一种轻质土路基结合钢管桩的路基结构及施工方法与流程

本发明涉及建筑施工技术领域，尤其是涉及一种轻质土路基结合钢管桩的路基结构，以及一种轻质土路基结合钢管桩的路基结构施工方法。

背景技术：

轻质泡沫混凝土是土建工程领域中近年开发的一种新型轻质填土材料，是利用物理方法将发泡剂水溶液制备成泡沫，与水泥基胶凝材料、水及集料、掺和料、外加剂按照一定的比例混合搅拌，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料，因其具有轻质性、强度可调节性、高流动性、固化后的直立性、良好的施工性、耐久性、隔热性等特点，在建设工程中具有独特的优势。

专利cn102383368所公开的轻质土的填筑方法是：对路基采用分区交错浇筑法。从路基的一侧到路基另一侧，沿路基纵向每隔一定距离设置一列模板，共设置n列模板，自路基一侧到另一侧，对模板进行编号。对编号为奇数的浇筑带进行泡沫轻质混凝土浇筑，直至将所有奇数浇筑带全部浇筑完毕；然后拆除编号为偶数的模板，然后对编号为偶数的浇筑带进行泡沫轻质混凝土浇筑，直至将所有偶数浇筑带全部浇筑完毕。

然而，现有技术中的轻质土填筑方法不适用于陡坡及高填方路基的填筑。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种轻质土路基结合钢管桩的路基结构，以解决现有技术中的轻质土填筑方法不适用于陡坡及高填方路基的填筑的技术问题。

本发明提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构，包括第一台阶结构、钢管桩和轻质混凝土层；

所述第一台阶结构形成于坡面的表面上；

所述钢管桩为多个，多个所述钢管桩分别固定在所述第一台阶结构上；

所述轻质混凝土层浇筑在所述第一台阶结构和所述钢管桩上。

进一步地，所述轻质土路基结合钢管桩的路基结构还包括第二台阶结构；

所述第二台阶结构形成于边坡的表面上；

第二台阶结构上固定有多个钢管桩，且所述轻质混凝土层浇筑在所述第二台阶结构和所述钢管桩上。

进一步地，所述钢管桩内设有小石子砼。

进一步地，所述轻质混凝土层上设有多个沉降缝；

沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的纵向，多个所述沉降缝均匀间隔设置；所述沉降缝内填充聚苯乙烯板、填沥青木板、木板夹或沥青麻絮。

进一步地，所述轻质土路基结合钢管桩的路基结构还包括土工膜；所述土工膜设置在所述轻质混凝土层的上表面上。

进一步地，所述轻质土路基结合钢管桩的路基结构还包括金属网；所述金属网设置在所述轻质混凝土层内。

本发明的目的还在于提供一种轻质土路基结合钢管桩的路基结构施工方法，包括以下步骤：

第一台阶结构开挖：依据坡面各里程横断面地形，在坡面上开挖第一台阶结构；

设置钢管桩：在第一台阶结构上固定安装多个钢管桩；

浇筑轻质混凝土：在第一台阶结构和钢管桩上浇筑轻质混凝土。

进一步地，还包括以下步骤：

侧面板基础开挖：在边坡上开挖第二台阶结构；

设置钢管桩还包括：在第二台阶结构上固定安装多个钢管桩；

浇筑轻质混凝土还包括：在第二台阶结构和钢管桩上浇筑轻质混凝土。

进一步地，还包括以下步骤：

设置沉降缝、土工膜和金属网：在轻质混凝土上沿路基的纵向均匀间隔设置多个沉降缝；在轻质混凝土顶面上设置土工膜；在轻质混凝土内设置金属网。

本发明提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构，包括第一台阶结构、钢管桩和轻质混凝土层；所述第一台阶结构形成于坡面的表面上；所述钢管桩为多个，多个所述钢管桩分别固定在所述第一台阶结构上；所述轻质混凝土层浇筑在所述第一台阶结构和所述钢管桩上。采用钢管桩和轻质混凝土相结合的方式，提高轻质土路基结合钢管桩的路基结构的抗滑性能，有效缓解陡坡及高填方路基堤稳定性问题、差异沉降问题以及侧向变形问题，使该轻质土路基结合钢管桩的路基结构能够应用于陡坡及高填方路基的填筑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构的平面图；

