所述横向下排水体与基土层之间设有防渗漏外包带。

作为优选方案，所述横向下排水体的两端设有排水孔。

作为优选方案，所述路堤桩内设有桩身主筋。

作为优选方案，所述夯实路堤层与加筋体之间设有横向上排水体。

作为优选方案，所述桩板层两侧设有封堵体。

作为优选方案，所述泡沫混凝土芯体层外设有钢模，用于将钢模进行固定的配套拉杆和螺帽。

作为优选方案，所述泡沫混凝土芯体层内设有钢筋网片。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：在路堤桩与桩盖板、悬支翼板通过桩身主筋连接整体浇筑，防渗漏外包带、横向下排水体、砂砾石垫层、封堵体、长钉、排水沟、横向上排水体、排水孔解决路堤排水问题；路堤受压后加筋体解决了拉力转换问题。改结构的路堤，不仅缩短施工工期、节省工程投资，而且提高了路堤安全等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的钢模的结构示意图；

图3是本实用新型的连接杆的结构示意图；

图4是本实用新型的排水沟结构示意图。

图中：1基土层、2防渗漏外包带、3横向下排水体、4砂砾石垫层、5路堤桩、6桩盖板、7悬支翼板、8桩身主筋、9封堵体、10长钉、11桩板层、12夯实路堤层、13横向上排水体、14排水孔、15加筋体、16柔性垫层、17钢模、18连接孔、19连接杆、20拉杆、21螺帽、22钢筋网片、23泡沫混凝土芯体、24外包填土层、25路面结构层、26排水沟。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述说明。

实施例：

一种桩承式加筋路堤，其基本结构如下：

如图1所示，包括基土层1，基土层1上设有多层结构路堤，多层结构路堤由下至上依次为桩板层11、夯实路堤层12、加筋体15、柔性垫层1616和泡沫混凝土芯体层23，泡沫混凝土芯体层23外包设有外包填土层24，外包填土层24上设置路面结构层25，桩板层11设有深入基土层1内的路堤桩5，基土层1上于多层结构路堤的底部两侧设有排水沟26，排水沟26的结构具体见图4。

具体的，如图1所示，桩板层11内设有横向下排水体3，路堤桩5包括位于基土层1内的桩身主体，桩身主体顶部设有位于桩板层11内的桩盖板6，桩盖板6两侧设有悬支翼板7，路堤桩5内设有桩身主筋8，桩身主筋8，由桩身主体延伸至桩盖板6和两侧的悬支翼板7内。当然，在两侧桩板层11设有封堵体9。

如图1所示，横向下排水体3位于桩盖板6和悬支翼板7的下方，桩盖板6和悬支翼板7与横向下排水体3之间设有砂砾石垫层4，横向下排水体3与基土层1之间设有防渗漏外包带2，横向下排水体3的两端设有排水孔14。

如图1所示，夯实路堤层12与加筋体15之间设有横向上排水体13。泡沫混凝土芯体层23外设有钢模17，用于将钢模17进行固定的配套拉杆20和螺帽21，并且在泡沫混凝土芯体层23内设有钢筋网片22。泡沫混凝土芯体层23为由下至上依次的阶梯状结构，具体地由钢模17进行包围和支撑。钢模17的结构如图2所示，钢模17上设置了连接孔18，

支撑第一道钢模17用连接杆19通过连接孔18与另一块钢模17形成一个倒置L型模型，并用拉杆20、螺帽21张拉固定，连接杆19的结构具体见图3。

在一种实施例中，所述基土层1先用机械成孔，孔径600mm,深5m,离地表0.6m处扩孔，孔径1200mm，所述桩身主筋8在盖板6处弯曲90°并向外延伸500mm，并向外延伸所述悬支翼板7由桩身主筋8弯曲后浇筑而成，所述封堵体9采用标号C30的预制混凝土块，安放在路基边坡两侧顶部预先开挖的槽内用长钉10将其固定，所述横向下排水体3、横向上排水体13方便路堤排水。所述钢模17用连接杆29连接并用拉杆20、螺帽21张拉固定。所述防渗漏外包带2防止水的渗流。路面结构层27是细粒式沥青混凝土层，厚度控制在4-6cm之间。所述钢模17尺寸为3000mmX300mmX20m。连接杆由两根为直径10mm，长100mm的钢杆焊接而成。

在实际施工过程中，步骤如下：

在基土层1上成孔，孔径600mm,深5m,离地表0.6m处扩孔，孔径1200mm，在扩孔处土层底部依次铺设防渗漏外包带2、横向下排水体3、砾石垫层4，放入桩身主筋8，横向下排水体3排出的水通过排水孔14进入临时排水沟26，桩身主筋8在盖板6处弯曲90°并向外延伸500mm。整体浇筑路堤桩5、盖板6、悬支翼板7；采用标号C30的预制混凝土块作为封堵体9，安放在路基边坡两侧顶部预先开挖的槽内用长钉9将其固定，在原路面基础上依次铺设夯实路堤层12、横向上排水体13、加筋体15、柔性垫层16，横向上排水体13排出的水通过排水孔14进入临时排水沟11。支撑第一道钢模17用连接杆19通过连接孔18与另一块钢模17形成一个倒置L型模型，并用拉杆20、螺帽21张拉固定，放入泡沫混凝土芯体23待泡沫混凝土芯体23到达150mm时放入钢筋网片22再继续浇筑，依次步骤直到浇筑完成，浇筑完成后在两侧填筑外包填土24形成坡度，在已有路堤上浇筑路面结构层25，待整个路堤浇筑而成以后，把，临时排水沟11替换成装配式永久性排水沟26。施工时，质量可靠，大大提高工效，效益显著，且工艺简单，成本不高，在工程中推广前景极佳。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围内的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会限制于本文所示的这些实施例，而是要符合于本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。