專利名稱：樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵路路基，特別涉及一種在復(fù)雜海相沉積厚軟土地質(zhì)條件下的一種粧網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的鐵路路基。
技術(shù)背景在聞速鐵路路基的施工過程中，構(gòu)建穩(wěn)定性好的路基是最基本的要求，并且要求在施工后路基不能產(chǎn)生不均勻沉降。在路基的土建施工過程中，當(dāng)遇到具有高含水量、高液限、高壓縮性、孔隙率大、靈敏度高、欠固結(jié)、力學(xué)強度低的淤泥、淤泥質(zhì)粘土及淤泥質(zhì)砂層的復(fù)雜海相沉積厚軟土地層時，傳統(tǒng)鐵路軟土地基加固方法及構(gòu)建的傳統(tǒng)路基已經(jīng)不能達(dá)到穩(wěn)定性的基本要求，嚴(yán)重制約了施工的進(jìn)度。對超大面積軟土地基的處理技術(shù)已成為了施工單位急需攻克的技術(shù)難題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，解決了現(xiàn)有技術(shù)對超大面積軟土地基無法進(jìn)行有效處理和有效克服工后沉降的技術(shù)難題。本發(fā)明是通過以下方案解決以上問題的一種樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，包括預(yù)應(yīng)力管樁、預(yù)應(yīng)力管樁樁帽、預(yù)應(yīng)力管樁地梁和褥墊層，褥墊層從下向上依次由碎石墊層、中粗砂墊層、土工格柵、第二中粗砂墊層和第二碎石墊層組成，碎石墊層的厚度和第二碎石墊層的厚度均為25厘米，碎石墊層中的碎石粒徑小于或等于3厘米，碎石墊層的含泥量小于或等于5%，中粗砂墊層的厚度和第二中粗砂墊層的厚度均為5厘米，中粗砂墊層的含泥量小于或等于5%，土工格柵的雙向拉伸強度大于或等于80千牛頓/米，土工格柵的延伸率小于或等于15%，褥墊層的壓實系數(shù)小于O. 9。所述的預(yù)應(yīng)力管樁的單樁承載力大于或等于910千牛頓，所述的土工格柵有多層，上層土工格柵與下層土工格柵的接縫是交替錯開布置的，相鄰的上下土工格柵接縫的錯開距離大于或等于O. 5米。一種樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基的構(gòu)建方法，包括以下步驟第一步、以褥墊層的底面為設(shè)計樁頂標(biāo)高，添加50厘米的工作墊層進(jìn)行場地整平，使地基平均承載力達(dá)到35千帕；第二步、根據(jù)設(shè)計圖紙，對管樁地基加固，標(biāo)注樁位圖；第三步、選取樁節(jié)長度為12米的預(yù)應(yīng)力管樁作為首節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁，按施工樁長配置其余節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁，在首節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁的底樁焊接樁尖，在樁身上繪制以米為單位的長度標(biāo)記；第四步、在首節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁的距樁頂端1/5樁長處，綁扎吊繩，用吊機將首節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁吊起，放入樁機內(nèi)，對準(zhǔn)樁位，將樁插入土中30-50厘米，校正樁身垂直度后；第五步、待首節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁入土后并樁身穩(wěn)定后，用靜壓樁機壓樁，以I米/每分鐘的速度進(jìn)行沉樁，當(dāng)首節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁頂端距地面O. 5-1米左右時停止沉樁；[0013]第六步、以手工焊接方法接樁，焊接前，先在對接的兩管樁的坡口圓周上對稱點焊4-6個點，之后三名焊工，在管樁周圍以間隔120度弧度的位置，同時對對接的兩管樁施焊，焊接層數(shù)不少于三層，完成焊接工作后自然冷卻3分鐘以上，然后，進(jìn)行第二節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁沉樁；第七步、當(dāng)?shù)诙?jié)預(yù)應(yīng)力管樁頂端距地面O. 