專利名稱：一種基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高速公路建設與維修領域，尤其涉及一種基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法。
背景技術：
橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn)使得公路的交通運輸功能無法滿足，縮短了交通工具的使用壽命，影響交通安全，長期以來橋頭跳車問題已成為了國際公認的公路交通技術難題。其產(chǎn)生的原因主要在于橋頭處剛柔性突變，橋臺屬于剛性結構，基礎設置在較好的持力層上，采用擴大基礎或樁基礎，沉降基本為零，而路提填土和地基具有固結和壓縮徐變的性質，在自重和車輛垂直荷載及沖擊振動荷載作用下產(chǎn)生不可恢復的塑性變形，隨著時間的積累，這種沉降大大超過了橋臺沉降，形成橋頭跳車。目前國內(nèi)外對橋頭跳車問題的防治措施主要包括(1)設置過渡段法，即采用過渡性路面，根據(jù)路基的容許工后沉降值，在橋頭鋪設過渡性路面，待路基基本沉降完成再鋪設永久性路面。( 加強臺背所在位置的地基處理，常用的方法包括排水固結法和復合地基法。( 臺背填筑材料的選擇與施工，臺背的填土選擇內(nèi)摩擦角大、強度高、可壓縮性小、壓實快、透水性好的填料。(4)設置橋頭搭板。( 采用土工合成材料處治，其做法是在臺后路基中分層埋設加筋材料。這些方法有的取得了不錯的效果，有的并不理想，其中大部分方法通過加強路提和地基的剛度，以減小最終沉降量為第一控制目標，但因為提高路提與地基的剛度費用昂貴，在實際的工程中應用受到了很大的限制。目前國內(nèi)外對橋頭跳車產(chǎn)生的破壞常見的修復方法有(1)加鋪浙青混凝土，即對端部做開挖處理，下挖15-20cm，然后鋪設熱伴浙青混凝土，以求增大與原路面的粘結能力。 (2)更換填料將臺背調(diào)料挖出0. 5m-0. 8m，然后進行換填處理。采用用抗水侵蝕性好的填料，如砂石填料、水泥土、石灰土、水灰穩(wěn)定碎石等等，以改善填料的水穩(wěn)性。(3)用注漿法增強臺背填料的強度漿液主要由水泥、粉煤灰、水和少量速凝劑按一定比例配制而成，依靠吃漿量和影響半徑來填充土體空隙，增強土體強度。(4)摻膠混凝土處理摻膠混凝土適用于對混凝土路面的修補。當混凝土路面下陷lcm-2cm時，適合用摻膠水泥砂漿處理；當混凝土路面下陷3cm以上時，適合用摻膠混凝土處理。這些修復方法能暫時滿足沉降要求，但由于修復材料的比重較大，隨著一次又一次地修復，導致地基沉降也越來越大。根據(jù)公路路基設計規(guī)范(JTG D30-2004),對高速公路、一級公路橋臺與路提相鄰處最大容許工后沉降為10cm，一旦沉降超過IOcm時就必須進行維修。而我國高速公路雖然設計使用年限普遍為15年，但基本在使用10年以內(nèi)就必須進行大修，特別在軟土地區(qū)已將大修周期定為4-7年，中修周期為3-5年?；跇蝾^跳車產(chǎn)生的原因、已有處理方法的不足、規(guī)范對沉降的要求以及合理利用大修，本發(fā)明提出以維修壽命為控制目標，控制在公路大修前橋臺與路提相鄰處的工后沉降在IOcm以內(nèi)，以達到可明顯減輕或消除橋頭跳車現(xiàn)象的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法?；陂T式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法是
