专利名称：一种处理高速公路桥头跳车问题的方法及结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及防治高速公路桥头跳车领域，具体地说，涉及一种处理高速公路桥头跳车问题的方法及结构。
背景技术：
随着我国高速公路的建设发展，桥头跳车缩短交通工具的使用寿命，影响交通安全，桥头跳车已成为国际公认的交通技术难题。通常情况下，桥台地基不发生沉降，因此桥头跳车主要是由于地基不均匀沉降导致公路桥头出现了错台，会对路面结构造成不良影响乃至破坏，另外地基刚度突变、车速与车辆本身的抗振性能不高和填土不实也会导致桥头跳车等。其中引起桥头跳车的根本原因是柔性道路与刚性结构物之间的连接处因刚度不同发生不均匀沉降，地基与桥台之间产生错台，因而使两个对接性质不同路面体系在抗垂直形变上其刚度能够平顺过渡，是解决好桥头跳车的关键。目前国内公路部门和科研单位采用的多种解决桥头跳车的方法，对软弱地基处理，现在国内有换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。传统软土路基处理方法无法有效的建立桥台到路基的刚度平顺过渡，刚度变化措施少。近些年一种通过由长桩和短桩交替排列而成的刚性复合地基改变地基刚度的高速公路桥头跳车处理方法逐步应用于高速公路的建设中，此处理方法解决了地基和桥台刚度平顺过度的问题，但是该处理方法中应用的长短桩强度要求较高、施工设施和施工过程较为复杂、施工成本相对较高。所以，有必要对上述高速公路桥头跳车处理方法存在长短桩强度要求较高、施工设施和施工过程较为复杂、施工成本相对较高等问题进行进一步的改进，以避免上述问题。
发明内容
本发明提出的一种处理高速公路桥头跳车问题的方法及结构，其中群桩地基中桩长、桩径和桩基密度均逐渐减小，桩与土密实结合共同作用实现群桩桩基和桥台桩基础的刚度平顺过度，解决桥头跳车问题的同时也解决了现有高速公路桥头跳车处理方法存在长短桩强度要求较高、施工设施和施工过程较为复杂、施工成本相对较高等问题。本发明涉及的高速公路桥头跳车的处理方法，其包括以下步骤(I)在刚性桥台和柔性路基之间设置过渡地基；(2)在过度地基打入变刚度群桩并填筑地基，完成变刚度群桩地基，其中，所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的长度逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的桩径逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，其群桩的密度逐渐减小；(3)在桥台施工打桩工艺并填筑桥台，完成桥台桩基础；(4)填筑路基；以及(5)填铺路面。另外，本发明涉及的一种高速公路桥头跳车的处理结构，包括桥台桩基础、路面、路基和变刚度群桩地基，其中，所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的长度逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的桩径逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，其群桩的密度逐渐减小。此外，优选的是，所述变刚度群桩地基中的群桩为钻孔灌注桩。此外，优选的是，所述桥台桩基础中的桩为预制桩或者灌注桩。另外，优选的是，在所述群桩地基中，任意两根桩之间的距离是该两根桩中的大直径桩的3倍直径以上。另外，优选的是，所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，所述变刚度群桩地基中的群桩的桩径以10%至30%逐渐递减。本发明提供的一种高速处理高速公路桥头跳车问题的方法及结构，根据路面荷载和地基条件，设计出符合桥头沉降控制要求的群桩变刚度方案，采用普通等钻孔灌注桩进行地基加固处理，可提高浅部地基的承载力和降低沉降量。通过群桩地基中桩长、桩径和桩基密度均逐渐减小实现地基和桥台桩基础刚度的平顺过度，解决桥头跳车问题，同时施工设施和施工过程简单、施工成本低、对群桩地基的桩强度要求相对低。
通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。图I是高速公路桥头跳车的处理方法的流程图；图2是处理高速公路桥头跳车问题的结构示意简图。附图标记说明I、桥台桩基础；2、路面；3、路基；4、变刚度群桩地基。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。在下面的描述中，只通过说明的方式对本发明的某些示范实施例进行描述，毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同方式对所述的实施方案进行修正。因此，附图和描述在本质上只是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，相同的附图标记标示相同的部分。图I是高速公路桥头跳车的处理方法的流程图。如图I所示，在步骤S110，根据路面荷载和地基条件，首先设计出符合桥头沉降控制要求的群桩变刚度方案，然后在刚性桥台和柔性路基3之间设置一个过度区域，用来实现刚性桥台和柔性路基3之间的柔顺过度。在步骤S120，采用钻孔灌注桩成孔，清理平整施工场地，根据方案确定桩的具体位置，保证任意两根桩之间的距离是该两根桩中的大直径桩的3倍直径以上，埋设护桶固定桩孔位置，泥浆制备成孔。待灌注桩成孔后，清理孔内沉渣，然后下放钢筋笼，浇注混凝土成桩，其中变刚度群桩地基4从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的长度、桩径、桩基密度逐渐减小实现刚性桥台和柔性路基3之间刚度柔顺过度，其中，群桩的桩径以10%至30%逐渐递减。然后用石屑垫层、砂垫层、混合灰土填筑地基并夯实，即完成改变了刚度的群桩地基4。