專利名稱：高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路堤技術的制作方法
技術領域：
本發明屬于土木工程技術領域，特別涉及高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術。
背景技術：
我國沿海及內地湖泊地區存在大量的軟弱土地基，在軟弱土地基上修建高速公路、高速鐵路、江河提防等，需要對軟弱土地基進行處理，以控制工后沉降(即路提投入運營后在大修的1(Γ15年的一段時間內產生的沉降)。對于高等級公路，一般路段工后沉降控制要求為30cm，橋頭路段為10cm。對于深厚軟弱土地基的工后沉降控制方法一般有兩類一類為排水固結法，如堆載預壓法、真空預壓法、降水預壓法等，一般需要結合豎向塑料排水板作為排水通道；另一類為復合地基法，又可細分為柔性樁復合地基和剛性樁復合地基法。柔性樁如水泥土攪拌樁(漿、濕噴樁)、砂樁和碎石樁等，剛性樁有Cre樁，預應力管樁(PHC樁)和現澆混凝土大直徑管樁(PCC樁)等。排水預壓法技術成熟，施工簡單，可以處理深度達20米以上的軟基，但其主要不足是預壓處理時間長，并且處理后工后沉降較大，補償土方量大，且運營后路提頂修復補償土方會產生新的荷載，又導致新的沉降。柔性樁復合地基一般只可處理地面以下15米以內的軟土地基，不宜用于深層軟土處理，且在加固范圍內由于樁的柔性性質，其樁身仍有沉降產生。CFG等剛性樁是處理深層軟土可行的方法之一，樁徑一般在50厘米左右，樁距一般不大于1. 5米，加固效果好，但地基處理造價很高。對于深厚軟土地基上的高等級路提，由于是一種柔性荷載，因此采用上述處理方法進行軟基加固后，路提中心和路提邊緣的附加應力大小不同，路提中心的附加應力要大于路提邊緣，使得路提中心的沉降量比路提邊緣要大，從而使地表產生“鍋底”狀的不均勻沉降，嚴重時導致公路產生縱向裂縫，影響行車的舒適性和安全性。
發明內容
本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種造價低、施工快捷、工后沉降小、不產生“鍋底”狀不均勻沉降的高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術。為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是
一種高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，在軟土地基與路提填土之間設置鋼筋混凝土板作為硬殼層，其特征在于混凝土板厚度為300mnTl000mm ；混凝土板可位于地表之上，或部分埋入地基，或全部埋入地基；混凝土板底部可鋪設墊層；路提填土的坡度較陡，坡比小于1:1. 5，坡面采用土工布包裹；混凝土板靠近路提邊緣兩側可設置低擋墻；混凝土板在道路橫斷面方向設置伸縮縫；混凝土板可變厚度。所述混凝土板底部鋪設墊層的材料可為碎石、級配砂石、建筑磚石垃圾等。所述路提填土分為多級填筑，每一級填土的坡面分別采用一層土工布包裹。所述擋墻與混凝土板垂直，并與混凝土板固定在一起，整體變形，擋墻高度不大于路提填土高度。所述伸縮縫應設置在填土高度和地質條件變化不大的橫斷面位置，伸縮縫方向與道路行車方向垂直。所述混凝土板可沿道路方向根據地質情況的變化調整厚度，地基土較硬時板厚變薄，地基土較軟時板厚變厚。所述混凝土板上部的路提填土可選用輕質材料，如EPS顆粒輕質混合土、氣泡輕質混合土等，減輕路提自重，與混凝土板共同作用協調變形，更好地控制路提沉降。本發明的優點和效果在于
在軟土地基之上、路提填土之下設置剛性的鋼筋混凝土板，鋼筋混凝土板本身的抗彎剛度很大，因此變形小，消除了路提邊緣和路提中心的差異沉降，使路提整體均勻下沉，避免了路基產生縱向裂縫。通過將混凝土板部分或全部埋入地基，在混凝土板底部鋪設墊層，使地基承載力能滿足要求，且方便施工。墊層材料可采用建筑垃圾，起到了環保的效果。由于混凝土板強度很高，因此路提邊坡不會發生失穩破壞，邊坡可適當變陡，或者設置擋墻，從而減小了路提填土的方量，節省了工程造價。在混凝土板兩側可設置擋墻，擋墻與混凝土板固定形成整體，擋墻的墻壁受到土體側向壓力的作用，使底部的混凝土板產生上部受拉、下部受壓的彎矩；而作用在混凝土底板的土壓力則產生使混凝土板產生上部受壓、下部受拉的彎矩，兩者正好相互抵消，使混凝土板的撓度和應力都較小。此外，擋墻可以使上部填土更加均勻，保持底板上受力平衡，相當于均布荷載。采用剛性板代替常規的地基處理方法，使路提柔性荷載變為剛性荷載，產生整體變形，無差異沉降，不需地基處理來消除差異沉降，因此節省了昂貴的地基處理費用。與排水固結法相比，本發明由于排水固結慢，工后一定時間內沉降小，即工后沉降小。與復合地基法相比，本發明造價低。本發明工期短，只考慮填土工期，特別適用用深厚軟土地基上一般路段。下面結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細描述。本發明的保護范圍并不以具體實施方式
為限，而是由權利要求加以限定。
圖1本發明混凝土板位于地表之上的板承式路提示意圖； 圖2本發明混凝土板位于地表之下的板承式路提示意圖3本發明有擋墻的板承式路提示意圖； 圖4本發明與排水板處理路提中心沉降 時間曲線比較圖； 圖5本發明與排水板處理路提邊緣沉降 時間曲線比較圖； 圖6本發明與排水板處理路提橫斷面工后沉降比較圖。圖中1為軟土地基，2為墊層，3為混凝土板，4為土工布，5為路提，6為擋墻，7為地表面。
