一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法

摘要

本申请涉及一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法，应用在公路路基的技术领域。其包括如下步骤：S1、基底处理；S2、挖设排水槽；S3、压实路基下方软土，软土内的水分经排水槽排出；S4、钻设桩孔，吊入防沉降桩，并浇筑混凝土；S4.1、钻设桩孔，通过吊装设备将防沉降桩吊装入桩孔内；S4.2、向内管内吹压缩空气，将稳固钉的一端驱动至外管与内管之间，稳固钉的另一端插入土体；S4.3、通过打桩机，下压内管使稳固钉进一步插入土体；S4.4、向内管内、内管与外管之间、外管与桩孔的孔壁之间浇筑混凝土；S5、铺设碎石层；S6、铺设砂石层；S7、铺设防水层；S8、浇筑混凝土形成混凝土层；S9、铺设沥青层。本申请具有提高路基的承载力的效果。

说明书

技术领域

本申请涉及公路路基的技术领域，尤其是涉及一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法。

背景技术

高速公路属于高等级公路，所要求的公路路基承载力要求也比较高，而软土具有含水量大、渗透性差、天然强度低和压缩性高等特征，软土区施工高速公路路基具有一定的困难。

相关技术中的软土区路基的常用处理方法有基面强化、换土、侧向约束、预压固结和土壤固化剂法等。

针对上述中的相关技术，发明人认为相关处理方法较为单一，对深厚软土层的处理效果不佳，容易导致路基发生沉降，对行车安全造成一定隐患。

发明内容

为了改善深厚软土区的高速公路路基容易发生沉降的问题，本申请提供一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法。

本申请提供的一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法，采用如下的技术方案：

一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法，包括以下步骤：

S1、平整场地，进行基底处理，清除有机杂质；

S2、挖设排水槽；

S3、使用压实机将路基下方软土压实，软土内的水分流入排水槽进行排出；

S4、钻设桩孔，吊入防沉降桩，并浇筑混凝土；

具体为：S4.1、钻设桩孔，通过吊装设备将防沉降桩吊装入桩孔内；

S4.2、向内管内吹压缩空气，将稳固钉的一端驱动至外管与内管之间，稳固钉的另一端插入土体；

S4.3、通过打桩机，下压内管使稳固钉进一步插入土体；

S4.4、向内管内、内管与外管之间、外管与桩孔的孔壁之间浇筑混凝土；

S5、铺设碎石层；

S6、碎石层上铺设砂石层；

S7、砂石层上铺设防水层；

S8、防水层上浇筑混凝土，形成混凝土层；

S9、铺设沥青层。

通过采用上述技术方案，压实机将软土压实，同时将从软土内压出的水分通过排水槽及时排走，通过铺设碎石层、砂石层和混凝土层提高软土的承载力。再利用防沉降桩的刚性支撑，可以进一步提高软土的承载力，从而可以降低路基发生沉降的可能性，以提高路基的耐久性。

可选的，所述防沉降桩包括外管、内管和若干稳固钉，所述内管滑动设置在所述外管内，所述外管上设有用于对所述内管进行限位的限位机构；

所述外管上设有若干通孔，所述内管上设有若干供所述稳固钉配合穿过的穿钉孔，所述稳固钉一一对应滑动穿设在所述穿钉孔和所述通孔内。

通过采用上述技术方案，将沉降桩放置在桩孔内后，通过压缩空气将稳固钉从内管内吹出，然后通过打桩机下压内管，使内管将稳固钉抵入土体内，再浇筑混凝土使稳固钉、外管和内管形成一个整体，通过稳固钉增加了外管与土体的接触面积，从而可以使外管更稳定地固定在土体内，进而可以增强软土的承载力。

