不良地质条件路基施工方法与流程

1.本发明涉及道路施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种不良地质条件路基施工方法。


背景技术：

2.不良地质条件即软土地基，是指含水量较多的土质，其中的成分以质量松软的天然土颗粒为主。这种土质在我国大部分地区都比较常见，尤其是在南方的一些沿海地带，很多地区的土质为软塑或流塑的黏性土。在高速公路工程施工中，相关工作人员一定要根据实际情况，有针对性地采取相应的措施和方法，对软土路基进行有效的处理，从而提高其稳定性，避免后续施工建设出现问题。软基会降低区域建设的稳定性及安全性，影响公路工程后续施工的正常运行，软土地基区域的安全性较低，如发生土坡滑动这一现象时，会使软土地基的结构变得更加分散，导致公路工程无法正常运行，软土地基如未加固，随着时间的推移会使地基沉降，若遇到暴雨天气及梅雨季还会加重软土地基的沉降情况，加大资源的损耗。
3.目前，软土地基的常用处理方法有基面强化、换土、侧向约束、预压固结、复合地基和土壤固化剂法。处理后的软基工程质量难以达到较为理想的效果，软基处理路段的工后沉降和跳车现象十分严重。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种不良地质条件路基施工方法，包括以下步骤：
6.步骤一、清理地表杂物，开挖软土地基至目标基线；
7.步骤二、在基底铺装片石，压实，然后填充回填料，压实，形成基底层；
8.步骤三、在基底层上铺装土工布，形成第一土工布层，然后铺装级配碎石，压实，然后安装防沉降结构，再填充级配碎石直至盖过所述防沉降结构顶部至少10cm，压实，形成防沉降层；
9.其中，所述防沉降结构包括：
10.底架，其呈类球面形，所述底架开口朝上；
11.多个支柱，多个支柱底部限位活动设置于所述底架上；
12.顶盖，其包括沿路基横向依次相互限位搭接的多个顶架，所述顶架呈类球面形，并且开口朝下，所述顶架限位活动盖接于所述支柱顶部，所述顶盖沿路基横向呈中间高两侧低的形状；
13.步骤四、在防沉降层上铺装土工布，形成第二土工布层；
14.步骤五、在第二土工布层上浇注混凝土，形成混凝土层；
15.步骤六、在混凝土层上铺装沥青混凝土，压实，形成路面。
16.优选的是，步骤二分层铺装片石和填充回填料，每层铺装厚度为50～100mm，压实后，再铺装和填充下一层。
17.优选的是，步骤三中的底架包括相对设置的一对侧边骨、连接于一对侧边骨两端的一对弧形骨、两端间隔固定于一对侧边骨之间的弧形的加强骨，其中，所述弧形骨上间隔设有多个沿路基横向的长条形的限位槽，所述支柱底部活动抵接于所述限位槽内。
18.优选的是，步骤三中的支柱包括活动抵接于所述限位槽内的弧形的底板、底部固定于所述底板上的支杆、固定于所述支杆顶部的连接球，其中，所述连接球限位活动于所述顶架上。
19.优选的是，步骤三中的顶架包括相对设置的一对侧边棱、连接于一对侧边棱两端的一对弧形的承力板、两端间隔固定于一对侧边棱之间的弧形的加强筋，其中，所述承力板上设有类球面形的容纳槽，所述连接球活动容纳于所述容纳槽内。
20.优选的是，步骤三中的侧边棱采用槽钢，相邻两个顶架的侧边棱相互活动卡接。
21.优选的是，步骤三中位于底架和每个顶架之间铺装多个生石灰块，所述生石灰块采用透气性的长条形的柔性的袋子填充生石灰制成。
22.优选的是，步骤三中的生石灰块的厚度为10～20cm。
23.本发明至少包括以下有益效果：
24.第一、顶盖呈朝中心拢开口朝下的结构，与底架形成上下配合结构，且形成顶盖的顶架也呈开口朝下向局部中心收拢的结构，支柱顶部相对于顶架具有360
°
的自由活动空间，用于分散顶部传递的压力。当防沉降结构受到上方路基的压力时，顶盖、支柱、底架之间带动周边级配碎石发生相对位移，但承受的压力消失时，由于顶盖和底架的中心收拢作用可以使发生的相对位移自动回复至原来的平衡点位置，达到防沉降的技术效果。
