路基处理方法与流程

1.本发明涉及土木工程技术领域。更具体地说，本发明涉及一种路基处理方法。


背景技术：

2.随着国民经济的快速发展，高速公路、高速铁路等建设得到大力发展。这些工程难免遇到软土地基，首先，软土地基本身的承载力较弱，难以满足路基的基本建设要求；其次，软基含水量直接影响路基填料的性能，从而引发沉降问题。为减小软土路基病害，针对软土地基处理提出了很多技术和方法，而用桩基处理的方法是一种有效提高地基承载力的方法。
3.砂石桩地基是指挤密桩地基的一种，是一种常用的软土地基处理方法，砂桩和砂石桩统称为砂石桩。利用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔，将砂或砂卵石或砾石、碎石，挤压入孔中，形成大直径的砂或砂卵石(碎石)所构成的密实桩体。形成的桩体具有良好的透水性，但是其提高地基承载力的程度有限。
4.《中国路基工程学术研究综述
·
2021》(《中国公路学报》第34卷第3期)一文中综述了一种桩基新技术—现浇x形混凝土桩，其根据等截面异性周边扩大原理，充分利用了桩基截面异性的特点，增加了桩侧摩阻力，比传统的圆柱桩更能提高地基的承载力。针对这种混凝土桩基，虽能大大提高地基承载力，但其透水性差，并不能有效改善软土地基透水性。
5.因此，针对软土地基，需要综合设计出一种既能提高地基承载力又能改善透水性的处理方法。


技术实现要素：

6.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
7.本发明还有一个目的是提供一种路基处理方法，能有效提高软土地基承载力、改善软土地基透水性，保障软土路基的施工质量，有效减小软土路基病害。
8.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种路基处理方法，包括以下步骤：
9.步骤一、夯实整平软土地基，在软土地基上铺设一层碎石层，进行碾压压实；
10.步骤二、在碎石层上铺设一层第一土工布；
11.步骤三、在路基的两侧的边坡坡脚处设置多个钢筋笼，每个钢筋笼沿着路基高度方向延伸，且底端穿过第一土工布、碎石层并延伸至软土地基内；
12.步骤四、在钢筋笼内加入石料，进行夯实整平；
13.步骤五、在第一土工布上方填筑第一层填料层，进行夯实整平；
14.步骤六、在第一层填料层上方设有第一水平增强体，进行夯实整平；
15.步骤七、在第一水平增强体上方铺设透水层；
16.步骤八、在透水层上方铺设第二层填料层，进行夯实整平；
17.步骤九、在第二层填料层上方设有第二水平增强体，其顶部与钢筋笼的顶部齐平；
18.步骤十、在第二水平增强体上方填筑面层。
19.优选的是，第一水平增强体和第二水平增强体均包括两层第二土工布以及设于两层第二土工布之间的土工格栅。
20.优选的是，钢筋笼包括多根纵向钢筋、用于捆扎纵向钢筋的多根横向钢筋，多根纵向钢筋垂直软土地基设置，钢筋笼的横截面形状为x形，钢筋笼的四个周边为弧形的。
21.优选的是，土工格栅采用聚丙烯双向土工格栅。
22.优选的是，透水层包括多根透水管、填筑于透水管外壁的粗砂，铺设透水层的步骤为：
23.步骤一、在第一水平增强体上方填筑一层粗砂；
24.步骤二、在粗砂上方铺设透水管组，透水管组包括沿着路基长度方向间隔铺设的多根第一透水管、与第一透水管长度方向垂直的多根第二透水管，相邻的第一透水管之间连接多根第二透水管，其中，第一透水管沿路基宽度方向延伸且长度与路基的宽度一致；
25.步骤三、在透水管组上填筑一层粗砂，进行夯实。
26.优选的是，在铺设完钢筋笼后，在步骤五～步骤九的铺设过程中，每间隔2m用液压夯机对钢筋笼的周边进行压实。
27.优选的是，在步骤一～步骤九的铺设过程中，每间隔3m用强夯设备进行压实。
28.优选的是，在路基的两侧设置排水沟，第一透水管与排水沟连通。
29.优选的是，面层为沥青层。
30.优选的是，面层为透水性混凝土层。
