一种逆作法刚性桩复合地基施工方法

摘要

本发明公开了一种逆作法刚性桩复合地基施工方法，施工工序：首先在整个复合地基的底部进行路基处理，路基处理平整后在其上部进行路堤填筑，路堤填筑完成后进行刚性桩施工，最后在路堤上方进行最上层的结构层施工，形成结构层-刚性桩-路堤-路基共同作用体系。本发明逆作法施工通过改变公路工程中刚性桩复合地基施工顺序，根据路基和刚性桩的受力特点，充分利用路堤对软弱路基的压实作用、刚性桩及动态刚性桩打设过程中对路堤的挤密作用以及工作过程中对路堤的顶托、箍束作用，达到降低造价、缩短工期和控制沉降的目的，施工简便、可控性强，适用于普通软基路段处理，尤其适用于公路路桥过渡段处理。

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程地基基础领域，具体涉及一种逆作法刚性桩复合地基施工方法。

背景技术

我国每年在软土地区修建大量的高等级公路，大部分需要进行地基处理，传统的地基处理方法是先施工桩体，后进行路堤填筑。为控制工后沉降，对路堤填筑的材料和碾压的密实度要求严格，从而使施工工期较长、造价较高；特别是在路桥过渡段，为保证不出现“跳车”现象，往往需要采取一些特殊的处理方法，对工期和造价影响很大，并且效果难以保证。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，为克服传统地基处理方法存在的上述不足，提供一种逆作法刚性桩复合地基施工方法，通过逆作法施工达到降低造价、缩短工期和控制沉降的目的。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种逆作法刚性桩复合地基施工方法，包括以下施工步骤：

1）在整个复合地基的底部进行路基处理；

2）路基处理平整后在其上部进行路堤填筑；

3）路堤填筑完成后进行刚性桩施工，刚性桩自路堤上表面依次穿设进路堤及路基内；

4）刚性桩施工完成后在路堤上方进行最上层的结构层施工，结构层包括路床及路面。

按上述方案，各施工步骤具体为：

1）路基处理

①场地清理：将路基地面整平，用压路机进行填前碾压，使路基密实度达到90%；

②在路基中线部位的顶面每隔30m安装沉降板，并进行路基沉降监测；

2）路堤填筑

①选用素土作为路堤的填筑材料，路堤压实度达到92%；

②分层填筑素土并进行压实试验，根据压实试验结果确定填筑过程所需的碾压遍数、碾压速度、以及分层填土的松铺厚度和最佳含水量；

③进行路堤填筑过程和填筑后的路堤沉降监测；

3）刚性桩施工

①制定刚性桩设计方案：根据步骤1）的路基沉降监测结果及步骤2）的路堤沉降监测结果确定刚性桩施工的时间以及刚性桩的类型、设置长度、直径与布置方式，刚性桩的类型包括CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土预制桩及钻孔灌注桩；

②根据相关公路施工规范要求打设刚性桩；

③在路堤中线部位每隔30m的刚性桩顶部安装沉降板，并进行路堤沉降监测；

4）结构层施工

①待步骤3）中路堤沉降监测结果稳定后，进行路床施工，路床包括下路床及上路床，按设计要求分层填筑路床，下路床压实度达到93%，上路床压实度达到94%；

②按相关公路施工规范要求在路床上方进行路面施工。

按上述方案，所述步骤2）中分层填土的松铺厚度d满足8cm≤d≤30cm。

按上述方案，所述步骤3）还包括根据其路堤沉降监测结果确定是否施工动态刚性桩：当路堤沉降量超出设定值时，施工动态刚性桩；当路堤沉降量未超出设定值时，则不施工动态刚性桩。

本发明的工作原理：与传统的公路复合地基施工顺序不同，本发明通过改变公路工程中刚性桩复合地基施工顺序，路基平整后，先完成路堤填筑，路堤填筑完成后再根据路基沉降监测结果及路堤沉降监测结果确定刚性桩设计方案，然后打设刚性桩，最后施工结构层，形成结构层-刚性桩-路堤-路基共同作用体系；根据路基和刚性桩的受力特点，充分利用路堤对软弱路基的压实作用、刚性桩及动态刚性桩打设过程中对路堤的挤密作用以及工作过程中对路堤的顶托、箍束作用，控制路堤的工后沉降。