5-1米左右時停止沉樁，按第六步的步驟進(jìn)行第三節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁的焊接和沉樁，如此循環(huán)到最后一節(jié)預(yù)應(yīng)力管樁，每根樁的焊接接頭不超過3個，當(dāng)樁底端到達(dá)持力層后，進(jìn)行送樁或截樁作業(yè)，之后進(jìn)行下一根樁的作業(yè)，直至完成全部管樁的施工；第八步、按設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力管樁樁帽的尺寸及標(biāo)高，開挖樁帽基坑，立樁帽四周側(cè)模，綁扎鋼筋，檢驗合格后，進(jìn)行混凝土澆筑，預(yù)應(yīng)力管樁地梁施工同管樁樁帽相同，混凝 土澆注完畢后，對混凝土進(jìn)行保水潮濕養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差要小于15攝氏度；第九步、當(dāng)預(yù)應(yīng)力管樁樁帽和預(yù)應(yīng)力管樁地梁的混凝土強度達(dá)到設(shè)計強度后，進(jìn)行褥墊層施工，用碎石粒徑小于或等于3厘米的碎石鋪設(shè)厚度為25厘米碎石墊層，然后鋪設(shè)厚度為5厘米的中粗砂墊層，然后鋪設(shè)雙向拉伸強度大于或等于80千牛頓/米的土工格柵，并將路基兩側(cè)的土工格柵向內(nèi)回折2米，之后在上面鋪設(shè)厚度為5厘米的第二中粗砂墊層，再用碎石粒徑小于或等于3厘米的碎石鋪設(shè)厚度為25厘米的第二層碎石墊層，土工格柵采用鐵絲綁扎搭接，橫幅之間搭接寬度為O. 2米，縱幅搭接寬度為2. O米，土工格柵可為多層，上層土工格柵與下層土工格柵的接縫是交替錯開的，錯開距離大于或等于O. 5米；第十步、用壓路機碾壓，小型打夯機配合對褥墊層4進(jìn)行壓實，當(dāng)壓實系數(shù)小于O. 9后，進(jìn)行填土并碾壓。本發(fā)明形成了“樁-網(wǎng)”復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，使路基荷載通過“樁-網(wǎng)”復(fù)合結(jié)構(gòu)傳至下臥土層，對超大面積軟土層地基的施工提供了簡單有效的處理方法，達(dá)到了地基承載力和工后沉降控制的要求，并徹底解決了超大面積軟土層地基工后沉降的技術(shù)難題。

圖I是本發(fā)明的樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基的施工工藝流程圖；圖3是本發(fā)明的靜壓預(yù)應(yīng)力管樁的施工工藝流程；圖中(a)為準(zhǔn)備壓第一段樁，(b)為接第二段樁，(c)為接第三段樁，Cd)為整根樁壓平至地面，Ce)為送樁，Cf)為送樁完畢；圖4是本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力管樁壓樁的施工工藝流程圖；圖5是本發(fā)明的褥墊層3的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
一種樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，包括預(yù)應(yīng)力管樁I、預(yù)應(yīng)力管樁樁帽2，預(yù)應(yīng)力管樁地梁3和褥墊層4。褥墊層4中包括、碎石墊層5、中粗砂墊層6、土工格柵7、第二中粗砂墊層8和第二碎石墊層9。預(yù)應(yīng)力管樁I為PHC管樁，主要由圓筒形樁身、端頭板和鋼套箍等組成，采用靜壓法施工完成，施工過程主要有吊樁、插樁、沉樁、接樁、送樁、截樁頭、終止壓樁及樁機移位等。預(yù)應(yīng)力管樁I施工完成后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力管樁樁帽2施工，先按設(shè)計要求的樁帽尺寸I. 4米X I. 4米X O. 35米，當(dāng)標(biāo)高開挖到位后立樁帽四周側(cè)模，綁扎鋼筋，檢驗合格后進(jìn)行C35混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)。預(yù)應(yīng)力管樁地梁3施工同預(yù)應(yīng)力管樁樁帽2相同。褥墊層4的組成部分自下而上依次為碎石墊層5、中粗砂墊層6、土工格柵7、第二中粗砂墊層8和第二碎石墊層9。