可选的，所述内管包括第一垂直段和倾斜段，所述第一垂直段和所述倾斜段相连通，且所述倾斜段远离所述第一垂直段的一端封闭；

所述限位机构抵紧在所述第一垂直段上，若干所述穿钉孔均设于所述倾斜段上。

通过采用上述技术方案，防沉降桩吊入桩孔前，稳固钉的一端位于内管内，另一端延伸至穿钉孔内，一方面便于施工人员将防沉降桩吊入桩孔，另一方面，也可以选用长度更长的稳固钉，从而稳固钉插入土体内的长度更长，使得外管在土体内的稳定性得以提高。

防沉降桩放置入桩孔后，通过压缩空气将稳固钉从内管内吹出，再通过打桩机下压第一垂直段，使倾斜段的外周壁抵推稳固钉，将稳固钉插入土体内。

可选的，所述倾斜段和所述第一垂直段的外壁上设有若干供所述稳固钉配合滑移的滑槽。

通过采用上述技术方案，滑槽起到对稳固钉进行限位的作用，可以降低在倾斜段下降过程中稳固钉发生歪斜的情况，从而使稳固钉可以更稳定地插设入土体内。

可选的，所述限位机构包括定位环和设置在定位环内的若干限位杆，所述定位环套设在所述外管上，所述限位杆贯穿所述外管并抵紧在所述第一垂直段上。

通过采用上述技术方案，定位环起到对外管进行定位的作用，使定位环的外周壁抵贴在桩孔的内壁上，可以将外管置于桩孔的中心，从而可以使混凝土浇筑的更均匀。

通过限位杆可以对内管进行固定，便于工作人员将防沉降桩吊入桩孔内，当下压第一垂直段下降时，还可以降低第一垂直段发生歪斜的可能性。

可选的，所述限位杆包括固定杆和滑动设置在固定杆内的活动杆，所述固定杆与所述定位环连接，所述活动杆抵紧在所述第一垂直段上；所述固定杆内设有弹簧，所述弹簧的一端连接在所述固定杆上，所述弹簧的另一端连接在所述活动杆上；所述第一垂直段上设有若干供所述活动杆配合抵入的限位槽。

通过采用上述技术方案，限位杆由相互滑动设置的固定杆和活动杆组成，使伸缩杆的长度可调，当打桩机未下压时，活动杆抵紧在第一垂直段上对第一垂直段进行固定。当打桩机下压第一垂直段至第一垂直段的顶端与外管的顶端齐平时，停止打桩机。此时活动杆对准限位槽，在弹簧的弹力作用下使活动杆抵紧在限位槽内，对第一垂直段进行固定，从而在浇筑混凝土时，可以降低内管发生上浮的可能性。

可选的，所述防沉降桩还包括抵出机构和固钉机构，所述固钉机构设于所述抵出机构上，所述固钉机构用于固定所述稳固钉；

所述倾斜段远离所述第一垂直段的一端连通有第二垂直段，所述第二垂直段远离所述倾斜段的一端封闭，所述第二垂直段用于供所述固钉机构抵入；

所述抵出机构用于将所述稳固钉抵出所述内管，所述抵出机构通过连接机构设于所述内管上。

通过采用上述技术方案，通过连接机构将抵出机构连接在内管上，便于施工人员将防沉降桩吊入桩孔。通过固钉机构对稳固钉进行固定，可以降低防沉降桩下吊过程中，稳固钉脱出的可能性。

可选的，所述抵出机构包括竖管、与竖管连接的抵出筒和连接在抵出筒上的固钉管，所述连接机构设于所述竖管上，所述固钉机构设于所述固钉管上。

通过采用上述技术方案，将沉降桩放置在桩孔内后，移动连接机构使竖管带动抵出筒下移，通过抵出筒将稳固钉远离土体的一端抵出内管，将抵出筒取出内管后，再充入压缩空气将稳固钉远离土体的一端吹出穿钉孔。先用抵出筒抵推稳固钉，再用压缩空气吹，可以减少压缩空气的用量。且抵出机构、固钉机构和连接机构可以重复利用。

