一种解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法

1.本发明属于岩土工程技术领域，具体涉及一种解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法。


背景技术：

2.深厚淤泥质软土地区桥头跳车是低路基常见的病害，这是由路桥结构、材料的刚度差异引起桥面、路面不均匀沉降造成的。为了防止这类病害，在道路建设过程中，通过设置过渡段路基强化结构和地基加固结构进行处理。但是，现有处理方法对深厚淤泥质软土地区缺乏持力层的软土地基上的低路基效果并不明显。桥头跳车已经成为深厚淤泥质软土地区最难治理的工程难点之一。
3.为了治理这类病害，目前国内采取的主要方法是通过在路面设置搭接板、在路面添加沥青混凝土材料填补因不均匀沉降引起的路面结构损失。这些只能缓解桥头跳车病害，不能从根本上解决这类病害。也有人提出斜向注浆形成强化路基，和部分强化地基的处置方法，这类方法也不能从根本上解决低路基条件下路桥之间的差异沉降。
4.中国专利cn206090284u公开了一种用于治理桥头跳车的沥青路面修复层，该专利处理桥面、路面不均匀沉降的思路是用钢纤层、粘层油层和沥青的混合料层加铺在路面破损表面，该专利临时性的处理了桥头跳车处路基不均匀沉降，但不能从根本上解决路桥过渡段刚体差异引起的不均匀沉降，因为过渡段不均匀沉降是由于地基、路基和路面基层不均匀变形引起的，该专利只是缓解了路面基层不均匀沉降造成的路面破坏，不能解决路面基层下路基、地基的不均匀沉降。中国专利cn114508015a公开了一种桥头跳车路面增强的补强方法，该专利思路是利用铝热反应高温使路基材料熔融成为玻璃态物质来加固路基，同样仅仅针对路面基础进行处理，没有针对路基、地基处理，过渡段处路桥刚度差异仍然存在，随着公路的运营，不均匀沉降又会出现。
5.因此，迫切需要一种解决软土地区低路基桥头跳车病害的方法，不仅需要强化路基路面结构，还需要强化软土地基结构，从根本上解决桥头跳车病害问题。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，将地基、路基和路面结构层作为整体考虑，通过固化土灌注桩强化地基，固化土灌注复合桩强化路基，再与路面强化结构之间连接形成整体强化结构，从根本上控制地基和路基的竖向变形，解决桥头跳车病害。
7.为解决本发明所提出的技术问题，本发明提供一种解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，包括以下步骤：
8.1)确定治理区域
9.对发生桥头跳车病害的路桥过渡段开展地质勘察，确定需要治理的区域，对该区域内的路面结构层进行清理，并均匀布置桩孔孔位；
10.2)钻孔取土
11.按照桩孔孔位进行钻孔取土，形成桩孔，并将从路基和地基的取土分开放置，得到路基土和地基土；
12.3)制作流态固化土
13.将路基土与水泥和水混合制成路基段流态固化土，将地基土与分散剂和固化剂混合制成地基段流态固化土；
14.4)灌注插芯成桩
15.将地基段流态固化土灌注到桩孔中，再将预制钢筋混凝土芯桩插入桩孔，芯桩顶面与孔口平齐，保持芯桩垂直，将路基段流态固化土灌注到桩孔中直至填满，形成固化土灌注复合桩；
16.5)重构路面结构层
17.铺设钢筋混凝土浇筑而成的蜂窝状路面强化面板，面板与固化土灌注复合桩桩顶连接形成整体强化结构，再铺设沥青混合料，直至路面与桥面平齐。
18.上述方案中，所述路桥过渡段的剖面结构自上而下包括路面结构层、路基和地基，所述路基的厚度不超过3.5m。
19.上述方案中，步骤1)中，在对路面结构层进行清理时，保留路面结构层0.05-1.05m厚度，其余部分清除。
20.上述方案中，步骤1)中还包括在路堤边坡坡底布设水泥土搅拌桩防水帷幕，每侧布置1-3排防水帷幕，排距1.5-2m，防止桩间绕流引起的路基失稳。
21.上述方案中，所述桩孔的孔径为0.6-0.8m，孔深到达路基以下8-10m处，孔间距为2-3m。