图2是本发明实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构中第一台阶结构上的钢管桩的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构中第二台阶结构上的钢管桩的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构的剖面图；

图5是本发明实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构中坡面和边坡的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构中轻质混凝土的施工流程图。

图标：1－钢管桩；2－轻质混凝土层；3－沉降缝；4－小石子砼；5－第一台阶结构；6－砼基础；7－路面；8－土工膜；9－金属网；10－坡面；11－边坡。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供了一种轻质土路基结合钢管桩的路基结构及施工方法，下面给出多个实施例对本发明提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构及施工方法进行详细描述。

实施例1

本实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构，如图1至图6所示，包括第一台阶结构5、钢管桩1和轻质混凝土层2；第一台阶结构5形成于坡面10的表面上；钢管桩1为多个，多个钢管桩1分别固定在第一台阶结构5上；轻质混凝土层2浇筑在第一台阶结构5和钢管桩1上。

该轻质土路基结合钢管桩的路基结构，在坡面10的表面上形成第一台阶结构5后，将多个钢管桩1固定在第一台阶结构5上，并将轻质混凝土浇筑在第一台阶结构5和钢管桩1上，以形成轻质土路基结合钢管桩的路基结构，该轻质混凝土层2上可以用于设置路面7。采用钢管桩1和轻质混凝土相结合的方式，钢管桩1能够提高轻质土路基结合钢管桩的路基结构的抗滑性能，有效缓解陡坡及高填方路基堤稳定性问题、差异沉降问题以及侧向变形问题，使该轻质土路基结合钢管桩的路基结构能够应用于陡坡及高填方路基的填筑。

将本实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构应用于特殊性岩土地区，为处理地基基础刚度差异较大、具有膨胀性的填筑路基提供依据。该路基基础可以应用于垂直填筑中，垂直填筑能够避免或减少建筑物的拆迁，大幅减少改扩建工程所需的征地数量，节约宝贵的土地资源。

具体地，第一台阶结构5依据轻质土路基结合钢管桩的路基结构各里程横断面地形设置，第一台阶结构5的每阶台阶水平方向的宽度为3m，垂直高度依据地形的变化而变化，每阶台阶水平坡度与横断面坡面10方向相反，坡度为2％。挖制第一台阶结构5时，可以由下至上进行挖制。

采用分层分孔对称方式进行浇筑轻质混凝土层2作业，先进行各施工区域第一层的施工，每一层一次最大的施工厚度不能超过80cm；最小施工厚度不小于30cm，填筑气泡混合轻质混凝土时，由于其自身重量的影响，会压缩气泡和消泡。因此，填筑后的气泡混合轻质混凝土上有时会出现紧缩而导致混容重增加的情况，根据大量的试验和施工经验，轻质土的最佳施工厚度为50cm。上一层浇筑作业应该在下一层浇筑终凝后进行，浇过程中，泵送管出口应与浇筑面保持水平，不宜采用喷射方式浇筑。

在浇筑轻质混凝土层2步骤中，新拌气泡混合轻质混凝土采用配管泵送，通过发泡装置制得均匀气泡群，每班开工前现场进行气泡群密度检测，允许偏差为48－52g/l，气泡群与水泥浆通过搅拌设备搅拌均匀制得气泡混合轻质混凝土，气泡群应及时与水泥浆料混合均匀，新拌气泡混合轻质上控制容重550－650g/l允许范围，流动度160－200mm。

轻质混凝土浇筑时应沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式：浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动；浇筑时出料口宜埋入泡沫轻质土内。进行扫平表面时，应尽量使浇注口保持水平，并使浇注口离当前浇筑轻质土表面尽可能低；出料口在浇注过程中，不宜悬空。在移动浇注管、自出料口取样、扫平表面或需要冲散浇注区内多余的泡沫时，出料口离当前泡沫轻质土流动表面的高差宜控制在1m以内。

实施垂直浇筑法，可大幅节省应力、减少征地数量、降低施工成本、缩短工期。

需要说明的是，在轻质混凝土施工面积大于500㎡时，施工时需要采用分格施工的方式。

进一步地，轻质土路基结合钢管桩的路基结构还包括第二台阶结构；第二台阶结构形成于边坡11的表面上；第二台阶结构上固定有多个钢管桩1，且轻质混凝土层2浇筑在第二台阶结构和钢管桩1上。