与现有施工方法相比，本发明具有如下优点：

1、有效控制工后沉降：在路堤荷载作用下，路基在路堤填筑期间完成大部分固结变形，减小加固工作量且有利于减少路基的工后沉降；刚性桩及动态刚性桩打设过程中对路堤的挤密作用以及工作过程中对路堤的顶托、箍束作用，可有效控制路堤的工后沉降；

2、降低造价和缩短工期：传统施工方法中对路堤填筑材料要求一般是灰土，且压实度要求达到96%，本发明路堤填筑只需要采用素土且压实度只需达到92%，由于降低了对路堤填筑材料和压实度的要求，从而大幅减少材料用量、工程造价和施工时间；

3、本发明结合结构层-刚性桩-路堤-路基共同作用体系以及沉降监测手段，实现施工效果和质量的可控性，解决了传统公路复合地基施工存在的问题，适用于普通软基路段处理，尤其适用于公路路桥过渡段处理（避免桥头跳车现象），在实际工程中具有较高的应用价值。

附图说明

图1为本发明刚性桩复合地基的结构示意图；

图2为本发明刚性桩及动态刚性桩的布设示意图；

图中，1-结构层（路床及路面），2-路堤，3-路基，4-刚性桩，5-动态刚性桩。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

参照图1~图2所示，本发明所述的逆作法刚性桩复合地基施工方法，包括以下施工步骤：

1）在整个复合地基的底部进行路基3处理：

①场地清理：将路基地面整平，用压路机进行填前碾压，使路基3密实度达到90%；

②在路基3中线部位的顶面每隔30m安装沉降板，并进行路基沉降监测；

2）路基3处理平整后在其上部进行路堤2填筑：

①选用素土作为路堤2的填筑材料，路堤2压实度达到92%；

②分层填筑素土并进行压实试验，根据压实试验结果确定填筑过程所需的碾压遍数、碾压速度、以及分层填土的松铺厚度（松铺厚度d满足8cm≤d≤30cm）和最佳含水量；

③进行路堤2填筑过程和填筑2后的路堤沉降监测；

3）路堤2填筑完成后进行刚性桩4施工，刚性桩4自路堤2上表面依次穿设进路堤2及路基3内：

①制定刚性桩4设计方案：根据步骤1）的路基沉降监测结果及步骤2）的路堤沉降监测结果确定刚性桩4施工的时间以及刚性桩4的类型、设置长度、直径与布置方式，刚性桩4的类型包括CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土预制桩及钻孔灌注桩；

②根据相关公路施工规范要求打设刚性桩4；

③在路堤2中线部位每隔30m的刚性桩4顶部安装沉降板，并进行路堤沉降监测；

④根据③中路堤沉降监测结果确定是否施工（补设）动态刚性桩5：当路堤2沉降量超出设定值时，施工动态刚性桩5；当路堤2沉降量未超出设定值时，则不施工动态刚性桩5（所述动态刚性桩5的施工方式与刚性桩4一致）；

4）刚性桩4施工完成后在路堤2上方进行最上层的结构层1施工，结构层1包括路床及路面：

①待步骤3）中路堤沉降监测结果稳定后，进行路床施工，路床包括下路床及上路床，按设计要求分层填筑路床，下路床压实度达到93%，上路床压实度达到94%；

②按相关公路施工规范要求在路床上方进行路面施工。

本发明通过改变公路工程中刚性桩复合地基施工顺序，路基3平整后，先完成路堤2填筑，路堤2填筑完成后再根据路基沉降监测结果及路堤沉降监测结果确定刚性桩4设计方案，然后打设刚性桩4，最后施工结构层1，形成结构层1-刚性桩4-路堤2-路基3共同作用体系；根据路基3和刚性桩4的受力特点，充分利用路堤2对软弱路基3的压实作用、刚性桩4及动态刚性桩5打设过程中对路堤2的挤密作用以及工作过程中对路堤2的顶托、箍束作用，控制路堤2的工后沉降。

以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，当施工的刚性桩是CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土预制桩和钻孔灌注桩以外的桩型时，本方法同样适用，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。