[发明专利]高等级公路深厚软土地基工后沉降控制板承式路堤技术

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，特别涉及高等级公路深厚软土地基工后沉降控制板承式路堤技术。

背景技术

我国沿海及内地湖泊地区存在大量的软弱土地基，在软弱土地基上修建高速公路、高速铁路、江河堤防等，需要对软弱土地基进行处理，以控制工后沉降（即路堤投入运营后在大修的10~15年的一段时间内产生的沉降）。对于高等级公路，一般路段工后沉降控制要求为30cm，桥头路段为10cm。对于深厚软弱土地基的工后沉降控制方法一般有两类：一类为排水固结法，如堆载预压法、真空预压法、降水预压法等，一般需要结合竖向塑料排水板作为排水通道；另一类为复合地基法，又可细分为柔性桩复合地基和刚性桩复合地基法。柔性桩如水泥土搅拌桩（浆、湿喷桩）、砂桩和碎石桩等，刚性桩有CFG桩，预应力管桩（PHC桩）和现浇混凝土大直径管桩（PCC桩）等。排水预压法技术成熟，施工简单，可以处理深度达20米以上的软基，但其主要不足是预压处理时间长，并且处理后工后沉降较大，补偿土方量大，且运营后路堤顶修复补偿土方会产生新的荷载，又导致新的沉降。柔性桩复合地基一般只可处理地面以下15米以内的软土地基，不宜用于深层软土处理，且在加固范围内由于桩的柔性性质，其桩身仍有沉降产生。CFG等刚性桩是处理深层软土可行的方法之一，桩径一般在50厘米左右，桩距一般不大于1.5米，加固效果好，但地基处理造价很高。对于深厚软土地基上的高等级路堤，由于是一种柔性荷载，因此采用上述处理方法进行软基加固后，路堤中心和路堤边缘的附加应力大小不同，路堤中心的附加应力要大于路堤边缘，使得路堤中心的沉降量比路堤边缘要大，从而使地表产生“锅底”状的不均匀沉降，严重时导致公路产生纵向裂缝，影响行车的舒适性和安全性。

 

发明内容

    本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种造价低、施工快捷、工后沉降小、不产生“锅底”状不均匀沉降的高等级公路深厚软土地基工后沉降控制板承式路堤技术。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种高等级公路深厚软土地基工后沉降控制板承式路堤技术，在软土地基与路堤填土之间设置钢筋混凝土板作为硬壳层，其特征在于：混凝土板厚度为300mm~1000mm ；混凝土板可位于地表之上，或部分埋入地基，或全部埋入地基；混凝土板底部可铺设垫层；路堤填土的坡度较陡，坡比小于1:1.5，坡面采用土工布包裹；混凝土板靠近路堤边缘两侧可设置低挡墙；混凝土板在道路横断面方向设置伸缩缝；混凝土板可变厚度。

所述混凝土板底部铺设垫层的材料可为碎石、级配砂石、建筑砖石垃圾等。

所述路堤填土分为多级填筑，每一级填土的坡面分别采用一层土工布包裹。

所述挡墙与混凝土板垂直，并与混凝土板固定在一起，整体变形，挡墙高度不大于路堤填土高度。

所述伸缩缝应设置在填土高度和地质条件变化不大的横断面位置，伸缩缝方向与道路行车方向垂直。

所述混凝土板可沿道路方向根据地质情况的变化调整厚度，地基土较硬时板厚变薄，地基土较软时板厚变厚。 

所述混凝土板上部的路堤填土可选用轻质材料，如EPS颗粒轻质混合土、气泡轻质混合土等，减轻路堤自重，与混凝土板共同作用协调变形，更好地控制路堤沉降。

本发明的优点和效果在于：

在软土地基之上、路堤填土之下设置刚性的钢筋混凝土板，钢筋混凝土板本身的抗弯刚度很大，因此变形小，消除了路堤边缘和路堤中心的差异沉降，使路堤整体均匀下沉，避免了路基产生纵向裂缝。

通过将混凝土板部分或全部埋入地基，在混凝土板底部铺设垫层，使地基承载力能满足要求，且方便施工。

垫层材料可采用建筑垃圾，起到了环保的效果。

由于混凝土板强度很高，因此路堤边坡不会发生失稳破坏，边坡可适当变陡，或者设置挡墙，从而减小了路堤填土的方量，节省了工程造价。

在混凝土板两侧可设置挡墙，挡墙与混凝土板固定形成整体，挡墙的墙壁受到土体侧向压力的作用，使底部的混凝土板产生上部受拉、下部受压的弯矩；而作用在混凝土底板的土压力则产生使混凝土板产生上部受压、下部受拉的弯矩，两者正好相互抵消，使混凝土板的挠度和应力都较小。此外，挡墙可以使上部填土更加均匀，保持底板上受力平衡，相当于均布荷载。

采用刚性板代替常规的地基处理方法，使路堤柔性荷载变为刚性荷载，产生整体变形，无差异沉降，不需地基处理来消除差异沉降，因此节省了昂贵的地基处理费用。