可选的，所述固钉机构包括卡接块和卡接棱，所述卡接棱套设并固定在所述固钉管上，所述卡接棱与所述固钉管之间形成供所述卡接块卡入的卡接槽；

所述卡接块设于所述稳固钉上，所述倾斜段上设有供所述卡接块配合穿过的穿块孔。

通过采用上述技术方案，将卡接棱卡接入卡接槽内，可以对稳固钉进行固定，从而可以降低稳固钉从外管内脱出的可能性。另外，稳固钉与固钉管通过卡接连接，下压第一垂直段使固钉管至第二垂直段内，即可使卡接块从卡接槽内脱出，同时抵出筒将稳固钉抵出内管。

可选的，所述连接机构包括设于所述竖管上的若干卡托板，所述第一垂直段上设有若干供所述卡托板配合滑移的U型孔。

通过采用上述技术方案，将卡托板置于内管上，可以对竖管进行固定，便于施工人员将抵出机构和内管、外管一起吊入桩孔。转动竖管使卡托板对准U型孔，可以上下移动竖管，进而使卡接块可以插入或脱出卡接槽。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、通过铺设碎石层、砂石层和混凝土层提高软土的承载力。再利用防沉降桩的刚性支撑，可以进一步提高软土的承载力，从而可以降低路基发生沉降的可能性，以提高路基的耐久性；

2、通过稳固钉增加了外管与土体的接触面积，从而可以使外管更稳定地固定在土体内，进而可以增强软土的承载力；

3、先用抵出筒抵推稳固钉，再用压缩空气吹，可以减少压缩空气的用量，且抵出机构、固钉机构和连接机构可以重复利用，能节省耗材。

附图说明

图1是本申请实施例中防沉降桩的结构示意图。

图2是本申请实施例中防沉降桩的剖视图。

图3是图2中A部分的放大图。

图4是本申请实施例中抵出筒抵推稳固钉时的位置关系示意图。

图5是图4中B部分的放大图。

图6是图4中C部分的放大图。

图7是本申请实施例中软土区防沉降高速公路路基的示意图。

图8是图7中D部分的放大图。

图9是图7中E部分的放大图。

附图标记：1、软土；101、排水槽；102、桩孔；2、防沉降桩；21、外管；211、通孔；22、内管；221、第一垂直段；2211、限位槽；2212、U型孔；222、倾斜段；2221、穿钉孔；2222、滑槽；2223、穿块孔；223、第二垂直段；23、稳固钉；24、限位机构；241、定位环；242、限位杆；2421、固定杆；2422、活动杆；2423、弹簧；25、抵出机构；251、竖管；252、抵出筒；253、固钉管；26、固钉机构；261、卡接块；262、卡接棱；263、卡接槽；27、连接机构；271、卡托板；3、碎石层；4、砂石层；5、防水层；6、混凝土层；7、沥青层。

具体实施方式

以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法。

参照图1和图2，一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法，通过在软土1内布设防沉降桩2来增加软土1的承载力，防沉降桩2包括外管21、内管22、限位机构24、抵出机构25、固钉机构26、连接机构27和若干稳固钉23。内管22滑动设置在外管21内，并通过限位机构24进行限位，抵出机构25滑动设置在内管22内，通过连接机构27将抵出机构25固定在内管22内，固钉机构26和连接机构27均固定在抵出机构25上。外管21上布设有若干通孔211，内管22上设有若干供稳固钉23配合穿过的穿钉孔2221。

参照图2和图3，当防沉降桩2未吊入桩孔102前，稳固钉23的一端通过固钉机构26与抵出机构25连接，稳固钉23的另一端穿过穿钉孔2221延伸至通孔211内，从而便于施工人员将防沉降桩2吊入桩孔102内。

