一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法

摘要

本发明公开了一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法，包括排水垫层和位于排水垫层上方的固化层，固化层通过粉细砂和固化剂搅拌而成，并在其底部设置排水垫层，挖除地基土至路基基床底面；在路基基床底面施工钢筋混凝土桩；浇筑钢筋混凝土筏板；浇筑承载板；在钢筋混凝土筏板以及承载板两侧回填渗水土；于承载板的上端面开始填筑基床填料层；在渗水土远离路基的一侧地基上施工排水沟，连通排水沟与渗水土，排放钢筋混凝土筏板下方以及两侧的地下水使承载板上的填料处于干燥状态。本发明的路基结构充分整合利用桩及筏板整体结构、填料置换及排水限高，成功解决了膨胀土受饱水作用膨胀上拱风险和基床的翻浆冒泥病害。

说明书

技术领域

本发明涉及路基施工技术领域，特别涉及一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法。

背景技术

高地下水位下高速铁路低填浅挖粉细砂土路基一般采用对基床范围换填渗水土，地基采用桩网复合地基处理。粉细砂固化处理后作为路基填料利用是破解上述难题的重要途径。对基床范围换填渗水土该处理措施能满足路基沉降控制要求，但对于变形要求为毫米级的高速铁路，仍存在一些问题：目前一些运营的高速铁路因膨胀土吸水膨胀已相继发生一些上拱病害，桩网复合地基未充分考虑抗上拱作用，高地下水位下膨胀土受饱水作用更易发生膨胀变形，换填处理后填土重量不能抵抗上拱荷载时路基易上拱，严重的还造成轨道结构挤裂破坏，威胁行车安全；同时高地下水位下基床受水浸泡，在列车高速动载往复作业下易发生翻浆冒泥病害，造成路基外挤和轨道下沉，影响高铁列车的平稳性。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法，其目的是解决上述背景技术中提出的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法，包括以下步骤：

a.挖除地基土至粉细砂土路基基床底面，开挖临时排水结构排除地基渗水；

b.在施工现场所划边线范围内粉细砂土路基的上方铺设0.3-0.7m厚的排水垫层；

c.粉细砂土路基内插设有竖向钢板，所述竖向钢板插入粉细砂土路基0.5-1m深，所述竖向钢板通过支撑架固定，所述竖向钢板围合后形成腔体，所述腔体位于排水垫层的上方；

d.向所述腔体中注入粉细砂，静置后打开排水阀，采用真空泵配合排水阀从腔体中向外抽水；

e.监测腔体内粉细砂的含水率变化，待含水率降至设定含水率后，向粉细砂中加入固化剂，得到固化层；

f.待固化层的强度达到设定值后，通过将竖向钢板上拔回收，形成固化层；

g.在固化层底面钻孔，下放钢筋笼，浇筑灌注钢筋混凝土桩；

h.找平开挖地基面，绑扎筏板钢筋网，浇筑钢筋混凝土筏板并将其与钢筋混凝土桩连接为一体；

i.在钢筋混凝土筏板上端面位于轨道荷载影响范围内浇筑承载板；

j.在钢筋混凝土筏板以及承载板两侧位于荷载影响范围外回填渗水土；

k.在承载板的上端面开始填筑基床底层填料层及基床表层填料层形成轨道路基；

l.在渗水土远离路基的一侧地基上施工排水沟，连通排水沟与渗水土，排放钢筋混凝土筏板下方以及两侧的地下水使承载板上的填料处于干燥状态。

进一步的，所述的步骤i中，连接钢筋混凝土筏板和钢筋混凝土桩的方法为：绑扎筏板钢筋网，将钢筋混凝土桩顶部及上端钢筋笼与筏板钢筋网连接，然后浇筑混凝土将钢筋混凝土桩上端钢筋和筏板钢筋网浇筑于一体。

进一步的，所述的步骤j中，浇筑承载板的方法为：在钢筋混凝土筏板的上端面浇筑无钢筋骨架的混凝土形成承载板，使承载板上端面高出地下水最高水位不小于0.2m。

进一步的，所述的承载板在浇筑过程中，在承载板的上端面浇筑出中间高、两侧低的具有至少2％坡度的流水坡。

进一步的，所述的步骤l中，回填渗水土的方法为：在钢筋混凝土筏板和承载板两侧回填渗水土，使回填的渗水土的上端面与承载板上端面最低处齐平。

进一步的，所述的步骤k中，填筑基床底层填料层的方法为：在承载板的上端面填筑基床底层填料层，使基床底层填料层的上端面形成中间高、两侧低的具有至少4％的坡度。

进一步的，所述的步骤l中，连通排水沟与渗水土的方法为：在排水沟面向路基的一侧侧壁上沿路基纵向间隔开挖多个泄水孔，泄水孔沿路基横向延伸进入到渗水土内，其高度不高于承载板的上端面。

进一步的，在排水沟面向路基的一侧侧壁上开挖多个泄水孔，相邻泄水孔(8)沿路基纵向间隔1～2m。

进一步的，在排水沟面向路基一侧的侧壁距离沟底0.3m以上的位置开挖泄水孔。

进一步的，在钢筋混凝土筏板上端面浇筑厚度为0.3～1m的承载板。

本发明的有益效果为：

本发明的一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法，通过向路基模板原位构造成的路基腔体灌注粉细砂，在粉细砂脱水后加入固化剂就地搅拌形成固化土路基，路基结构充分整合利用桩及筏板整体结构、设置填料置换及排水限高结构，成功解决了膨胀土受饱水作用膨胀上拱风险和基床的翻浆冒泥病害；路基结构避免了病害风险，保障了高速铁路的顺畅平稳运行，社会效益和经济效益明显，同时相比较于采用桥梁形式的桩及板梁结构进行架空处理更为节约费用并降低施工难度。