具體施工就是樁帽、地梁澆筑完成，樁間土表面清理好后，在其上鋪一層碎石墊層25厘米厚的的碎石墊層5，采用壓路機碾壓，小型打夯機配合并試驗檢測合格后上一層5厘米厚中粗砂墊層6，并試驗檢測合格后上一層5厘米厚第二中粗砂墊層8，人工攤平，然后鋪設(shè)一層雙向拉伸強度不小于80千牛頓/米的土工格柵7，搭接采用16號小鐵絲綁扎，接這上面再鋪設(shè)同樣5厘米厚第二中粗砂墊層8，同樣人工攤平，最上層也為鋪一層碎石墊層25厘米厚的的碎石墊層9，壓路機碾壓后檢測壓實度等試驗指 標(biāo)合格為止。一種樁網(wǎng)復(fù)合地基的構(gòu)建方法，包括以下步驟第一步、施工場地達(dá)到“三通一平”，場坪以設(shè)計碎石褥墊層底為設(shè)計樁頂標(biāo)高上加50厘米工作墊層進(jìn)行整平，地面應(yīng)達(dá)到35千帕的平均地基承載力。第二步、根據(jù)設(shè)計圖紙要求對管樁地基加固進(jìn)行布樁，繪制樁位圖并計算單樁數(shù)據(jù)；第三步、備好高強預(yù)應(yīng)力管樁1，首節(jié)樁節(jié)長度為12米，其余節(jié)按施工樁長配樁；將各條樁的底樁先焊接好樁尖，在樁身上劃出以米為單位的長度標(biāo)記，并按從下至上的順序標(biāo)明樁的長度，以便觀察樁的入土深度及記錄該深度時的壓力值，做好壓樁過程記錄；第四步、壓樁前先放出定位軸線和控制點，立樁時由壓樁機一點起吊，綁扎點距樁端1/5樁長處，由吊機把樁轉(zhuǎn)到樁機內(nèi)，將管樁吊起，放入樁機內(nèi)，然后對準(zhǔn)樁位，將樁插入土中O. 5-1. O米，校正樁身垂直度后，開始沉樁；第五步、沉樁，每次沉樁高度為一個壓樁行程，待第一節(jié)樁入土一定深度且樁身穩(wěn)定后，再按正常沉樁速度進(jìn)行，第一節(jié)樁端距地面I. O米左右時停止沉樁進(jìn)行焊接接樁，再重復(fù)第二節(jié)、第三節(jié)等的沉樁過程，從而完成一根樁的施工過程，如此循環(huán)沉樁到持力后才可移至下根樁施工；第六步、接樁和送樁，預(yù)應(yīng)力管樁I中每一節(jié)均采用手工焊接方法接樁，焊接前，先在坡口圓周上對稱點焊4-6點，施焊時，由三名焊工在成120°角的方向同時施焊，焊接層數(shù)不少于三層，焊好的接頭要讓其自然冷卻不少于3分鐘后才可施壓；第七步、當(dāng)壓力值接近壓樁的終壓值即設(shè)計值時，樁長亦與相對應(yīng)承臺柱位鉆孔地質(zhì)資料反映的情況基本吻合時，收樁；第八步、澆注及養(yǎng)護(hù)樁帽2和地梁3，按設(shè)計要求的預(yù)應(yīng)力管樁樁帽2、預(yù)應(yīng)力管樁地梁3尺寸及標(biāo)高開挖到位后立樁帽四周地梁兩側(cè)側(cè)模，綁扎鋼筋，檢驗合格后進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑后其表面一定要抹平，并及時進(jìn)行保水潮濕養(yǎng)護(hù)工作，養(yǎng)護(hù)時間不得小于規(guī)定值，養(yǎng)護(hù)用水溫度與混凝土表面溫度之差不得大于15攝氏度?；炷翉姸冗_(dá)到I. 2兆帕以前，不得在其上踩踏。第九步、用以下工藝過程構(gòu)建褥墊層4 :鋪設(shè)碎石5—鋪設(shè)中粗砂6—鋪設(shè)雙向土工格柵7 —鋪設(shè)第二層中粗砂8—鋪設(shè)第二層碎石8—壓實檢測。碎石粒徑不大于3厘米，含泥量不大于5% ;中粗應(yīng)采用天然級配的中、粗砂，其含泥量不得大于5% ;褥墊層4中的碎石5、9和中粗砂6、8中不得含有尖石、樹根等雜物。雙向土工格柵7規(guī)格和抗拉強度應(yīng)符合設(shè)計，要求采用16好小鐵絲綁扎搭接，其上、下層接縫應(yīng)交替錯開，錯開距離不宜小于O. 5米橫幅之間搭接寬度O. 2米，縱幅搭接寬度2. O米。嚴(yán)禁碾壓及運輸?shù)仍O(shè)備直接在土工格柵7上碾壓或行走作業(yè)；壓實系數(shù)應(yīng)小于O. 9。預(yù)應(yīng)力管樁處理復(fù)雜海相沉積深厚軟土地基的原理是當(dāng)預(yù)應(yīng)力管樁進(jìn)入持力層后，通過樁頂澆筑的樁帽及樁帽上鋪設(shè)一定厚度的褥墊層形成“樁-網(wǎng)”結(jié)構(gòu)的復(fù)合地基，使上部荷載均勻傳遞到下臥土層，以滿足地基承載力要求，有效控制工后沉降?！皹?網(wǎng)”結(jié)構(gòu)中的“網(wǎng)”為砂、碎石及雙向土工格柵組成一定厚度的褥墊層，“樁”為預(yù)應(yīng)力管樁。管樁質(zhì)量控制措施I、靜力壓樁單樁豎向承載力，可通過樁的終止壓力值大致判斷，但因土質(zhì)的不同而異。樁的終止壓力不等于單樁的極限承載力，要通過靜載對比試驗來確定一個系數(shù)K，然 后再利用系數(shù)和終止壓力Os，求出單樁豎向承載力的標(biāo)準(zhǔn)值ok，即0k = Kos。