1)在橋臺兩端的公路兩側打設連續(xù)水泥攪拌樁，其中對于公路地基為軟土，設計樁長為10-20m，樁徑為500mm-1000mm，相鄰樁搭接長度為100mm-500mm，單排或者多排打設； 對于公路地基為非軟土，設計樁長為5m-15m，樁徑為500mm-1000mm，相鄰樁搭接長度為 100mm-500mm，單排或者多排打設；
2)水泥攪拌樁的布置按照離橋臺越遠水泥攪拌樁樁長分階段逐步減小的方式進行打設，樁長逐步減小分為2-5個階段，依次每個階段樁長減小1- !；
3)在連續(xù)水泥攪拌樁之間的路基底部密封鋪設土工膜，土工膜材料選擇聚乙烯或聚氯乙烯,土工膜厚度為0. 5mm-2mm。本發(fā)明的有益效果是經(jīng)查詢專利數(shù)據(jù)庫，尚未發(fā)現(xiàn)同類的專利報道。我國規(guī)范為路面與橋面之間的高差達到IOcm時就必須進行維修，即使路與橋之間的高差沒有達到 10cm，在大修時也將進行修補。通過打設門式水泥攪拌墻使維修的年限得以延長，能夠保證在一個大修周期內(nèi)將沉降控制在IOcm之內(nèi)，避免了在大修之前的翻修；同時減小了地基的側向變形，提高了土體的承載力和抗剪強度；與其他以減小地基最終沉降量的方法相比大幅度降低了造價；不會破壞地基的結構性，充分發(fā)揮了地基的天然強度。


圖1為基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車方法的公路與橋臺相鄰處的平面圖； 圖2為基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車方法的公路與橋臺相鄰處的A-A剖面圖； 圖3為基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車方法的公路與橋臺相鄰處的B-B剖面圖； 圖中橋臺1、第一水泥攪拌墻處理路段2、第二水泥攪拌墻處理路段3、第三水泥攪拌
墻處理路段4、一般路段5、路面6、路基填料7、土工膜8、地基9、橋臺樁基礎10、門式水泥攪拌墻處理范圍11、門式水泥攪拌墻12。
具體實施例方式基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法是
1)在橋臺兩端的公路兩側打設連續(xù)水泥攪拌樁，其中對于公路地基為軟土，設計樁長為10-20m，樁徑為500mm-1000mm，相鄰樁搭接長度為100mm-500mm，單排或者多排打設； 對于公路地基為非軟土，設計樁長為5m-15m，樁徑為500mm-1000mm，相鄰樁搭接長度為 100mm-500mm，單排或者多排打設；
2)水泥攪拌樁的布置按照離橋臺越遠水泥攪拌樁樁長分階段逐步減小的方式進行打設，樁長逐步減小分為2-5個階段，依次每個階段樁長減小1- !；
3)在連續(xù)水泥攪拌樁之間的路基底部密封鋪設土工膜，土工膜材料選擇聚乙烯或聚氯乙烯,土工膜厚度為0. 5mm-2mm。如圖1所示，箭頭代表孔隙水向背離橋臺的方向的消散路徑，在門式水泥攪拌墻處取公路縱向剖面A-A，在門式水泥攪拌墻處理路段取公路橫向剖面B-B;
如圖2所示，根據(jù)水泥攪拌樁的不同樁長將水泥攪拌墻處理路段分為了第一水泥攪拌墻處理路段2、第二水泥攪拌墻處理路段3、第三水泥攪拌墻處理路段4