参照图4、图5和图6，当防沉降桩2吊入桩孔102后，通过抵出机构25将稳固钉23远离土体的一端抵入穿钉孔2221，同时使稳固钉23的另一端插入土体。

参照图7和图8，然后将抵出机构25、固钉机构26和连接机构27从内管22取出，再向内管22通入压缩空气，将稳固钉23从穿钉孔2221内吹出。然后通过打桩机下压内管22，使内管22将稳固钉23进一步抵入土体内，再浇筑混凝土使稳固钉23、外管21和内管22形成一个整体，通过稳固钉23增加了外管21与土体的接触面积，从而可以使外管21更稳定地固定在土体内，进而可以增强软土1的承载力。

参照图7和图8，内管22由第一垂直段221、倾斜段222和第二垂直段223构成，第一垂直段221、倾斜段222和第二垂直段223自桩孔102至桩底依次设置并相连通，第二垂直段223远离倾斜段222的一端封闭。限位机构24固定在外管21上，限位机构24远离外管21的一端抵紧在第一垂直段221上，对内管22进行限位。

参照图2和图3，抵出机构25由竖管251、与竖管251固定连接的抵出筒252和固定连接在抵出筒252上的固钉管253构成，连接机构27包括若干卡托板271，卡托板271的一端固定在竖管251上，本实施例中，卡托板271数量以三个为例，第一垂直段221上设有若干供卡托板271配合滑移的U型孔2212。连接机构27包括卡接块261和卡接棱262，卡接棱262套设并固定在固钉管253上，卡接棱262与固钉管253之间形成供卡接块261卡入的卡接槽263，卡接块261固定在稳固钉23上，倾斜段222上设有供稳固钉23配合穿过的穿钉孔2221，倾斜段222上设有供卡接块261配合穿过的穿块孔2223。

另外，倾斜段222的外壁上设有若干供稳固钉23配合滑移的滑槽2222，滑槽2222起到对稳固钉23进行限位的作用，可以降低在倾斜段222下降过程中稳固钉23发生歪斜的情况，从而使稳固钉23可以更稳定地插设入土体内。

参照图2和图3，当防沉降桩2未吊入桩孔102前，卡接棱262卡接在卡接槽263内，对稳固钉23进行固定，可以降低稳固钉23从外管21内脱出的可能性。卡托板271置于内管22的顶端，可以对竖管251进行固定，从而便于施工人员将竖管251、内管22、外管21一起吊入桩孔102。

参照图4、图5和图6，当防沉降桩2吊入桩孔102后，转动卡托板271使卡托板271对准U型槽，然后向下移动竖管251，使卡接块261脱出卡接槽263，同时抵出筒252抵推稳固钉23，将稳固钉23远离土体的一端抵推至穿钉孔2221内，稳固钉23的另一端插入土体内。

参照图7和图8，提升卡托板271将抵出机构25拉出内管22，然后向内管22充入压缩空气，将稳固钉23远离土体的一端吹出穿钉孔2221，再通过打桩机下压第一垂直段221，使滑槽2222的槽底抵推稳固钉23，将稳固钉23进一步插入土体，同时也使第二垂直段223插入土体。然后向内管22、内管22与外管21之间浇筑混凝土，混凝土经通孔211流入桩孔102与外壁之间，待混凝土凝固后，稳固钉23、外管21和内管22形成一个整体，通过稳固钉23、第二垂直段223增加了外管21与土体的接触面积，从而可以使外管21更稳定地固定在土体内，进而可以增强软土1的承载力，以提高路基的耐久性。

另外，先用抵出筒252抵推稳固钉23，再用压缩空气吹，可以减少压缩空气的用量，且抵出机构25、固钉机构26和连接机构27可以重复利用，能节省耗材。

参照图7和图9，限位机构24包括定位环241和若干限位杆242，本实施例中，限位杆242的数量以三个为例。定位环241套设并固定在外管21上，限位杆242由相互滑动设置的固定杆2421和活动杆2422组成，使伸缩杆的长度可调，固定杆2421内安装有弹簧2423，弹簧2423的一端固定连接在固定杆2421上，弹簧2423的另一端固定连接在活动杆2422上。固定杆2421固定在定位环241上，活动杆2422抵紧在第一垂直段221上。第一垂直段221上设有若干供活动杆2422配合抵入的限位槽2211，当打桩机未下压时，活动杆2422抵紧在第一垂直段221上对第一垂直段221进行固定。当打桩机下压第一垂直段221至第一垂直段221的顶端与外管21的顶端齐平时，停止打桩机，此时活动杆2422对准限位槽2211，在弹簧2423的弹力作用下使活动杆2422抵紧在限位槽2211内，对第一垂直段221进行固定，从而在浇筑混凝土时，可以降低内管22发生上浮的可能性。