具体地，在坡面10的两侧具有边坡11时，可以在边坡11的上表面上形成第二台阶结构，将多个钢管桩1固定在第二台阶结构上，并将轻质混凝土浇筑在第二台阶结构和第二台阶结构上的钢管桩1上，该轻质混凝土层2上可以用于设置保护面板。

浇筑轻质混凝土层2的方式与第一台阶结构5上的轻质混凝土层2一致，此处不再赘述。

施工时，在纵断面方向依据各断面填充高度开挖第二台阶结构，开挖顺序自顶至底，每阶台阶水平方向宽度为0.9m的整数倍。

多个钢管桩1分散设置在第一台阶结构5和第二台阶结构上，其中，多个钢管桩1可以间隔任意适合的距离设置。

例如，沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的横向，相邻的钢管桩1之间的间距大致为3m，沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的纵向，相邻的钢管桩1之间的间距大致为1m，在沉降缝3处可以稍作调整。

第一台阶结构5上，每个钢管桩1埋置深度根据实际情况设置，例如，第一层第一台阶结构5上的钢管桩1埋置深度为2m、外露高度为1.5m，第二层及第二层以上的第二台阶结构5上的钢管桩1可以适当加深，以抵抗轻质混凝土轻质土路基结合钢管桩的路基结构向路肩方向滑动侧移的作用；每个钢管桩1的桩径为20cm，钢管材质为q345，厚度为10mm，管内填充c30型号的小石子砼4。

第二台阶结构上，每个钢管桩1埋置在第二台阶结构上钻好的孔中，然后向第二台阶结构上的孔种灌注混凝土；每个钢管桩1埋置深度根据实际情况设置，例如，第一层第一台阶结构5上的钢管桩1埋置深度为2m、外露高度为1.5m，第二层及第二层以上的第二台阶结构5上的钢管桩1可以适当加深，以抵抗轻质混凝土轻质土路基结合钢管桩的路基结构向路肩方向滑动侧移的作用；每个钢管桩1桩径为20cm，钢管材质为q345，厚度为10mm，管内填充c30小石子砼4。

进一步地，轻质混凝土层2上设有多个沉降缝3；沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的纵向，多个沉降缝3均匀间隔设置；沉降缝3内填充聚苯乙烯板、填沥青木板、木板夹或沥青麻絮。

其中，沉降缝3的延伸方向与轻质土路基结合钢管桩的路基结构的横向平行，沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的纵向每隔20cm设置一道沉降缝3，沉降缝3的宽度为1cm，沉降缝3内以聚苯乙烯板填充。

进一步地，轻质土路基结合钢管桩的路基结构还包括土工膜8；土工膜8设置在轻质混凝土层2的上表面上。

轻质混凝土层2的顶面上设置一层hdpe防渗土工膜8，采用gh－1型聚乙烯土工膜8，厚度为0.5mm。

进一步地，轻质土路基结合钢管桩的路基结构还包括金属网9；金属网9设置在轻质混凝土层2内，以提高轻质土路基结合钢管桩的路基结构的防裂性能。

轻质混凝土层2顶部以下1m高度范围内设置两层φ25mm(25×25mm)镀锌铁丝网；当轻质混凝土层2高度大于8m时，在轻质混凝土层2中部增设一层φ25mm(25×25mm)镀锌铁丝网。

本实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构，包括第一台阶结构5、钢管桩1和轻质混凝土层2；第一台阶结构5形成于坡面10的表面上；钢管桩1为多个，多个钢管桩1分别固定在第一台阶结构5上；轻质混凝土层2浇筑在第一台阶结构5和钢管桩1上。采用钢管桩1和轻质混凝土相结合的方式，钢管桩1能够提高轻质土路基结合钢管桩的路基结构的抗滑性能，有效缓解陡坡及高填方路基堤稳定性问题、差异沉降问题以及侧向变形问题，使该轻质土路基结合钢管桩的路基结构能够应用于陡坡及高填方路基的填筑。

实施例2

本实施例提供的轻质土路基结合钢管桩的路基结构施工方法，包括以下步骤：

第一台阶结构5开挖：依据坡面10各里程横断面地形，在坡面10上开挖第一台阶结构5；

具体地，第一台阶结构5依据轻质土路基结合钢管桩的路基结构各里程横断面地形设置，第一台阶结构5的每阶台阶水平方向的宽度为3m，垂直高度依据地形的变化而变化，每阶台阶水平坡度与横断面坡面10方向相反，坡度为2％。挖制第一台阶结构5时，可以由下至上进行挖制；