如圖3所示，箭頭代表孔隙水繞過門式水泥攪拌墻底部排出的消散路徑下面通過實施例進一步描述本發(fā)明。實施例1，某軟土地區(qū)高速公路橋臺1與路提相鄰處過渡段長50m，填土高度為:3m， 路面寬度為26. 5m，地基9由11. 9-18. : 厚的3層結構性強，靈敏度高，壓縮大的軟粘土構成。門式水泥攪拌墻處理范圍11長為30m，水泥攪拌樁為單排，樁長在第一水泥攪拌墻處理路段2取為15m、第二水泥攪拌墻處理路段3取為12m、第三水泥攪拌墻處理路段4 取為9m，樁徑統(tǒng)一為500mm，搭接長度統(tǒng)一為IOOmm ；作為水平防滲層的土工膜采用單層土工膜防滲層形式，厚度為1mm。在橋臺與路提相鄰處，工后2500天的沉降僅為74mm，滿足工后差異沉降 IOOmm以內(nèi)的要求。在大修時通過對路面的修補，又可以保證下一大修周期內(nèi)高速公路橋頭處的正常使用。對于此類問題，按照圖1-圖3的布置方式，采用門式水泥攪拌墻，同時根據(jù)工程實際及地質條件確定好水泥攪拌樁的樁長、樁徑、搭接長度、單排布置或者雙排布置，土工膜的布置類型、土工膜厚度，即可以達到滿意的效果。本發(fā)明為處理橋臺跳車問題提供了新的實用、經(jīng)濟的方法。本發(fā)明的原理是固結本質上是土體在壓力作用下，孔隙水逐漸排出、土體積逐漸減小的過程。那么延長孔隙水消散的路徑，地基的固結速度減緩，沉降的發(fā)展也隨之減緩。 本發(fā)明通過設置公路兩側的門式水泥攪拌墻12、與門式水泥攪拌墻密封連接的路基底部的水平防滲層8以及橋臺1從四個方向上限制了地基中孔隙水的消散路徑?？紫端南⒅荒芾@過門式水泥攪拌墻底部排出或者向背離橋臺的方向排出，消散路徑得到了大大地延長，有效地減緩了沉降的發(fā)展。水泥攪拌樁的布置可按照離橋臺越遠水泥攪拌樁樁長逐步減小的方式進行打設。從門式水泥攪拌墻處理范圍11的靠近橋臺一端到背離橋臺一端，孔隙水的消散路徑逐步縮小，沉降發(fā)展的減緩作用逐漸變?nèi)?，這樣在門式水泥攪拌墻處理范圍11中沉降得到了漸變式的控制，即靠近橋頭處沉降較小，背離橋頭方向沉降逐漸增大， 路面得到了平緩的過渡。
權利要求
1. 一種基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法，其特征在于1)在橋臺兩端的公路兩側打設連續(xù)水泥攪拌樁，其中對于公路地基為軟土，設計樁長為10-20m，樁徑為500mm-1000mm，相鄰樁搭接長度為100mm-500mm，單排或者多排打設； 對于公路地基為非軟土，設計樁長為5m-15m，樁徑為500mm-1000mm，相鄰樁搭接長度為 100mm-500mm，單排或者多排打設；2)水泥攪拌樁的布置按照離橋臺越遠水泥攪拌樁樁長分階段逐步減小的方式進行打設，樁長逐步減小分為2-5個階段，依次每個階段樁長減小1- !；3)在連續(xù)水泥攪拌樁之間的路基底部密封鋪設土工膜，土工膜材料選擇聚乙烯或聚氯乙烯,土工膜厚度為0. 5mm-2mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于門式水泥攪拌墻處理橋頭跳車的方法。特征是1)在橋臺兩端的公路兩側打設連續(xù)水泥攪拌樁；2)水泥攪拌樁按照離橋臺越遠水泥攪拌樁樁長分階段逐步減小的方式進行打設；3)在連續(xù)水泥攪拌樁之間的路基底部密封鋪設土工膜。本發(fā)明的有益效果是通過打設門式水泥攪拌墻使維修的年限得以延長，能夠保證在一個大修周期內(nèi)將沉降控制在10cm之內(nèi)，避免了在大修之前的翻修；同時減小了地基的側向變形，提高了土體的承載力和抗剪強度；與其他以減小地基最終沉降量的方法相比大幅度降低了造價；不會破壞地基的結構性，充分發(fā)揮了地基的天然強度。
文檔編號E01D19/02GK102286907SQ20111018779
公開日2011年12月21日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權日2011年7月6日
發(fā)明者唐曉武, 姚遠, 申昊 申請人:浙江大學