31.本发明至少包括以下有益效果：
32.1、本发明通过设置竖向的钢筋笼来提高地基承载力，钢筋笼的横截面形状设置为x形，其四个周边为弧形的，以增加其桩侧摩阻力，比传统的圆柱桩更能提高地基的承载力，同时，在钢筋笼内设有级配良好的石料，一方面可以提高地基承载力，另一方面，还是良好的排水通道，进而提高路基的稳定性并减小工后沉降；
33.通过设置第一水平增加体和第二水平增强体进一步提高地基承载力，第一水平增加体和第二水平增强体均包括两层第二土工布以及设于两层第二土工布之间的土工格栅，土工格栅具有较强的抗应力的能力，有效减小路基沉降，同时，土工格栅还可以提高路基的抗剪能力，提高了地基的承载力以此减小路基沉降；由于第二工布的存在，形成了良好的排水通道，将路基内多余液体和气体外排，有效改善透水性；
34.综上，通过设置水平铺设的第一水平增加体、第二水平增强体与竖直设置的钢筋笼协同、多维地提高地基承载力，同时，又能兼具良好的透水性。
35.2、本发明为进一步改善路基的透水性，设置了透水层，透水层包含多根透水管，其具有较强的排、渗水的能力，形成良好的排水通道，将路基中的水吸入到中空的透水管的管体内，并排出至路基外，以解决夏季路基湿软、翻浆及冬季路基范围内地下水出露形成的涎流冰的问题，并通过改善路基的透水性，有效减小路基出现沉降。
36.3、本发明通过合理设置钢筋笼安装的步骤以保证其性能，先布置钢筋笼，再铺设后续的第一水平增强体～第二水平增强体，可使得在下方钢筋笼的过程，能及时纠正其偏位，保证钢筋笼顺利放到位，使其安装完后处于竖直的状态，最大限度地保证其提供地基承载力的效果。
37.4、本发明在铺设完钢筋笼后，在铺设第一层填料层～第二水平增强体的过程中，通过对钢筋笼的周边进行压实，使钢筋笼的周边的土体的抗剪强度大幅度提高，显著增大桩侧摩阻力，具有优越的承载变形性质。
38.5、本发明在铺设路基的过程中，采取分层压实或碾压的方式，并配合每间隔3m进行压实补强的措施，使得路基的加固效果好，承载力高且承载力分布均匀，能够有效保障路基的施工质量。
39.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
40.图1为本发明所述的路基的剖面示意图；
41.图2为本发明所述的钢筋笼的立体图；
42.附图说明：
43.1-碎石层；2-第一土工布；3-钢筋笼；4-第一层填料层；5-第一水平增加体；51-第二土工布；52-土工格栅；53-第二土工布；6-透水层；7-第二水平增强体；71-第二土工布；72-土工格栅；73-第二土工布；8-面层。
具体实施方式
44.下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
45.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
46.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
47.在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等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，并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。
48.如图1所示，本发明提供一种路基处理方法，包括以下步骤：
49.步骤一、夯实整平软土地基，在软土地基上铺设一层碎石层1，进行夯实整平；
50.步骤二、在碎石层1上铺设一层第一土工布2；
51.步骤三、在路基的两侧的边坡坡脚处设置多个钢筋笼3，每个钢筋笼3沿着路基高度方向延伸，且底端穿过第一土工布2、碎石层1并延伸至软土地基内；
52.步骤四、在钢筋笼3内加入石料，进行夯实整平；
53.步骤五、在第一土工布2上方填筑第一层填料层4，进行夯实整平；