接着，步骤S130，在刚性桥台施工钻孔灌注桩、沉管灌注桩或预制桩，用石屑垫层、砂垫层、混合灰土填筑地基并夯实填筑桥台并夯实，即完成桥台桩基础I。之后，步骤S140，用土或石料修筑路基3。最后，步骤S150，用浙青混凝土、水泥混凝土等材料填铺路面2并夯实。图2是表示高速公路桥头跳车的处理结构的示意图。如图2所示,高速公路桥头跳车的处理结构包括采用预制桩或者灌注桩为桩基的桥台桩基础I、路面2、路基3和采用钻孔灌注桩改变了桩基刚度的群桩地基4，群桩地基4位于路基2下面。变刚度群桩地基4从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩长度和密度逐渐减小，群桩桩径以10%至30%逐渐递减。另外需要说明的是，变刚度群桩地基4中的任意两根桩之间的距离是该两根桩中的大直径桩的3倍直径以上。通过变刚度群桩地基4从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的长度、桩径、桩基密度逐渐减小的方法，实现群桩不均匀布置，改变普通等钻孔灌注桩的受力机理，增加了土的端承力，提高了抗压、抗拔的能力，将桩土刚度共同提高，从而大大减小了基础的工间和工后沉降。 下面通过具体实施例进一步描述本发明。实施例，某立交桥头过度段长80米，地面标高4米左右，填土高度3 5米，地基下有11 12米厚的粘土。桥头处理范围长度为60m，变刚度群桩地基位于桥头处理范围内，从桥台指向路基，群桩地基按15米间隔分成4个区域，依次为桩长20米，桩径0. 7米；桩长18米，桩径
0.6米；桩长16米，桩径0. 5米；桩长14米，桩径04米。采用本发明处理的桥头跳车的变刚度处理系统，从桥台指向路基，四个区域最终沉降依次为230mm、300mm、360mm、400mm,工后沉降依次为20mm、35mm、55mm、80mm,四个区域地基承载力>=150Kpa。根据工程技术要求地基承载力>=130Kpa，工后沉降< =110mm，对比工程检测结果，本发明采用的桥头跳车的变刚度处理系统满足工程需要及技术要求。在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行对本发明进行改进，而这些改进，都落在发明的保护范围内，本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好地解释本发明的目的，本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种处理高速公路桥头跳车问题的方法，包括 (1)在刚性桥台和柔性路基之间设置过渡地基； (2)在过度地基打入变刚度群桩并填筑地基，完成变刚度群桩地基，其中，所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的长度逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的桩径逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，其群桩的密度逐渐减小； (3)在桥台施工打桩工艺并填筑桥台，完成桥台桩基础； (4)填筑路基；以及 (5)填铺路面。
2.按照权利要求I所述的处理高速公路桥头跳车问题的方法，其特征在于 所述变刚度群桩地基中的群桩为钻孔灌注桩。
3.按照权利要求I所述的处理高速公路桥头跳车问题的方法，其特征在于 所述桥台桩基础中的桩为预制桩或者灌注桩。
4.按照权利要求I所述的处理高速公路桥头跳车问题的方法，其特征在于 在所述群桩地基中，任意两根桩之间的距离是该两根桩中的大直径桩的3倍直径以上。
5.按照权利要求I所述的处理高速公路桥头跳车问题的方法，其特征在于 所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，所述变刚度群桩地基中的群桩的桩径以10%至30%逐渐递减。
6.一种处理高速公路桥头跳车问题的结构，包括 桥台桩基础、路面、路基和变刚度群桩地基，其特征在于所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的长度逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，其群桩的桩径逐渐减小；所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，其群桩的密度逐渐减小。
7.按照权利要求6所述的处理高速公路桥头跳车问题的结构，其特征在于 所述变刚度群桩地基中的群桩为钻孔灌注桩。
8.按照权利要求6所述的处理高速公路桥头跳车问题的结构，其特征在于 所述桥台桩基础中的桩为预制桩或者灌注桩。
9.按照权利要求6所述的处理高速公路桥头跳车问题的结构，其特征在于 在所述群桩地基中，任意两根桩之间的距离是该两根桩中的大直径桩的3倍直径以上。
10.按照权利要求6所述的处理高速公路桥头跳车问题的结构，其特征在于 所述变刚度群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，所述变刚度群桩地基中的群桩的桩径以10%至30%逐渐递减。
全文摘要
本发明提供的一种处理高速公路桥头跳车问题的方法及结构，根据路面荷载和地基条件，设计出符合桥头沉降控制要求的群桩变刚度方案，采用普通钻孔灌注桩进行地基加固处理，提高浅部地基的承载力和降低沉降量，通过群桩地基中桩长、桩径和桩基密度均逐渐减小实现群桩桩基非均匀布置，形成群桩地基刚度平顺变化。本发明与现有技术相比，不但有效的解决了桥头跳车问题，而且施工设施和施工过程简单、施工成本低、对群桩地基的桩强度要求相对低。
文档编号E02D27/12GK102979020SQ20111026249
公开日2013年3月20日 申请日期2011年9月6日 优先权日2011年9月6日
发明者肖剑 申请人:中冶交通工程技术有限公司