25.第二、第一土工布层和第二土工布层在这里可以起到隔离基底层和防沉降层、隔离防沉降层和混凝土层的目的，避免防沉降层内的土颗粒，细沙、小石料等流失，以保持路基的稳定。另外，第一土工布层和第二土工布层还具有排水作用，具有良好的导水性能，可以使土体内部形成排水通道，将土体结构内多余液体和气体向路基横向方向排出。
26.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
27.图1为本发明的其中一种技术方案的所述路基的侧面剖视图；
28.图2为本发明的其中一种技术方案的所述底架的俯视图；
29.图3为本发明的其中一种技术方案的所述顶架的仰视图；
30.图4为本发明的其中一种技术方案的所述支柱的细节图；
31.图5为本发明的其中一种技术方案的相邻两个顶架的侧边棱的连接示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
33.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所
述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
34.如图1～5所示，本发明说明书附图标记释义如下：基底层100、第一土工布层200、防沉降层300、底架1、支柱2、顶架3、防沉降结构700、第二土工布层400、混凝土层500、路面600、侧边骨11、弧形骨12、加强骨13、限位槽14、底板21、支杆22、连接球23、侧边棱31、承力板32、加强筋33、容纳槽34、生石灰块4。
35.如图1～5所示，本发明提供一种不良地质条件路基施工方法，包括以下步骤：
36.步骤一、清理地表杂物，开挖至目标基线；采用开挖换填方法处理软土地基，通过前期测现场勘测，设定软土地基目标基线，然后将软土地基直接挖出，直至达到目标基线位置，平整基底表面。
37.步骤二、在基底铺装片石，压实，然后填充回填料，压实，形成基底层100；采用尺寸大于30cm的片石铺装于基底，先铺装一层，每层铺装厚度为50～100mm，然后采用压路机进行碾压，选取多个检测位置，检测地基承载力，通常选取3个位置，当地基承载力达到待建公路的要求，比如普通公路达到120kpa，高速公路达到150kpa后，再填充回填料，使回填料填满片石之间的间隙，并且高出片石20cm左右即可，压实，直至地基承载力达到预设标准。回填料可以采用重量比例为5％的膨润土、10％的减水剂、10％的水泥、5％的粉煤灰、25％的石英砂、45％的水混合均匀得到。重复上述铺装片石与填充回填料的步骤，直至铺装厚度达到预设高度。
38.步骤三、在基底层100上铺装土工布，形成第一土工布层200，然后铺装级配碎石，压实，然后安装防沉降结构700，再填充级配碎石直至盖过所述防沉降结构700顶部至少10cm，压实，形成防沉降层300；级配碎石是由粗、细碎石集料和石屑各占一定比例的混合料，其颗粒组成符合密实级配要求。先在基底层100上铺装置15～30cm的级配有碎石，然后采用压路机碾压，直至地基承载力达到预设标准，然后安装防沉降结构700，从下至上依次按装底架1、支柱2、顶盖，然后再铺装级配碎石，直至盖过顶盖上方10～30cm，采用压路机碾压直至地基承载力达到预设标准。防沉降结构700竖直向下的投影呈正方形，边长略小于路基横向宽度，两边各留出10～20cm距离即可。
39.进一步的，在防沉降结构700内间隔平铺入一层生石灰块4，位于底架1和每个顶架3之间铺装多个生石灰块4，生石灰块4采用透气性的长条形的柔性的袋子填充生石灰制成，比如布袋、纺织袋，尺寸以长方体为宜，长、宽、厚分别为60～100cm、30～40cm、10～20cm为宜，生石灰块4与防沉降结构700不接触，而是容纳于级配碎石内。通过铺设生石灰块4，生石灰与水反应生成固体钙化物，体积膨胀，可以弥补一部分水分流动造成的泥土流失和路基内部空洞。
40.其中，所述防沉降结构700包括：
41.底架1，其呈类球面形，所述底架1开口朝上；形成朝中心收拢的结构。
