本实用新型属于公路路基工程技术领域,具体涉及一种控制细粒土高填路堤工后沉降的结构,可用于粉土、粘性土、高液限土、黄土等细粒土修筑的公路高填路堤的沉降控制及病害处治,尤其适用于无法进行强夯或冲击碾压补强的下部设有结构物(如涵洞、通道)的局部狭短细粒土高填路段。
背景技术:
高填路堤是指路基填土高度大于20m的路堤,由于填筑过高、压实不当、预留沉降期较短等原因经常会发生较大的工后沉降。路堤沉降通常由两部分组成,一部分为路堤下部的地基沉降,另一部分为路堤填土本身的沉降。近些年来,公路工程界提出了许多控制地基沉降的办法,比如堆载预压法、强夯法、复合地基法等,这些技术在地基处理中的应用已比较成熟,处理效果明显。而对于路堤自身沉降量较大的高填路堤,通常需要对路堤本身进行补强处理,一般会考虑采用以下两种方法:一、冲击碾压;二、强夯。冲击碾压一般采用三边形冲击压路机来完成,适用于长度较长路段(>100m),以便于冲击压路机调头和提速;强夯法可用于长度较短路段(≤100m),但是对于下部设有涵洞或通道结构物的高填路堤则应慎用。本实用新型即是针对下部设有涵洞或通道等结构物不宜进行强夯或冲击碾压补强的狭短细粒土高填路堤段所提出的。
技术实现要素:
针对上述现有技术所存在的问题,本实用新型的目的是在于提供了一种控制细粒土高填路堤工后沉降的结构,该结构性能可靠、安全耐久、经济实用、适用性广,可用于粉土、粘性土、高液限土、黄土等细粒土修筑的公路高填路堤的沉降控制及病害处治,尤其适用于无法实施常规方案补强(强夯或冲击碾压)的细粒土高填路堤段落的沉降控制。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
一种控制细粒土高填路堤工后沉降的结构,包括地基,还包括细粒土路堤本体、竖向增强体、路床、路堤边坡、排水沟、骨架植草防护、边坡平台、骨架和植草,细粒土路堤本体设置在地基上,竖向增强体布设在细粒土路堤本体顶部,路床填筑在细粒土路堤本体上,细粒土路堤本体两侧为路堤边坡,边坡平台设置在路堤边坡上,排水沟设置在边坡平台处,骨架植草防护设置在路堤边坡表面。
如上所述的竖向增强体包括若干个梅花形点阵分布的挤密桩,挤密桩从细粒土路堤本体顶面自上而下挤入细粒土路堤本体,挤密桩的顶面与细粒土路堤本体的顶面平齐。
如上所述的骨架植草防护包括设置在路堤边坡上的骨架,以及种植在骨架内的植草,骨架为阵列排布的拱形或菱形骨架,植草为黑麦芽或高羊茅或狗牙根。
本实用新型结构进行细粒土高路堤工后沉降控制的原理如下:
通过大量工程实践和科学实验掌握的细粒土高填路堤沉降规律,受施工压实和上部高填路堤填土荷载作用,路堤下部的工后沉降已基本消除,细粒土高填路堤的工后沉降主要发生在路床顶面以下6~10m范围内。基于这一规律,本实用新型创新性提出了以路堤本体顶部竖向增强体和路床为核心的复合受力补强结构。
本实用新型提供的竖向增强体,通过在路堤顶部向下夯填石灰土或水泥土,一方面通过夯填水平挤压密实路堤,并通过石灰或水泥吸水化学反应膨胀挤密路堤,大大提高路堤的压实度,减小工后沉降;另一方面一系列石灰土或水泥土挤密桩形成强度较高的竖向桩群,与路床形成的水平补强层组合在一起,形成一个复合受力的补强结构体,可承担大部分的上覆荷载作用,分散路堤结构的作用力,再次减小工后沉降。此外,本实用新型提供了骨架植草和平台排水等附属结构,强化路堤边坡防护和排水,降低地表降水对高填路堤的沉降影响。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
(1)与现有的公路路基工程强夯和冲击碾压方法相比,本方法适用范围更为广泛,既适用于强夯和冲击碾压可完成的长大高填路堤路段的沉降控制和结构补强,更适用于下部设有涵洞或通道结构物等不宜进行强夯或冲击碾压补强的的狭短细粒土高填路堤段。
(2)本实用新型将岩土工程地基处理中的挤密桩法引进应用到公路路基工程领域,根据细粒土高填路堤的工后沉降主要发生范围和路基结构特点,改进传统挤密法,创新形成以路堤本体顶部竖向增强体和路床为核心的复合受力补强结构,该结构性能可靠,安全耐久,能有效地缩短沉降周期和工期。
