基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构

摘要

本实用新型涉及一种基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构，包括碎石桩和柔性整体垫层，所述柔性整体垫层由土工格栅和土工布包裹碎石层组成，并铺设到路基护坡以外，所述路基护坡以外柔性整体垫层表面铺设碎石保护层，所述柔性整体垫层由土工合成材料包裹碎石层构成，所述土工合成材料重合处通过连接构件封闭，土工合成材料由土工布和土工格栅组成，所述土工格栅包裹在碎石层外部，所述土工布包裹在土工格栅外部，所述连接构件包括缝纫线和铁丝线，缝纫线用于缝合土工布，铁丝线用于绑扎土工格栅，所述柔性整体垫层下设有碎石桩。该基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合处治结构，施工方便，造价较低，并且能够加快排水固结的速度，降低施工中压实要求，避免产生差异沉降。

说明书

技术领域

本实用新型涉及软弱地基处理技术领域，具体为基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构。

背景技术

季冻区道路结构由于地基土强度不足、含水量高、压缩性高和承载力不足等原因造成道路结构的不均匀沉降，影响道路结构的稳定性；为防止道路修筑后地基下沉拉裂造成病害，需要对软弱地基进行处治，使其沉降变得足够坚固，提高软弱地基的固结度和稳定性；软弱地基的处治技术主要分为复合地基法、排水固结法和强夯法，强夯法易对土体质量产生影响。

现有复合地基中如预应力管桩和素混凝土桩此类复合地基通过增强软基的强度使地基承载能力提高，但是桩与桩及路基之间缺乏整体性，后期运营中在桩与土之间易产生差异沉降问题；软弱地基处治措施中垫层的土工格室在施工时存在难以固定，压实时易发生格室变形，对于压实技术要求较高；软基在固结过程中缺少排水通道，使固结需要的时间较长。

专利号为CN 111519484 A的一种基于柔性整体垫层和碎石桩的季节性冻土区公路软基复合处治结构，其包括设置在软基层表面的公路承载结构，以及用于降低深层软基层含水率的排水定位结构，但仍存在压实困难、整体结构缺乏整体性的不足；专利号为CN207739164 U的专一种井点降水快速处理软地基的方法，其真空井点降水、重力夯实震动碾压及高压喷射注浆的综合治理方法，但仍存在土体质量难以控制，易导致路基变形过大的问题。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提出一种基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构，能够有效降低路基下一定深度地基土体含水率，加快排水固结的速度，降低施工中压实要求，避免产生差异沉降，从而减小路基的不均匀变形，保证道路结构的稳定性和耐久性。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构，包括碎石桩和柔性整体垫层，多个碎石桩间隔施打在软弱地基中，柔性整体垫层铺设于碎石桩之上，并且柔性整体垫层的两侧铺设至路基护坡以外，路基护坡以外柔性整体垫层表面铺设碎石保护层。

优选的，所述柔性整体垫层包括碎石层，以及包覆在其外部的土工合成材料层。

优选的，所述柔性整体垫层的重合拼接处通过连接构件封闭。

优选的，所述土工合成材料层包括由内而外依次包覆在碎石层上的土工布和土工格栅。

优选的，所述土工布由多个土工布片依次拼接组成，相邻两个土工布片的拼接处采用缝纫线缝合。

优选的，所述土工格栅采用多个土工格栅片拼接而成，相邻两个土工格栅片的重合拼接处采用铁丝线绑扎。

优选的，所述土工格栅为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅、聚酯经编涤纶土工格栅。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型提供了一种基于柔性垫层和碎石桩的季节性冻土区公路软基复合结构，碎石桩挤密承载作用和排水固结作用相结合，在保证承载能力的同时，兼顾路基下一定深度地基土体的含水率；碎石桩能够加快排水固结的速度，使得路基能够在较短的时间里达到稳定，减轻地基土体高含水率和高压缩性的不利影响；碎石桩使桩与桩及路基之间形成整体，在后期运营中减少桩与土之间产生差异沉降；碎石桩顶部的柔性整体垫层提高了垫层的稳定性，使得软基下部发生不均匀沉降时，减小路基的不均匀变形；土工布使土工格栅易于固定且防止变形，提高了垫层的整体性，降低压实技术要求；土工格栅和土工布的抗拉强度以及碎石之间的嵌挤力提高该层的变形协调能力，通过整体的相互作用来减小地基产生的不均匀变形。