设置钢管桩1：在第一台阶结构5上固定安装多个钢管桩1；

具体地，沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的横向，相邻的钢管桩1之间的间距为3m，沿轻质土路基结合钢管桩的路基结构的纵向，相邻的钢管桩1之间的间距为1m，在沉降缝3处可以稍作调整，每个钢管桩1埋置深度为2m、外露高度为1.5m、桩径为20cm，钢管材质为q345，厚度为10mm，管内填充c30型号的小石子砼4；

浇筑轻质混凝土：在第一台阶结构5和钢管桩1上浇筑轻质混凝土；

具体地，采用分层分孔对称方式进行浇筑轻质混凝土层2作业，先进行各施工区域第一层的施工，每一层一次最大的施工厚度不能超过80cm；最小施工厚度不小于30cm，填筑气泡混合轻质混凝土时，由于其自身重量的影响，会压缩气泡和消泡。因此，填筑后的气泡混合轻质混凝土上有时会出现紧缩而导致混容重增加的情况，根据大量的试验和施工经验，轻质土的最佳施工厚度为50cm。上一层浇筑作业应该在下一层浇筑终凝后进行，浇过程中，泵送管出口应与浇筑面保持水平，不宜采用喷射方式浇筑。

在浇筑轻质混凝土层2步骤中，新拌气泡混合轻质混凝土采用配管泵送，通过发泡装置制得均匀气泡群，每班开工前现场进行气泡群密度检测，允许偏差为48－52g/l，气泡群与水泥浆通过搅拌设备搅拌均匀制得气泡混合轻质混凝土，气泡群应及时与水泥浆料混合均匀，新拌气泡混合轻质上控制容重550－650g/l允许范围，流动度160－200mm。

轻质混凝土浇筑时应沿浇注区长轴方向自一端向另一端浇注；如采用一条以上浇注管浇注时，则可并排地从一端开始浇注，或采用对角的浇注方式：浇注过程中，当需要移动浇注管时，应沿浇注管放置的方向前后移动，而不宜左右移动浇注管；如确实需要左右移动浇注管，则应将浇注管尽可能提出当前已浇注轻质土表面后再移动；浇筑时出料口宜埋入泡沫轻质土内。进行扫平表面时，应尽量使浇注口保持水平，并使浇注口离当前浇筑轻质土表面尽可能低；出料口在浇注过程中，不宜悬空。在移动浇注管、自出料口取样、扫平表面或需要冲散浇注区内多余的泡沫时，出料口离当前泡沫轻质土流动表面的高差宜控制在1m以内。

实施垂直浇筑法，可大幅节省应力、减少征地数量、降低施工成本、缩短工期。

采用钢管桩1和轻质混凝土相结合的方式，钢管桩1能够提高轻质土路基结合钢管桩的路基结构的抗滑性能，有效缓解陡坡及高填方路基堤稳定性问题、差异沉降问题以及侧向变形问题，使该轻质土路基结合钢管桩的路基结构能够应用于陡坡及高填方路基的填筑。

进一步地，还包括以下步骤：

侧面板基础开挖：在边坡11上开挖第二台阶结构；具体地，在纵断面方向依据各断面填充高度开挖第二台阶结构，开挖顺序自顶至底，每阶台阶水平方向宽度为0.9m的整数倍；

设置钢管桩1还包括：在第二台阶结构上固定安装多个钢管桩1；

浇筑轻质混凝土还包括：在第二台阶结构和钢管桩1上浇筑轻质混凝土。

浇筑轻质混凝土层2的方式与第一台阶结构5上的轻质混凝土层2一致，设置钢管桩1的方式与第一台阶基础上设置钢管桩1的方式一致，此处不再赘述。

进一步地，还包括以下步骤：

设置沉降缝3、土工膜8和金属网9：在轻质混凝土上沿路基的纵向均匀间隔设置多个沉降缝3；在轻质混凝土顶面上设置土工膜8，提高防渗性能；在轻质混凝土内设置金属网9，轻质混凝土层2顶部以下1m高度范围内设置两层φ25mm(25×25mm)镀锌铁丝网；当轻质混凝土层2高度大于8m时，在轻质混凝土层2中部增设一层φ25mm(25×25mm)镀锌铁丝网。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。