(3)本实用新型根据细粒土高填路堤沉降规律,对现有的挤密桩、压实填筑、边坡排水与防护等常规技术进行了集成创新,对沉降主要发生的路堤上部采用挤密桩技术进行了补强处理,对地表降水长期影响较大的路堤边坡进行了排水防护,而对路堤下部充分利用结构自密实规律,取消了路堤下部不必要的工程补强措施,在保障结构性能可靠耐久的前提下,合理降低了工程造价,经济环保。
附图说明
图1为本实用新型的横断面图;
图2为本实用新型的立面图;
图3为竖向增强体平面布置图。
图中,1-地基、2-细粒土路堤本体、3-竖向增强体、4-路床、5-路堤边坡、6-排水沟、7-骨架植草防护、8-边坡平台、9-骨架、10-植草、11-结构物、12-第一批挤密桩桩孔成孔位置、13-第二批挤密桩桩孔成孔位置。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型技术方案进行详细的描述。
实施例1:
一种控制细粒土高填路堤工后沉降的结构,包括地基1,还包括细粒土路堤本体2、竖向增强体3、路床4、路堤边坡5、排水沟6、骨架植草防护7、边坡平台8、骨架9和植草10,细粒土路堤本体2设置在地基1上,竖向增强体3布设在细粒土路堤本体2顶部,路床4填筑在细粒土路堤本体2上,细粒土路堤本体2两侧为路堤边坡5,边坡平台8设置在路堤边坡5上,排水沟6设置在边坡平台8处,骨架植草防护7设置在路堤边坡5表面。
竖向增强体3包括若干个梅花形点阵分布的挤密桩,挤密桩从细粒土路堤本体2顶面自上而下挤入细粒土路堤本体2,挤密桩的顶面与细粒土路堤本体2的顶面平齐。
骨架植草防护7包括设置在路堤边坡5上的骨架9,以及种植在骨架9内的植草10,骨架9为阵列排布的拱形或菱形骨架,植草10为黑麦芽或高羊茅或狗牙根。
地基1,为供填筑高路堤结构的天然地基或人工处理地基,地基承载力应满足高路堤整体稳定性要求,地基表层压实度应不小于90%。
细粒土路堤本体2,为用细粒土自下而上分层填筑在地基1之上的路堤结构,细粒土路堤本体2高度为20m或30m或40m或50m或其他设计尺寸,细粒土路堤本体2应分层填筑分层压实,每层填筑厚度为20cm或25cm或30cm,所述的细粒土为颗粒最大粒径小于0.075 mm的土料,包括粘性土、粉土、黄土、高液限土等。
竖向增强体3,包括若干个梅花形点阵分布的挤密桩,挤密桩呈梅花形点阵型式分布于细粒土路堤本体2顶部,挤密桩从细粒土路堤本体2顶面自上而下挤入细粒土路堤本体2上部6 m或8m或10m,挤密桩的顶面与路堤本体2的顶面平齐;所述的挤密桩为采用石灰土或水泥土材料制作的圆柱形的桩体,挤密桩直径为0.4m或0.5m、长度为6 m或8m或10m,相邻的挤密桩的中心间距为1.2m或1.4m或1.6m或1.8m或2.0m。
路床4,由石灰土或水泥土分3层或4层填筑,每层石灰土或水泥土的厚度为25cm或30cm,路床4铺设细粒土路堤本体2顶部形成水平增强体,与下部竖向增强体3组成复合受力结构,共同分担上部路面及车辆荷载。
路堤边坡5,为细粒土路堤本体2两侧的边坡体,路堤边坡5应根据稳定性要求设置边坡坡率为1:1.5或1:2.0或1:2.5或1:3.0,沿垂直高度间隔8m或9m或10m对应的沿路堤边坡5上设置一道边坡平台8,边坡平台8宽度2m或3m或4m。
排水沟6,为采用浆砌片石砌筑的矩形敞口排水沟,排水沟沿路基纵向设置在边坡平台8上,用于收集和排泄路堤边坡5的地表降雨汇水。
骨架植草防护7,包括骨架9和植草10,设置在路堤边坡5表面,用于防护和绿化路堤边坡;所述的骨架9在路堤边坡5的坡面上呈拱形或菱形,间距为2m或3m或4m分布,采用浆砌片石或水泥混凝土砌筑;所述的植草10选择当地生命力强、成活率高的草种,为黑麦芽或高羊茅或狗牙根,与根植土混合播散在骨架9中。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或替代,但不会偏离本实用新型的精髓或者超越所附权利要求书外定义的范围。