附图说明

图1为本发明的粉细砂土路基施工结构示意图；

图2为本发明的高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工结构示意图。

附图标记对照表：

1、排水垫层；2、竖向钢板；3、支撑架；4、粉细砂；5、排水阀；6、真空泵；7、钢筋混凝土桩；8、钢筋混凝土筏板；9、承载板；10、渗水土；11、基床底层填料层；12、排水沟；13、泄水孔。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图2所示，一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法，包括以下步骤：

a.挖除地基土至粉细砂土路基基床底面，开挖临时排水结构排除地基渗水；

b.在施工现场所划边线范围内粉细砂土路基的上方铺设0.3-0.7m厚的排水垫层1；

c.粉细砂土路基内插设有竖向钢板2，所述竖向钢板2插入粉细砂土路基0.5-1m深，所述竖向钢板2通过支撑架3固定，所述竖向钢板2围合后形成腔体，所述腔体位于排水垫层1的上方；

d.向所述腔体中注入粉细砂4，静置后打开排水阀5，采用真空泵6配合排水阀5从腔体中向外抽水；

e.监测腔体内粉细砂4的含水率变化，待含水率降至设定含水率后，向粉细砂4中加入固化剂，得到固化层；

f.待固化层的强度达到设定值后，通过将竖向钢板2上拔回收，形成固化层；

g.在固化层底面钻孔，下放钢筋笼，浇筑灌注钢筋混凝土桩7；

h.找平开挖地基面，绑扎筏板钢筋网，浇筑钢筋混凝土筏板8并将其与钢筋混凝土桩7连接为一体；

i.在钢筋混凝土筏板8上端面位于轨道荷载影响范围内浇筑承载板9，连接钢筋混凝土筏板8和钢筋混凝土桩7的方法为：绑扎筏板钢筋网，将钢筋混凝土桩7顶部及上端钢筋笼与筏板钢筋网连接，然后浇筑混凝土将钢筋混凝土桩7上端钢筋和筏板钢筋网浇筑于一体；

j.在钢筋混凝土筏板8以及承载板9两侧位于荷载影响范围外回填渗水土10，浇筑承载板9的方法为：在钢筋混凝土筏板8的上端面浇筑无钢筋骨架的混凝土形成承载板9，使承载板9上端面高出地下水最高水位不小于0.2m；

k.在承载板9的上端面开始填筑基床底层填料层11及基床表层填料层11形成轨道路基，所述的承载板9在浇筑过程中，在承载板9的上端面浇筑出中间高、两侧低的具有至少2％坡度的流水坡，填筑基床底层填料层11的方法为：在承载板9的上端面填筑基床底层填料层11，使基床底层填料层11的上端面形成中间高、两侧低的具有至少4％的坡度；

l.在渗水土10远离路基的一侧地基上施工排水沟12，连通排水沟12与渗水土10，排放钢筋混凝土筏板8下方以及两侧的地下水使承载板9上的填料处于干燥状态，在钢筋混凝土筏板8上端面浇筑厚度为0.3～1m的承载板9，回填渗水土10的方法为：在钢筋混凝土筏板8和承载板9两侧回填渗水土10，使回填的渗水土10的上端面与承载板9上端面最低处齐平，连通排水沟12与渗水土10的方法为：在排水沟12面向路基的一侧侧壁上沿路基纵向间隔开挖多个泄水孔13，泄水孔13沿路基横向延伸进入到渗水土10内，其高度不高于承载板9的上端面，在排水沟12面向路基的一侧侧壁上开挖多个泄水孔13，相邻泄水孔13沿路基纵向间隔1～2m。

本发明的一种高地下水位低填浅挖粉细砂土路基施工方法，通过向路基模板原位构造成的路基腔体灌注粉细砂，在粉细砂脱水后加入固化剂就地搅拌形成固化土路基，可将粉细砂直接注入路堤腔体，使其实现初步排水，待含水率降至最优含水率后，加入固化剂并搅拌，利用粉细砂易发生液化的特性开展拌合，用以保证拌和均匀性和材料和易性，然后进行固化粉细砂的养护，最终形成固化土路堤。本发明的施工方法，工序少，施工速度快，受天气因素影响小，除了可以快速完成路堤堤坝的填筑，减小放坡角度，减少土方量，较好地平衡工期、工程质量和工程投资之间的关系，该法竖向钢板可回收利用，绿色环保；路基结构充分整合利用桩及筏板整体结构、设置填料置换及排水限高结构，成功解决了膨胀土受饱水作用膨胀上拱风险和基床的翻浆冒泥病害；路基结构避免了病害风险，保障了高速铁路的顺畅平稳运行，社会效益和经济效益明显，同时相比较于采用桥梁形式的桩及板梁结构进行架空处理更为节约费用并降低施工难度。

以上所述仅为本发明专利的较佳实施例而已，并不用以限制本发明专利，凡在本发明专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明专利的保护范围之内。