42.多个支柱2，多个支柱2底部限位活动设置于所述底架1上；用于连接底架1和顶盖，传递底架1与顶盖之间的相互作用力，支柱2相对于底架1沿路基横向具有活动空间。
43.顶盖，其包括沿路基横向依次相互限位搭接的多个顶架3，所述顶架3呈类球面形，
并且开口朝下，所述顶架3限位活动盖接于所述支柱2顶部，所述顶盖沿路基横向呈中间高两侧低的形状；顶盖呈朝中心拢开口朝下的结构，与底架1形成上下配合结构，且形成顶盖的顶架3也呈开口朝下向局部中心收拢的结构，支柱2顶部相对于顶架3具有360
°
的自由活动空间，用于分散顶部传递的压力。当防沉降结构700受到上方路基的压力时，顶盖、支柱2、底架1之间带动周边级配碎石发生相对位移，但承受的压力消失时，由于顶盖和底架1的中心收拢作用可以使发生的相对位移自动回复至原来的平衡点位置，达到防沉降的技术效果。
44.进一步的，底架1包括相对设置的一对侧边骨11、连接于一对侧边骨11两端的一对弧形骨12、两端间隔固定于一对侧边骨11之间的弧形的加强骨13，其中，所述弧形骨12上间隔设有多个沿路基横向的长条形的限位槽14，所述支柱2底部活动抵接于所述限位槽14内。采用弧形骨12、加强骨13形成类球面形，而不是采用钢板形成，在不影响中心收拢效果的前提下，显著减少了钢材料的使用量，节约施工成本，也不会影响防沉降层300排水作用。
45.进一步的，支柱2包括活动抵接于所述限位槽14内的弧形的底板21、底部固定于所述底板21上的支杆22、固定于所述支杆22顶部的连接球23，其中，所述连接球23限位活动于所述顶架3上。底板21可以沿路基横向在底架1上限位活动，分散力的作用。连接球23具有在360
°
限位转向功能，配合底板21具有沿路基横向摇摆散力的功能。
46.进一步的，顶架3包括相对设置的一对侧边棱31、连接于一对侧边棱31两端的一对弧形的承力板32、两端间隔固定于一对侧边棱31之间的弧形的加强筋33，其中，所述承力板32上设有类球面形的容纳槽34，所述连接球23活动容纳于所述容纳槽34内。与底架1设计思路相同，采用侧边棱31、加强筋33形成类球面形，而不是采用钢板形成，在不影响中心收拢效果的前提下，显著减少了钢材料的使用量，节约施工成本，也不会影响防沉降层300排水作用。容纳槽34对连接球23具有多方位的限位功能，避免支柱2偏离中心距离过大。
47.进一步的，侧边棱31采用槽钢，相邻两个顶架3的侧边棱31相互活动卡接。方便施工安装顶架3，加快施工效率。
48.步骤四、在防沉降层300上铺装土工布，形成第二土工布层400；第一土工布层200和第二土工布层400在这里可以起到隔离基底层100和防沉降层300、隔离防沉降层300和混凝土层500的目的，避免防沉降层300内的土颗粒，细沙、小石料等流失，以保持路基的稳定。另外，第一土工布层200和第二土工布层400还具有排水作用，具有良好的导水性能，可以使土体内部形成排水通道，将土体结构内多余液体和气体向路基横向方向排出。
49.步骤五、在第二土工布层400上浇注混凝土，形成混凝土层500；混凝土由胶凝材料，骨料，水，以及外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点，在此可以提供优良的承力基础。混凝土层500的厚度根据公路级别设定。
50.步骤六、在混凝土层500上铺装沥青混凝土，压实，形成路面600。使用压路机先碾压路基两侧，然后碾压路基的中间位置，碾压重叠距离至少30cm，沥青混凝土压实度达到90％以上即可。沥青混凝土形成的路面600的厚度最好在30cm以上。
51.在一个具体的实施例中，防沉降结构700的尺寸参数如下：
52.侧边骨11长25m，宽20cm，弧形骨12的弧度为120
°
，弦高为20cm，宽为30cm，底板21与弧形骨12弧度相同，加强骨135根，加强骨13的宽为10cm，底板21的弧长为40cm，每组支柱
2为5个，从中间向两边的支柱2的长依次为50cm、40cm、30cm，直径均为20cm，连接球23的直径为25cm，侧边棱31长26m，承力板32的弧度为120
°
，加强筋335根。