22.上述方案中，所述路基段流态固化土包括以下重量份的原料：路基土60-80份、水泥20-40份、水12-20份，水灰比为50-60％。
23.上述方案中，所述地基土为淤泥质黏性土，所述分散剂为cn115108751a公开的预拌流态固化土用分散剂，所述地基段流态固化土是将地基土按照cn115108751a公开的技术方案制备的预拌流态固化土。
24.上述方案中，所述地基段流态固化土灌注到路基以下1-1.5m处。
25.上述方案中，所述预制钢筋混凝土芯桩的底面到达路基以下1-1.5m。
26.上述方案中，所述固化土灌注复合桩自然养护15-40d后重构路面结构层。
27.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
28.1)本发明针对缺乏持力层的深厚软土地基非管桩地基处理的厚度不超过3.5m的低路基过渡段跳车病害，提出针对路面结构层、路基和地基的综合治理方案。通过固化土灌注桩作为预制钢筋混凝土芯桩的持力层，弥补深厚软土地基缺乏稳定持力层的缺陷；通过预制钢筋混凝土芯桩和固化土灌注桩组成的复合结构强化路基本体，提高了路基本体的强度和刚度，有力的限制了路基本体自身的变形；通过布设水泥土搅拌桩防水帷幕防止由桩间绕流引起的路基结构失稳所形成的路面沉降；通过修复路面填充因差异沉降引起的路面结构层损失；灌注桩、钢筋混凝土芯桩和路面基层修复结构共同构成了加固整体结构，从根本上控制了地基和路基的竖向变形，完美地解决了桥头跳车的病害。
29.2)本发明所需原料均为原位取土，无需额外粗、细骨料。从桩孔中取得的路基土颗
粒级配满足路基排水所需的渗透性要求，其级配良好，可以直接添加水泥制作成流态固化土回填。从桩孔中取得的地基土为淤泥质黏性土，颗粒级配差、黏粒含量高、有机质含量高，普通水泥固化浆液作用下无法形成流态固化土，通过添加专利技术分散剂，形成满足可灌性要求的流态固化土。如此，取土得以利用，具有很好的环保性和经济性。
附图说明
30.图1为本发明实施例1治理区域的纵向剖面图。
31.图2为本发明实施例1治理区域的横向剖面图。
32.图中：1、桥面；2、桥梁；3、桥墩；4、沥青混合料；5、路面结构层；6、路基；7、地基；8、桩孔；9、预制钢筋混凝土芯桩；10、路堤边坡；11、防水帷幕。
具体实施方式
33.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
34.实施例1
35.某山区跨河大桥桥头过渡段发生桥头跳车病害，采用本发明技术方案进行治理，包括以下步骤：
36.1)确定治理区域
37.经勘察，发生桥头跳车病害的路桥过渡段的剖面结构自上而下包括路面结构层、路基和地基，路基的厚度为3.2m，属于深厚软土地基低路基，靠近桥头位置10m处路面出现明显沉降，沉降高度约5cm，因此确定对距离桥头15m范围内的区域进行治理；
38.对该区域内的路面结构层进行清理，保留路面结构层1m厚度，其余部分清除；同时，在路堤边坡坡底距离路面10m处布设水泥土搅拌桩防水帷幕，每侧布置2排防水帷幕，排距1.5m；然后在该区域内均匀布置桩孔孔位，确定孔径为0.8m，孔深到达路基以下10m处，孔间距为3m，每排孔桩相互嵌套布置；
39.2)钻孔取土
40.按照桩孔孔位进行钻孔取土，形成桩孔，并将从路基和地基的取土分开放置，得到路基土和地基土；
41.3)制作流态固化土
42.将路基土与水泥和水混合制成路基段流态固化土，具体的原料组成为：路基土80份、水泥20份、水12份，水灰比为60％，具体的制作方法为：将路基土与水泥和水混合均匀，得到路基段流态固化土；
43.将地基土与分散剂和固化剂混合制成地基段流态固化土，按照cn 115108751a公开的技术方案制备，具体的制作方法为：将地基土与分散剂混合均匀，得到改良后的淤泥质黏性土浆液；将改良后的淤泥质黏性土浆液与has土壤固化剂混合均匀，得到预拌流态固化土即为地基段流态固化土；分散剂由以下重量份的原料组成：阻粘水剂9份、稳定剂0.6份、水90.4份；阻粘水剂由焦磷酸钠和氨基磺酸系减水剂asp以2:1的比例复配而成，稳定剂为亚磷酸酯；分散剂的掺量为地基土质量的6％；has土壤固化剂的掺量为改良后的淤泥质黏性土浆液质量的20％；