如判斷的終止壓力值不能滿足設(shè)計要求，應(yīng)立即采取送壓加深處理或補樁，以保證樁基的施工質(zhì)量。2、壓樁應(yīng)控制好終止條件。壓樁到設(shè)計樁長時，壓力表的壓力達(dá)到單樁承載力2倍時，即可停止壓樁，否則應(yīng)會同設(shè)計和監(jiān)理單位確定是否增加樁長。3、壓樁應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，接樁均采用鋼端板焊接法焊接，接樁面應(yīng)保持干凈；上下段中心線應(yīng)對齊，偏差不大于10毫米；節(jié)點矢高不得大于I %樁長。4、垂直度控制，調(diào)校樁的垂直度是沉樁質(zhì)量的關(guān)鍵，須高度重視。插樁在一般情況下入土 30-50厘米為宜，然后進(jìn)行調(diào)校。樁機操作人員在施工長的組織、指揮下，掌握好雙方角度尺兩個方向上都?xì)w零點，使樁機縱橫方向保持水平，調(diào)校垂直在規(guī)范允許值以內(nèi)才能沉樁。在沉樁過程中施工員隨時觀察樁的進(jìn)尺變化，如遇地質(zhì)層有障礙物、樁桿偏移時，應(yīng)分1-2個行程逐漸調(diào)直。5、適當(dāng)限制壓樁速度，沉樁速度一般控制在I米/每分鐘左右為宜，使各層土體能正確反映其抗剪能力。本發(fā)明采用靜壓法沉樁具有無噪音、無振動、無沖擊力、施工應(yīng)力小等特點，可以減少打粧振動對地基和臨近建筑物的影響，粧頂不易破壞、不易廣生偏心沉粧、沉粧精度高、節(jié)省制樁材料和降低工程成本，且能在沉樁施工中測定沉樁阻力為設(shè)計施工提供參數(shù)，并預(yù)估和驗證樁的承載能力。施工速度較其它類型樁快，工期能夠得到保證，工藝流程清楚，操作方便，施工安全易于控制。本工法特別適用于鐵路路基持力層深度一般為25-48米的復(fù)雜海相沉積深厚軟基的處理。本工法與CFG樁網(wǎng)施工相比，樁的數(shù)量可大大減少，施工總造價相對低廉，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價值。
權(quán)利要求1.一種樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，包括預(yù)應(yīng)力管樁(I)、預(yù)應(yīng)力管樁樁帽(2 )，預(yù)應(yīng)力管樁地梁(3)和褥墊層(4)，其特征在于，褥墊層(4)從下向上依次由碎石墊層(5)、中粗砂墊層(6)、土工格柵(7)、第二中粗砂墊層(8)和第二碎石墊層(9)組成，碎石墊層(5)的厚度和第二碎石墊層(9)的厚度均為25厘米，碎石墊層中的碎石粒徑小于或等于3厘米，中粗砂墊層(6)的厚度和第二中粗砂墊層(8)的厚度均為5厘米，土工格柵(7)的雙向拉伸強度大于或等于80千牛頓/米，土工格柵(7)的延伸率小于或等于15%，褥墊層(4)的壓實系數(shù)小于0.9。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，其特征在于，所述的預(yù)應(yīng)力管樁(I)的單樁承載力大于或等于910千牛頓，所述的土工格柵(7)有多層，上層土工格柵與下層土工格柵的接縫是交替錯開布置的，相鄰的上下土工格柵接縫的錯開距離大于或等于0. 5米。
專利摘要本實用新型提供了一種樁網(wǎng)復(fù)合結(jié)構(gòu)的路基，解決了現(xiàn)有技術(shù)對超大面積軟土地基無法進(jìn)行有效處理和有效克服工后沉降的技術(shù)難題。包括預(yù)應(yīng)力管樁(1)、預(yù)應(yīng)力管樁樁帽(2)，預(yù)應(yīng)力管樁地梁(3)和褥墊層(4)，褥墊層(4)從下向上依次由碎石墊層(5)、中粗砂墊層(6)、土工格柵(7)、第二中粗砂墊層(8)和第二碎石墊層(9)組成，碎石墊層的厚度為25厘米，碎石墊層中的碎石粒徑小于或等于3厘米，碎石墊層的含泥量小于或等于5%，中粗砂墊層的厚度為5厘米，中粗砂墊層的含泥量小于或等于5%，土工格柵(7)的雙向拉伸強度大于或等于80千牛頓/米，土工格柵(7)的延伸率小于或等于15%，褥墊層(4)的壓實系數(shù)小于0.9，并公開了該路基的構(gòu)建方法。本實用新型施工總造價低廉，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價值。
文檔編號E01C3/04GK202440731SQ20112055883
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者于進(jìn)江, 尚爾海, 彭明剛, 李瑞娟, 王傳永, 王永文, 賀宏武 申請人:中鐵十九局集團(tuán)有限公司