53.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.不良地质条件路基施工方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、清理地表杂物，开挖软土地基至目标基线；步骤二、在基底铺装片石，压实，然后填充回填料，压实，形成基底层；步骤三、在基底层上铺装土工布，形成第一土工布层，然后铺装级配碎石，压实，然后安装防沉降结构，再填充级配碎石直至盖过所述防沉降结构顶部至少10cm，压实，形成防沉降层；其中，所述防沉降结构包括：底架，其呈类球面形，所述底架开口朝上；多个支柱，多个支柱底部限位活动设置于所述底架上；顶盖，其包括沿路基横向依次相互限位搭接的多个顶架，所述顶架呈类球面形，并且开口朝下，所述顶架限位活动盖接于所述支柱顶部，所述顶盖沿路基横向呈中间高两侧低的形状；步骤四、在防沉降层上铺装土工布，形成第二土工布层；步骤五、在第二土工布层上浇注混凝土，形成混凝土层；步骤六、在混凝土层上铺装沥青混凝土，压实，形成路面。2.如权利要求1所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤二分层铺装片石和填充回填料，每层铺装厚度为50～100mm，压实后，再铺装和填充下一层。3.如权利要求2所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤三中的底架包括相对设置的一对侧边骨、连接于一对侧边骨两端的一对弧形骨、两端间隔固定于一对侧边骨之间的弧形的加强骨，其中，所述弧形骨上间隔设有多个沿路基横向的长条形的限位槽，所述支柱底部活动抵接于所述限位槽内。4.如权利要求3所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤三中的支柱包括活动抵接于所述限位槽内的弧形的底板、底部固定于所述底板上的支杆、固定于所述支杆顶部的连接球，其中，所述连接球限位活动于所述顶架上。5.如权利要求4所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤三中的顶架包括相对设置的一对侧边棱、连接于一对侧边棱两端的一对弧形的承力板、两端间隔固定于一对侧边棱之间的弧形的加强筋，其中，所述承力板上设有类球面形的容纳槽，所述连接球活动容纳于所述容纳槽内。6.如权利要求5所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤三中的侧边棱采用槽钢，相邻两个顶架的侧边棱相互活动卡接。7.如权利要求1所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤三中位于底架和每个顶架之间铺装多个生石灰块，所述生石灰块采用透气性的长条形的柔性的袋子填充生石灰制成。8.如权利要求7所述的不良地质条件路基施工方法，其特征在于，步骤三中的生石灰块的厚度为10～20cm。

技术总结
本发明公开了一种不良地质条件路基施工方法，包括：步骤一、清理地表杂物，开挖软土地基；步骤二、铺装片石，压实，填充回填料，压实，形成基底层；步骤三、铺装土工布，铺装级配碎石，压实，安装防沉降结构，再填充级配碎石直至盖过防沉降结构，压实，形成防沉降层；防沉降结构包括：底架，其呈类球面形，开口朝上；多个支柱，底部限位活动设置于底架上；顶盖，其包括沿路基横向依次相互限位搭接的多个顶架，呈类球面形，开口朝下，顶架限位活动盖接于支柱顶部，顶盖沿路基横向呈中间高两侧低的形状；步骤四、铺装土工布；步骤五、浇注混凝土；步骤六、铺装沥青混凝土，压实，形成路面。本发明具有防止不良地质条件下路面沉降的有益效果。不良地质条件下路面沉降的有益效果。不良地质条件下路面沉降的有益效果。


技术研发人员：李国祯 胡伟 李晟
受保护的技术使用者：中信建设有限责任公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/1