專利名稱：高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬交通工程特別是高速公路建設(shè)領(lǐng)域，具體涉及一種高速公路橋頭跳車的變剛 度地基處理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
橋頭跳車常導(dǎo)致公路交通運(yùn)輸功能無法得到滿足，誘發(fā)、加重橋梁病害，縮短交通工 具使用壽命，并影響交通安全，長期以來高速公路橋頭跳車問題已成為國際公認(rèn)的公路交 通技術(shù)難題。 一般認(rèn)為橋臺基本不發(fā)生沉降，橋頭跳車產(chǎn)生主要是由于橋頭臺背填土及其 地基在自然環(huán)境和荷載作用下發(fā)生較大沉降造成的。目前國內(nèi)公路部門和科研單位采用的 多種解決橋頭跳車的方法，對軟弱地基處理，目前國內(nèi)常用方法有換填法、超載預(yù)壓法、 攪拌樁復(fù)合地基法等。就目前情況看，水泥攪拌樁復(fù)合地基加固軟土效果明顯，施工工期 短，但費(fèi)用相對較高且施工質(zhì)量很難控制，同時(shí)其處理的深度有限(一般在10 15m)。在 長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)和我國其他沿海一帶廣泛發(fā)育深厚的軟土地層，由于路堤 高、荷載大，這些深厚軟土地基的加固處理是目前軟土地區(qū)高速公路建設(shè)中的技術(shù)難點(diǎn)。
基于橋頭跳車產(chǎn)生的原因以及已有處治方法存在的不足，本發(fā)明提出了結(jié)合多種地基 處理手段的特點(diǎn)，根據(jù)路面荷載和地基條件采用變剛度地基處理方法來控制橋頭跳車的一 種新技術(shù)。對于橋臺基礎(chǔ)，適當(dāng)降低其樁基礎(chǔ)的豎向剛度，將橋梁本身的沉降控制在其允 許的范圍內(nèi)；對于橋頭路基則采用長短組合剛性樁復(fù)合地基處理技術(shù)，根據(jù)具體的工程要 求和地質(zhì)條件，剛性樁可以選擇低強(qiáng)度混凝土樁、CFG樁或預(yù)應(yīng)力管樁等；在離開橋臺一
定距離以后，則可采用長板短樁聯(lián)合堆載地基處理方式進(jìn)行地基加固，利用短樁(水泥攪 拌樁或其他的低強(qiáng)度樁)來提高淺部地基的承載力和降低沉降量，而通過長塑料排水板聯(lián) 合上部堆載方法加快深層軟土的排水固結(jié)過程，從而達(dá)到縮短施工工期，減小工后沉降或 差異沉降的目的。
綜合上述幾種地基處理形式的特點(diǎn)，根據(jù)橋臺、段橋頭段和一般路段的地基土性質(zhì)， 考慮各段之間的過渡銜接，采用變剛度的方式進(jìn)行地基處理，可以達(dá)到明顯減輕或消除橋 頭跳車的目的，從而提高車輛行駛的舒適性，并減少因橋頭養(yǎng)護(hù)而引起的行車不暢、堵塞、 交通事故等現(xiàn)象，不僅經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)上具有明顯的優(yōu)勢，而且社會效益也非常明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高速公路橋頭跳車的變剛度地基處理系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)處理對象的不同以及對沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，分別采用樁基礎(chǔ)、長短組合剛性樁 復(fù)合地基以及長板短樁聯(lián)合堆載地基處理方式進(jìn)行地基加固。其技術(shù)關(guān)鍵是如何根據(jù)路面 荷載和地基條件，設(shè)計(jì)出符合橋頭跳車沉降控制要求的變剛度地基處理方案。
本發(fā)明提出的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，包括橋臺樁基礎(chǔ)1、剛性樁復(fù)合 地基2、長板短樁復(fù)合地基3和一般路基4。其結(jié)構(gòu)如圖l、圖2和圖3所示。其中，剛性 樁復(fù)合地基2位于橋臺樁基礎(chǔ)1和長板短樁復(fù)合地基3之間， 一般路基4位于長板短樁復(fù) 合地基3另一側(cè)；剛性樁復(fù)合地基2由長樁9和短樁A10交替排列而成，長板短樁復(fù)合地 基3由塑料排水板11和短樁B12交替排列而成，剛性樁復(fù)合地基2和長板短樁復(fù)合地基3 頂部設(shè)有格柵8，格柵8上方是路基材料7，路基材料7上方是路面6。