54.步骤六、在第一层填料层4上方设有第一水平增加体5，进行夯实整平；
55.步骤七、在第一水平增加体5上方铺设透水层6；
56.步骤八、在透水层6上方铺设第二层填料层，进行夯实整平；
57.步骤九、在第二层填料层上方设有第二水平增强体7，其顶部与钢筋笼3的顶部齐
平；
58.步骤十、在第二水平增强体7上方填筑面层8。
59.本实施例施工完成后，路基的剖面示意图如图1所示，软土路基从下至上依次包括：软土地基、碎石层1、第一土工布2、第一层填料层4、第一水平增加体5、透水层6、第二层填料层、第二水平增强体7、面层8，并在路基的两侧的边坡坡脚处设置多个钢筋笼3，每个钢筋笼3沿着路基高度方向延伸，且底端穿过第一土工布2、碎石层1并延伸至软土地基内，在钢筋笼3内设有石料。
60.在上述技术方案中，步骤一：采用强夯法夯实整平软土地基，在进行处理前，先进行试夯，通过试夯来确定夯击参数，接着设置夯击点位置，夯击点位置可以布置为但不仅限于等边三角形、等腰三角形、正方形，优选为正方形，各夯击点的间距控制在4～5m，强夯分多遍进行，优选为三遍，两遍夯击之间有一定的间隔时间，便于软土中超静孔隙水压力的消失，进行强夯之后，可有效提高软土地基强度，降低软土的压缩性；接着在软土地基上铺设一层碎石层1并碾压压实，为保证较高的压实度，采取分层、多次碾压的方式，每层的厚度为200～300mm，在碎石层1的边缘处，用打夯机进行补夯压实，碾压处理后的碎石垫层具有较高的强度、较好的密实度，可很好地将路基受到的路面荷载传递到软土地基及其软土地基以下的地层中，确保路基的稳定，由于碎石垫层是柔性的，可以调节地基受力，使其受力均匀，同时，碎石层1也起到排水的功能，可增强路基的排水；
61.步骤二：在碎石层1上铺设一层第一土工布2，在铺设土工布时，用袋装砂间隔1～2m对土工布进行压载，使土工布紧贴碎石层1，以保证土工布的铺设质量，土工布铺设时要保持平顺，呈松弛状，不宜张紧，另外要留有一定的富裕量以适应变形；土工布可以形成排水通道，将路基内多余液体和气体外排，同时，土工布可对具有不同物理性质的碎石层1和第一层填料层4进行隔离，形成稳定的分界面，保持碎石层1和第一层填料层4的材料的整体结构和功能；
62.步骤三：在路基的两侧的边坡坡脚处设置多个钢筋笼3，每个钢筋笼3沿着路基高度方向延伸，且底端穿过第一土工布2、碎石层1并延伸至软土地基内；通过设置竖向的钢筋笼3，可以增强地基的承载力；先布置钢筋笼3，再开展步骤六～步骤九的分层铺设的工作，可使得在下方钢筋笼3的过程，能及时纠正偏位，保证钢筋笼3顺利放到位，使其安装完后处于竖直的状态，最大限度地保证其提供地基承载力的效果；
63.步骤四：在钢筋笼3内加入级配良好的石料，进行夯实整平，确保压实度满足要求；石料一方面可以提高地基承载力，另一方面，还是良好的排水通道，进而提高路基的稳定性并减小工后沉降；
64.步骤五：在第一土工布2上方填筑第一层填料层4，进行夯实整平；选用压实容易、强度到、水稳定性好的填料，以提高压实性能和强度，使得路基的水分更好地被吸收，从而使得路基的稳定性得到提高；填料可以但不仅限于级配良好的砾石、碎石土、砂土质碎石及碎石砂，粗粒土中的粗、细砂质粉土，细粒土中的轻、重粉质黏土，泡沫轻质土，优选为泡沫轻质土，其为轻质材料，重度小，可通过减小地基中的附加应力而起到减小地基沉降的作用。
65.步骤六：在第一层填料层4上方设有第一水平增加体5，进行夯实整平；通过设置第一水平增加体5进一步提高地基承载力，可以有效补足钢筋笼3在水平方向上作用范围有限
的缺憾；通过设置水平的第一水平增加体5和竖直的钢筋笼3，协同、多维地提高地基承载力；
66.步骤七：在第一水平增加体5上方铺设透水层6；通过设置透水层6进一步强化路基的透水性，并形成良好的排水通道，提高软土路基的稳定性并减小工后沉降；
67.步骤八：在透水层6上方铺设第二层填料层，进行夯实整平；第二层填料层的材料与第一层填料层4选用的材料一致，作用一致，在此不再赘述；