附图说明

图1为本实用新型公路软基复合结构的主视图；

图2为本实用新型柔性整体垫层及碎石保护层的刨面图；

图3为本实用新型柔性整体垫层俯视图。

图中：碎石桩1、柔性整体垫层2、碎石保护层3、土工合成材料4、碎石层5、连接构件6、土工布7、土工格栅8、缝纫线9、铁丝线10。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。

参阅图1-3，一种基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构，包括碎石桩1和柔性整体垫层2，碎石桩1施打在软弱地基中，柔性整体垫层2铺设于碎石桩1之上，并且柔性整体垫层2的两侧铺设至路基护坡以外，路基护坡以外柔性整体垫层2表面铺设碎石保护层3。

所述柔性整体垫层2包括碎石层5，以及包覆在其外部的土工合成材料层4，土工合成材料层的重合拼接处通过连接构件6封闭。所述土工合成材料层4包括由内而外依次包覆在碎石层5上的土工布7和土工格栅8。

土工布由多个土工布片缝合制成，相邻两个土工布片的拼接处采用缝纫线9缝合，土工布由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料。土工布为布状，一般宽度为4-6米，长度为50-100米。土工布分为有纺土工布和无纺长丝土工布，土工布具有优秀的过滤、排水、隔离、加筋、防护作用，具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀的特性。

所述土工格栅8为塑料土工格栅、钢塑土工格栅、玻璃纤维土工格栅、聚酯经编涤纶土工格栅，在本实施例中，土工格栅8采用多个土工格栅片拼接而成，相邻两个土工格栅片的重合拼接处采用铁丝线10绑扎。

所述碎石桩1由碎石和卵石为主要材料制成的复合地基加固桩，其施打在软基上。所述碎石桩1的下端施打进入持力层不小于1.0m

下面对基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合结构的施工方法进行详细的说明，包括以下步骤：

S1、清理整平施工场地并进行桩位放样，然后将机具定位，在沉管达到设计深度后进行碎石灌注作业，最后桩身拔管并形成碎石桩1；

S2、当碎石桩1全部施工完成后，在其顶面依次对称铺设并整平土工布7和土工格栅8，重合部分分别用缝纫线9和铁丝线10缝合绑扎，然后回填并整平碎石层5，最后回填料压实，并将土工布7和土工格栅8反包碎石层5并再次分别使用缝纫线9和铁丝线10缝合绑扎，最终形成柔性整体垫层2。

S3、利用压路机将柔性整体垫层2进行压实并填筑路基后，在路基护坡以外柔性整体垫层2表面铺设碎石保护层3。

上述基于柔性整体垫层和碎石桩的公路软基复合结构，包括碎石桩和柔性整体垫层，所述柔性整体垫层由土工格栅和土工布包裹碎石层组成，并铺设到路基护坡以外，所述路基护坡以外柔性整体垫层表面铺设碎石保护层，所述柔性整体垫层由土工合成材料包裹碎石层构成，所述土工合成材料重合处通过连接构件封闭，土工合成材料由土工布和土工格栅组成，所述土工格栅包裹在碎石层外部，所述土工布包裹在土工格栅外部，所述连接构件包括缝纫线和铁丝线，缝纫线用于缝合土工布，铁丝线用于绑扎土工格栅，所述柔性整体垫层下设有碎石桩。该基于柔性垫层和碎石桩的公路软基复合处治结构，施工方便，造价较低，并且能够加快排水固结的速度，降低施工中压实要求，避免产生差异沉降。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。