一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法，在施工时包括以下步骤：

S1、平整场地，进行基底处理，清除有机杂质；

S2、对施工地点安装防护工程，挖设排水槽101；

S3、使用压实机将路基下方软土1压实，软土1内的水分流入路基两侧的排水槽101并及时排走；

S4、钻设桩孔102，吊入防沉降桩2，并浇筑混凝土；

具体为：S4.1、钻设桩孔102，通过吊装设备将防沉降桩2吊装入桩孔102内；

S4.2、转动卡托板271使卡托板271对准U型槽，然后向下移动竖管251，使卡接块261脱出卡接槽263，同时抵出筒252抵推稳固钉23，将稳固钉23远离土体的一端抵推至穿钉孔2221内，稳固钉23的另一端插入土体内，然后提升卡托板271将抵出机构25拉出内管22，再向内管22充入压缩空气，将稳固钉23远离土体的一端吹出穿钉孔2221；

S4.3、通过打桩机下压第一垂直段221，使滑槽2222的槽底抵推稳固钉23，将稳固钉23进一步插入土体，同时也使第二垂直段223插入土体；

S4.4、向内管22、内管22与外管21之间浇筑混凝土，混凝土经通孔211流入桩孔102与外壁之间，待混凝土凝固后，稳固钉23、外管21和内管22形成一个整体；

S5、在软土1上铺设碎石层3，且碎石层3的宽度大于路基的宽度；

S6、碎石层3沉降指定时间后，在碎石层3上铺设砂石层4，填补碎石层3的缝隙；

S7、砂石层4沉降指定之间后，在砂石层4上铺设防水层5；

S8、在防水层5上浇筑混凝土，并将防沉降桩2的桩顶浇筑入混凝土内，带混凝土凝固后形成混凝土层6；

S9、在混凝土层6上铺设沥青层7。

本申请实施例一种软土区防沉降高速公路路基的施工方法的实施原理为：包括以下步骤：S1、基底处理；S2、挖设排水槽101；S3、压实路基下方软土1，软土1内的水分经排水槽101排出；S4、钻设桩孔102，吊入防沉降桩2，并浇筑混凝土；具体为：S4.2、转动卡托板271使卡托板271对准U型槽，然后向下移动竖管251，使卡接块261脱出卡接槽263，同时抵出筒252抵推稳固钉23，将稳固钉23远离土体的一端抵推至穿钉孔2221内，稳固钉23的另一端插入土体内，然后提升卡托板271将抵出机构25拉出内管22，再向内管22充入压缩空气，将稳固钉23远离土体的一端吹出穿钉孔2221；S4.3、通过打桩机下压第一垂直段221，使滑槽2222的槽底抵推稳固钉23，将稳固钉23进一步插入土体，同时也使第二垂直段223插入土体；S4.4、向内管22、内管22与外管21之间浇筑混凝土，混凝土经通孔211流入桩孔102与外壁之间，待混凝土凝固后，稳固钉23、外管21和内管22形成一个整体；S5、铺设碎石层3；S6、铺设砂石层4；S7、铺设防水层5；S8、浇筑混凝土形成混凝土层6；S9、铺设沥青层7。

通过铺设碎石层3、砂石层4和混凝土层6提高软土1的承载力。再利用防沉降桩2的刚性支撑，可以进一步提高软土1的承载力，从而可以降低路基发生沉降的可能性，以提高路基的耐久性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。