44.4)灌注插芯成桩
45.将地基段流态固化土灌注到桩孔中，灌注到路基以下1.5m处时停止灌注，再将直径为0.2m的预制钢筋混凝土芯桩插入桩孔，芯桩底面到达路基以下1.5m处，芯桩顶面与孔口平齐，保持芯桩垂直，将路基段流态固化土灌注到桩孔中直至填满，形成固化土灌注复合桩；
46.5)重构路面结构层
47.待固化土灌注复合桩自然养护28d后，铺设钢筋混凝土浇筑而成的蜂窝状路面强化面板，面板与固化土灌注复合桩桩顶连接形成整体强化结构，再铺设沥青混合料，直至路面与桥面平齐。
48.路面桥面平整后，即可通车，随后每隔三天对路面沉降进行检测，观察路面是否出现沉降，经过长达40天的检测，未再发生桥头跳车病害。
49.实施例2
50.湖南某河道跨河大桥桥头过渡段发生桥头跳车病害，采用本发明技术方案进行治理，包括以下步骤：
51.1)确定治理区域
52.经勘察，发生桥头跳车病害的路桥过渡段的剖面结构自上而下包括路面结构层、路基和地基，路基的厚度为2.8m，属于深厚软土地基低路基，靠近桥头位置8m处路面出现明显沉降，沉降高度约6cm，因此确定对距离桥头10m范围内的区域进行治理；
53.对该区域内的路面结构层进行清理，保留路面结构层0.65m厚度，其余部分清除；同时，在路堤边坡坡底距离路面8m处布设水泥土搅拌桩防水帷幕，每侧布置1排防水帷幕。然后在该区域内均匀布置桩孔孔位，确定孔径为0.6m，孔深到达路基以下8m处，孔间距为2.5m，每排孔桩相互嵌套布置；
54.2)钻孔取土
55.按照桩孔孔位进行钻孔取土，形成桩孔，并将从路基和地基的取土分开放置，得到路基土和地基土；
56.3)制作流态固化土将路基土与水泥和水混合制成路基段流态固化土，具体的原料组成为：路基土70份、水泥30份、水16.5份，水灰比为55％，具体的制作方法为：将路基土与水泥和水混合均匀，得到路基段流态固化土；
57.将地基土与分散剂和固化剂混合制成地基段流态固化土，按照cn 115108751a公开的技术方案制备，具体的制作方法为：将地基土与分散剂混合均匀，得到改良后的淤泥质黏性土浆液；将改良后的淤泥质黏性土浆液与has土壤固化剂混合均匀，得到预拌流态固化土即为地基段流态固化土；分散剂由以下重量份的原料组成：阻粘水剂9份、稳定剂0.6份、水90.4份；阻粘水剂由焦磷酸钠和氨基磺酸系减水剂asp以2:1的比例复配而成，稳定剂为亚磷酸酯；分散剂的掺量为地基土质量的6％；has土壤固化剂的掺量为改良后的淤泥质黏性土浆液质量的20％；
58.4)灌注插芯成桩
59.将地基段流态固化土灌注到桩孔中，灌注到路基以下1.3m处时停止灌注，再将直径为0.15m的预制钢筋混凝土芯桩插入桩孔，芯桩底面到达路基以下1.3m处，芯桩顶面与孔口平齐，保持芯桩垂直，将路基段流态固化土灌注到桩孔中直至填满，形成固化土灌注复合
桩；
60.5)重构路面结构层
61.待固化土灌注复合桩自然养护28d后，铺设钢筋混凝土浇筑而成的蜂窝状路面强化面板，面板与固化土灌注复合桩桩顶连接形成整体强化结构，再铺设沥青混合料，直至路面与桥面平齐。
62.路面桥面平整后，即可通车，随后每隔三天对路面沉降进行检测，观察路面是否出现沉降，经过长达40天的检测，未再发生桥头跳车病害。
63.上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的实例，而并非对实施方式的限制。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而因此所引申的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。

技术特征：