具體實施例方式如圖1、2和3所示，一種高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，在軟土地基(1)與路提(5)之間設置鋼筋混凝土板(3)作為硬殼層；鋼筋混凝土板(3)剛度大，抵抗變形的能力強，在路提(5)的重力作用下，板中心與板邊緣的相對變形較小，即撓度較小，使地基沉降時路提(5)與混凝土板(3)形成整體一起往下沉，不產生鍋底狀差異沉降。混凝土板(3)可位于地表面(7)之上(如圖1)，或部分埋入地基，或全部埋入地基，即位于地表面(7)之下(如圖2);混凝土板(3)埋入地基的優點在于可以使板底受力更加均勻、 降低板底附加應力并減小沉降。混凝土板(3)底部鋪設墊層(2);由于地表面(7)為軟土， 鋪設墊層(2 )是為了使表層土具有一定承載力，方便施工機械和人員進場。路提(5 )的坡度較陡，坡比小于1:1. 5，坡面采用土工布(4)包裹；土工布(4)根據路提(5)分級填筑的厚度分為多層，土工布(4)包裹后，邊坡坡度變陡也能保持穩定，且坡底為剛性的混凝土板(3)， 不存在邊坡滑坡的問題。混凝土板(3 )靠近路提(5 )邊緣兩側也可設置混凝土擋墻(6 )，擋墻(6)對混凝土板(3)的受力變形更有利。在邊坡包裹土工布(4)或設置擋墻(6)都能節省路提(5)的填土量。下面以25m深度的軟土層為例，假設填土高度為3m，路提底面寬度為30m，路提頂面寬度為21m。圖4給出了本發明與排水板處理路提中心沉降 時間曲線比較圖，從圖可以看出，深厚軟土采用排水板處理后，地基中形成了排水通道，加快了土體固結，因此地基沉降速度加快、年沉降量增大；而采用板承式路提技術處理后，深厚軟土地基中沒有排水通道，因此土體固結極慢，地基沉降較排水板方案小得多。高等級路提工程建設中，一般定義工后沉降為路面施工結束之后15年之內發生的沉降。本例假設施工1年時路面施工結束，那么從第1年開始到第16年的沉降為工后沉降，圖4中Sl為排水板處理方案的工后沉降，S2為本發明板承式路提方案的工后沉降。圖5給出了本發明與排水板處理路提邊緣沉降 時間曲線比較圖。圖中也反映出了排水板方案沉降速率快的特點，但地基固結達到一定時間后(如20年)，本發明與排水板方案的最終沉降差別不大。圖6還給出了本發明與排水板處理路提橫斷面工后沉降比較圖。從圖可知，排水板方案路提邊緣工后沉降為10. 3cm，而路提中心沉降工后為18. 8cm，路提中心沉降遠大于路提邊緣，在路基橫斷面形成“鍋底”狀；板承式路提方案路提邊緣工后沉降為8. 5cm，而路提中心工后沉降為9.如m，路提中心沉降和路提邊緣沉降差異較小，沒形成“鍋底”狀。這是因為板承式路提方案在路提底部有剛度很大的剛性板，使路提差異變形減小，形成整體均勻下沉的形式，而排水板方案，地基上部直接填筑柔性路提，因此路提中心與邊緣差異變形大，這進一步說明了本發明的優越性，即本發明不僅總沉降量小，而且路提差異變形小。
權利要求
1.一種高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，在軟土地基與路提填土之間設置鋼筋混凝土板作為硬殼層，其特征在于混凝土板厚度為300mnTl000mm ；混凝土板可位于地表之上，或部分埋入地基，或全部埋入地基；混凝土板底部鋪設墊層；路提填土的坡度較陡，坡比小于1:1. 5，坡面采用土工布包裹；混凝土板靠近路提邊緣兩側可設置混凝土擋墻；混凝土板在道路橫斷面方向設置伸縮縫；混凝土板可變厚度。
2.根據權利要求1所述的高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，其特征在于混凝土板底部鋪設墊層的材料為碎石、級配砂石、建筑磚石垃圾。
3.根據權利要求1所述的高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，其特征在于路提填土分為多級填筑，每一級填土的坡面分別采用一層土工布包裹。
4.根據權利要求1所述的高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，其特征在于擋墻底部與混凝土板固定在一起，整體變形，擋墻高度不大于路提填土高度。
5.根據權利要求1所述的高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，其特征在于伸縮縫設置在填土高度和地質條件變化不大的橫斷面位置。
6.根據權利要求1所述的高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路提技術，其特征在于混凝土板上部的路提填土選用輕質材料。
全文摘要
本發明公開了一種高等級公路深厚軟土地基工后沉降控制板承式路堤技術，在軟土地基與路堤填土之間設置鋼筋混凝土板作為硬殼層，混凝土板厚度為300mm~1000mm；混凝土板可位于地表之上，或部分埋入地基，或全部埋入地基；混凝土板底部可鋪設墊層；路堤填土的坡比小于1:1.5，坡面采用土工布包裹；混凝土板靠近路堤邊緣兩側可設置低擋墻，低擋墻底部與混凝土板固定在一起，整體變形。本發明可消除路堤邊緣和路堤中心的差異沉降，避免了路基產生縱向裂縫，路堤邊坡不會失穩破壞，減小了路堤填土的補償土方量。與排水固結法相比，本發明可有效地減小工后沉降。與復合地基法相比，本發明造價低。本發明工期短，只考慮填土工期，特別適用深厚軟土地基上的一般路段。
文檔編號E01C3/00GK102561132SQ20121000712
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者丁選明, 劉漢龍, 莊妍, 陳育民, 高德清 申請人:河海大學