68.步骤九：在第二层填料层上方设有第二水平增强体7，其顶部与钢筋笼3的顶部齐平；第二水平增强体7和第一水平增加体5的材料一致，作用一致，在此不再赘述；
69.步骤十：在第二水平增强体7上方填筑面层8。
70.另一种技术方案，第一水平增加体5和第二水平增强体7均包括两层第二土工布以及设于两层第二土工布之间的土工格栅，土工格栅具有较强的抗应力的能力，有效减小路基沉降，同时，土工格栅还可以提高路基的抗剪能力，提高了地基的承载力以此减小路基沉降；水平铺设的土工格栅与竖直设置的钢筋笼3协同、多维地提高地基承载力；在土工格栅上下分别设有一层第二土工布，第二土工布与第一土工布2的材料、作用一致，可以形成排水通道，将具有不同物理性质材料进行隔离，保持材料的整体结构和功能。
71.另一种技术方案，钢筋笼3包括多根纵向钢筋、用于捆扎纵向钢筋的多根横向钢筋，多根纵向钢筋垂直软土地基设置，如图2所示为钢筋笼3的立体图(图中未画出横向钢筋)，钢筋笼3的横截面形状为x形，钢筋笼3的四个周边为弧形的，根据等截面异性周边扩大原理，充分利用了截面异性的特点，增加了桩侧摩阻力，比传统的圆柱桩更能提高地基的承载力。
72.另一种技术方案，土工格栅采用聚丙烯双向土工格栅，双向土工格栅具有强度高、尺寸稳定性好、质量轻、韧性好、抗疲劳、抗老化、耐腐蚀及耐蠕变性好等优良性能，聚丙烯双向土工格栅能够较强的强度，能有效地提升路基性能，有效减小路基病害。
73.另一种技术方案，透水层6包括多根透水管、填筑于透水管外壁的粗砂，透水管具有较强的排、渗水的能力，将路基中的水吸入到中空的透水管的管体内，而将泥沙杂质阻挡在透水管的管体外，同时，透水管具有足够的抗压扁能力，透水管的管体坚固耐用，并可以防止倒管，透水管具有较高的抗拉强度，可承受土体压力和滑动，具体地，铺设透水层6的步骤为：
74.步骤一、在第一水平增加体5上方填筑一层粗砂，粗砂具有较好的透水性；
75.步骤二、在粗砂上方铺设透水管组，透水管组包括沿着路基长度方向间隔铺设的多根第一透水管、与第一透水管长度方向垂直的多根第二透水管，相邻的第一透水管之间连接多根第二透水管，其中，第一透水管沿路基宽度方向延伸且长度与路基的宽度一致，由于其长度延伸至路基边缘，可将其吸收的水分排出至路基外；通过设置第一透水管和第二透水管，可以多维地吸收土中的水，由于第二透水管与第一透水管连接，第二透水管吸收的水可通过第一透水管排出路基外；
76.步骤三、在透水管组上填筑一层粗砂，进行夯实。
77.通过设置透水层6，可有效地将过地下水引至路基以外，起到排水的作用，从而解决夏季路基湿软、翻浆及冬季路基范围内地下水出露形成的涎流冰的问题，并通过改善路基的透水性，有效减小路基出现沉降。
78.另一种技术方案，在铺设完钢筋笼3后，在步骤五～步骤九的铺设过程中，每间隔2m用液压夯机对钢筋笼3的周边进行压实，使得钢筋笼3的周边的土体产生压缩挤密，土体力学指标(包括内摩擦角和内摩擦系数)提高，从而使钢筋笼3的周边的土体的抗剪强度大幅度提高，钢筋笼3与土体(包括第一层填料层4、第二层填料层、粗砂)的接触更为紧密，桩侧摩阻力显著增大，具有优越的承载变形性质。
79.另一种技术方案，在步骤一～步骤九的铺设过程中，每间隔3m用强夯设备进行压实；在步骤一～步骤九的铺设过程中，进行分层加固，使得路基的加固效果好，承载力高且承载力分布均匀，能够有效保障路基的施工质量。
80.另一种技术方案，在路基的两侧设置排水沟，第一透水管与排水沟连通，第一透水管将路基中的水排出至排水沟中，以提供良好的基础施工设施。
81.另一种技术方案，面层8为沥青层。
82.另一种技术方案，面层8为透水性混凝土层。
83.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
84.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。