1.一种解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定治理区域对发生桥头跳车病害的路桥过渡段开展地质勘察，确定需要治理的区域，对该区域内的路面结构层进行清理，并均匀布置桩孔孔位；2)钻孔取土按照桩孔孔位进行钻孔取土，形成桩孔，并将从路基和地基的取土分开放置，得到路基土和地基土；3)制作流态固化土将路基土与水泥和水混合制成路基段流态固化土，将地基土与分散剂和固化剂混合制成地基段流态固化土；4)灌注插芯成桩将地基段流态固化土灌注到桩孔中，再将预制钢筋混凝土芯桩插入桩孔，芯桩顶面与孔口平齐，保持芯桩垂直，将路基段流态固化土灌注到桩孔中直至填满，形成固化土灌注复合桩；5)重构路面结构层铺设钢筋混凝土浇筑而成的蜂窝状路面强化面板，面板与固化土灌注复合桩桩顶连接形成整体强化结构，再铺设沥青混合料，直至路面与桥面平齐。2.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述路桥过渡段的剖面结构自上而下包括路面结构层、路基和地基，所述路基的厚度不超过3.5m。3.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，步骤1)中，在对路面结构层进行清理时，保留路面结构层0.05-1.05m厚度，其余部分清除。4.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，步骤1)中还包括在路堤边坡坡底布设水泥土搅拌桩防水帷幕，每侧布置1-3排防水帷幕，排距1.5-2m，防止桩间绕流引起的路基失稳。5.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述桩孔的孔径为0.6-0.8m，孔深到达路基以下8-10m处，孔间距为2-3m。6.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述路基段流态固化土包括以下重量份的原料：路基土60-80份、水泥20-40份、水12-20份，水灰比为50-60％。7.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述地基土为淤泥质黏性土，所述地基段流态固化土是将地基土按照cn115108751a公开的技术方案制备的预拌流态固化土。8.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述地基段流态固化土灌注到路基以下1-1.5m处。9.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述预制钢筋混凝土芯桩的底面到达路基以下1-1.5m。
10.根据权利要求1所述的解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法，其特征在于，所述固化土灌注复合桩自然养护15-40d后重构路面结构层。

技术总结
本发明属于岩土工程技术领域，公开了一种解决软土地区低路基桥头跳车危害的综合治理方法。首先确定治理区域，对该区域内的路面结构层进行清理，并布置桩孔孔位；然后钻孔取土，将路基土和地基土分别制作成流态固化土；再将地基段流态固化土灌注到桩孔中，插入芯桩后将路基段流态固化土灌注到桩孔中直至填满，形成固化土灌注复合桩；最后铺设蜂窝状路面强化面板和沥青混合料，直至路面与桥面平齐。本发明将地基、路基和路面结构层作为整体考虑，通过固化土灌注桩强化地基，固化土灌注复合桩强化路基，再与路面强化结构之间连接形成整体强化结构，从根本上控制地基和路基的竖向变形，解决桥头跳车病害。决桥头跳车病害。决桥头跳车病害。


技术研发人员：肖尊群 刘海涛 许彩云 吕振滔 常燕斌 王慧 王福琦 邓名慧 李浦宇 郑月鹏 石银磊 罗科奇 林健
受保护的技术使用者：武汉工程大学
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/9