本發(fā)明中，所述長樁9為剛性樁，剛性樁采用低強(qiáng)度混凝土樁、CFG樁或預(yù)應(yīng)力管樁。
本發(fā)明中，所述短樁A10為攪拌樁。
本發(fā)明中，所述塑料排長板11插入長板短樁復(fù)合地基3深度與長樁9長度大致相同。 本發(fā)明中，相鄰的長樁9與短樁A10之間中心間距為2~3.5倍長樁9直徑。 本發(fā)明中，相鄰的塑料排水板11和短樁B12之間中心間距為2~5倍短樁B12直徑。 本發(fā)明中，格柵8由石灰改裝土與土工織物混合而成。
本發(fā)明中，橋臺樁基礎(chǔ)l可適當(dāng)降低其樁基礎(chǔ)的豎向剛度，將橋梁本身的沉降控制在 其允許的范圍內(nèi)；長短組合剛性樁復(fù)合地基2可根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件，剛性樁可以選 擇低強(qiáng)度混凝土樁、CFG樁或預(yù)應(yīng)力管樁等，此段為連接橋臺和橋頭路基的處理段；在稍 遠(yuǎn)的距離則是長板短樁復(fù)合地基3，這一部分是逐步過渡到一般路基4的連接段。
本發(fā)明中路基填料7和由石灰改善土+土工組成的格柵8則根據(jù)工程需要確定，長樁9 為剛性樁，短樁A10為攪拌樁，塑料排水板深度與長樁相等；本發(fā)明對于路基的處理深度 為長樁長度。整個(gè)設(shè)計(jì)分為三部分，通過不同的地基處理方法，以期獲得從橋臺樁基礎(chǔ)到 橋頭處理范圍，再到一般路基的平穩(wěn)過渡，使得沉降符合控制標(biāo)準(zhǔn)，解決橋頭跳車問題。 本發(fā)明的有益效果
經(jīng)査詢專利數(shù)據(jù)庫，目前尚未發(fā)現(xiàn)同類的專利報(bào)道。文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的高速公路 地基處理系統(tǒng)通常是采用同一地基處理系統(tǒng)，這些系統(tǒng)所存在的共同問題是處理手段單 一，對于橋頭跳車的處理效果有限，而且設(shè)計(jì)和施工相對復(fù)雜，實(shí)際工程應(yīng)用有很大的局 限性。本發(fā)明則突破了現(xiàn)有橋頭跳車處理方法的局限，采用多種地基處理系統(tǒng)綜合治理， 可有效的解決橋頭跳車問題。


圖1為本發(fā)明的平面圖。圖2為本發(fā)明的縱剖面圖。 圖3為本發(fā)明的A-A剖面圖。 圖4為本發(fā)明的B-B剖面圖。 圖5為本發(fā)明的C-C剖面圖。
圖中標(biāo)號l為橋臺樁基礎(chǔ)；2為剛性樁復(fù)合地基；3為長板短樁復(fù)合地基；4為一般 路基；5橋頭處理范圍；6為路面；7為路基填料；8為格柵；9為長樁；10為短樁A; 11塑
料排水板，12為短樁B。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例l， 某立交西橋頭過渡段長60m，地面標(biāo)高4.35m左右，填土高度在2~4m， 地基土下有11 12m厚的淤泥質(zhì)粘土。
橋頭處理范圍5長度為50m，其中剛性樁復(fù)合地基2處理范圍為30m,長板短樁復(fù)合 地基3處理范圍為20m。長樁9為剛性樁，樁長為20m，樁徑為0.7m，間距1.9m;短樁 A10為攪拌樁，樁長為16m,樁徑為0.7m，間距1.9m，長短樁成三角形布樁；長板短樁 復(fù)合地基3中，塑料排水板11長度為20.5m，短樁B12樁長為10m，壓縮模量lOOMPa， 塑料排水板11插入地基深度為20m，露出地面長度0.5m。
在橋臺處理范圍5內(nèi)采用變剛度地基處理系統(tǒng)，采用本發(fā)明處理的橋頭段長短組合剛 性樁復(fù)合地基2，最終沉降223mm，工后沉降25mm<100mm;對于長板短樁復(fù)合地基3， 最終沉降385mm，工后沉降79mm<100mm。對于橋臺樁基礎(chǔ)1，適當(dāng)降低其樁基礎(chǔ)的豎 向剛度，將橋梁本身的沉降控制在其允許的范圍內(nèi)。根據(jù)技術(shù)要求，地基承載力〉^20Kpa, 工后沉降<=100111111。對比計(jì)算結(jié)果，本發(fā)明采用的變剛度地基處理技術(shù)滿足工程需要及技 術(shù)要求。
對于此類問題，按照圖1 圖5的布置方式，采用變剛度的地基處理系統(tǒng)，同時(shí)根據(jù)工 程的實(shí)際情況及地質(zhì)條件確定好樁長及模量，即可達(dá)到滿意的效果。本發(fā)明為處理橋頭跳 車問題提供了新的實(shí)用方法，有著很好的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1、一種高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，包括橋臺樁基礎(chǔ)(1)、剛性樁復(fù)合地基(2)、長板短樁復(fù)合地基(3)和一般路基(4)，其特征在于剛性樁復(fù)合地基(2)位于橋臺樁基礎(chǔ)(1)和長板短樁復(fù)合地基(3)之間，一般路基(4)位于長板短樁復(fù)合地基(3)另一側(cè)；剛性樁復(fù)合地基(2)由長樁(9)和短樁A(10)交替排列而成，長板短樁復(fù)合地基(3)由塑料排水板(11)和短樁B(12)交替排列而成，剛性樁復(fù)合地基(2)和長板短樁復(fù)合地基(3)頂部設(shè)有格柵(8)，格柵(8)上方是路基材料(7)，路基材料(7)上方是路面(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，其特征在于所述長 樁(9)為剛性樁，剛性樁采用低強(qiáng)度混凝土樁、CFG樁或預(yù)應(yīng)力管樁。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，其特征在于所述短 樁A(10)為攪拌樁。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，其特征在于所述塑 料排長板(l 1)插入長板短樁復(fù)合地基(3)深度與長樁(9)長度大致相同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，其特征在于相鄰的 長樁(9)與短樁A(10)之間中心間距為2~3.5倍長樁(9)直徑。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，其特征在于相鄰的 塑料排水板(ll)和短樁B(12)之間中心間距為2~5倍短樁B(12)直徑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速公路橋頭跳車的變剛度處理系統(tǒng)，其特征在于格柵(8) 由石灰改裝土與土工織物混合而成。
全文摘要
本發(fā)明屬交通工程特別是高速公路建設(shè)領(lǐng)域，具體涉及一種高速公路橋頭跳車的變剛度地基處理系統(tǒng)。根據(jù)處理對象的不同以及對沉降控制標(biāo)準(zhǔn)，分別采用樁基礎(chǔ)、長短組合剛性樁復(fù)合地基以及長板短樁聯(lián)合堆載地基處理方式進(jìn)行地基加固。對于橋臺基礎(chǔ)，適當(dāng)降低其樁基礎(chǔ)的豎向剛度，將橋梁本身的沉降控制在其允許的范圍內(nèi)；對于橋頭路基則采用長短組合剛性樁復(fù)合地基處理技術(shù)，根據(jù)具體的工程要求和地質(zhì)條件，剛性樁可以選擇低強(qiáng)度混凝土樁、CFG樁或預(yù)應(yīng)力管樁等；在離開橋臺一定距離以后，則可采用長板短樁聯(lián)合堆載地基處理方式進(jìn)行地基加固，利用短樁(水泥土樁或低強(qiáng)度樁)來提高淺部地基的承載力和降低沉降量，而通過塑料排水板聯(lián)合上部堆載系統(tǒng)加快樁底以下軟土的排水固結(jié)過程，從而達(dá)到縮短施工工期，減小工后沉降或差異沉降的目的。
文檔編號E01C3/00GK101591880SQ200910053790
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月25日
發(fā)明者葉觀寶, 波 李, 梁發(fā)云, 黃茂松 申請人:同濟(jì)大學(xué)