一种用于高速公路扩建地基处理结构的制作方法

本公开涉及道路扩建领域，特别涉及一种用于高速公路扩建地基处理结构。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

在高速公路扩建时，存在着新拼宽部分与旧路部分差异沉降的问题。在拼宽时，老路部分一般通车多年，老路部分地基在老路路基荷载及行车荷载的长期作用下，老路部分的地基沉降已经基本完成，新拼宽部分的地基在路基荷载及行车荷载的作用下，会产生较大的沉降，在高速公路拼宽通车后，新老路地基产生较大的差异沉降，地基的差异沉降会逐渐反射到沥青路面部分，造成新老拼接部位路面产生较大的裂缝，严重时影响行车安全。

发明人发现，目前针对高速公路扩建过程中新路部分地基的处理措施主要包括两种，一种是采用地基浅层补强：在对新拼宽部分的地基振动压实的基础上，采用冲击碾压或者高速液压的方式对新拼宽部分的地基进行补强压实。此种处理措施的缺点是对新拼宽部分地基的补强深度较浅，一般在2m以内。当路基高度较高，路基荷载较大，不能有效的解决地基在路基荷载下沉降的问题；一种是采用复合地基，根据地基地质情况，采用粒料桩、加固土桩、水泥粉煤灰碎石桩对新拼宽部分进行地基处理。此种措施的缺点是，粒料桩、加固土桩、水泥粉煤灰碎石桩需要在施工现场进行成桩，工期长，时间成本高，而高速公路保通要求高，工期要求紧，难以适应高速公路扩建工期紧的要求。

技术实现要素：

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种用于高速公路扩建地基处理结构，将桩体打入自然地基中，桩体、桩帽、级配碎石垫层、土工格栅以及桩间土共同协调作用构成复合地基，并且级配碎石垫层能够有效隔绝地下水及毛细水对新拼宽路基的影响，提高路基的整体稳定性。

为了实现上述目的，采用以下技术方案：

一种用于高速公路扩建地基处理结构，包括桩体，所述桩体顶部配合有桩帽，所述桩帽顶部铺设有级配碎石，所述级配碎石内部水平布设有土工格栅，级配碎石远离原路基的一侧包裹有土工布，共同形成扩建路基的支撑结构。

进一步地，所述桩体有多个，沿路基宽度方向均匀间隔布置，沿路面延伸方向均匀间隔布置；每个桩体的顶部分别配合有对应的桩帽。

进一步地，所述桩帽的截面积大于桩体的截面积，所述桩帽一端面上设有对应桩体端部的沉孔，所述桩体端部与沉孔配合安装。

进一步地，所述桩帽远离沉孔的另一端面贴合级配碎石，桩体探入土体内，通过上方的桩帽对级配碎石进行支撑。

进一步地，所述级配碎石平铺设置，在宽度方向上，一侧对接原路基，另一侧延伸至扩建路基边缘；在路面延伸方向上，级配碎石延伸至扩建路基两端。

进一步地，所述土工布一端贴附在级配碎石的顶面，另一端紧贴并绕过级配碎石端部后，贴附在级配碎石的底面。

进一步地，所述土工格栅水平布设在级配碎石内部，根据级配碎石的铺设而随之铺设。

进一步地，所述土工格栅通过u型钉固定。

进一步地，所述u型钉有多个，均匀布置在土工格栅上。

进一步地，所述的土工布为反滤土工布。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)通过在自然地基中打入钢筋混凝土预制桩形成了一种复合地基，而打入的桩为通过预制厂提前预制的成品桩，在施工现场施工快，可以大大节约工期；

(2)通过在钢筋混凝土预制桩帽之上设置级配碎石垫层，一方面，级配碎石垫层配合内部布设的土工格栅，共同作用构成加筋碎石垫层，加筋碎石垫层使桩间土与桩共同承担上部路基及汽车荷载，同时使上部路基及汽车荷载适度向桩上集中，使作用在桩间土地基的上部荷载小于桩间土地基的承载力；另一方面，级配碎石可以有效隔断地下水及毛细水对新拼宽路基的影响，且路基上方渗入路基的水也可通过级配碎石垫层及时排除，保证了路基的稳定性。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1中扩建地基处理结构的整体示意图；

图2为图1中b处的局部放大示意图；

图3为本公开实施例1中桩帽的结构示意图；

图4为图1中a处的局部放大示意图；

图5为本公开实施例1中各桩体的布置位置示意图。

图中，1-预制桩，2-桩帽，3-土工布，4-级配碎石垫层，5-土工格栅，6-圆柱形坑槽。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本公开中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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公开的限制。

正如背景技术中所介绍的，现有技术中对新拼宽部分的地基进行布置时，要么不能有效解决路基载荷沉降的问题，要么施工工期长，难以满足高速公路扩建工期紧的要求，针对上述问题，本公开提出了一种用于高速公路扩建地基处理结构。

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种用于高速公路扩建地基处理结构。

主要包括桩体、桩帽2和级配碎石；所述级配碎石平铺设置，其远离原路基的一侧设有土工布3，内部布设有土工格栅5；

具体的，所述的桩体为钢筋混凝土预制桩1，所述的桩帽为钢筋混凝土桩帽，所述的土工格栅为钢塑土工格栅，所述的土工布为反滤土工布，所述的级配碎石平铺后形成级配碎石垫层4；

所述钢筋混凝土预制桩设置于地基中，所述的钢筋混凝土桩帽设有预留圆柱形坑槽，通过所述的坑槽，钢筋混凝土桩帽设置于所述的钢筋混凝土预制桩之上，所述的级配碎石垫层设置于所述的钢筋混凝土桩帽之上，所述的钢塑土工格栅设置于级配碎石垫层中部，所述的反滤土工布包裹在所述的碎石垫层端部。

在实际施工中，通过在自然地基中打入钢筋混凝土预制桩形成了一种复合地基，而打入的桩为通过预制场提前预制的成品桩，在施工现场施工快，可以大大节约工期。

扩建路基为分段设置，其在道路宽度方向上，一侧对接原路基，另一侧向外延伸至预设的扩建边缘；在道路长度延伸方向上，两端分别延伸至预设长度；

在布置桩体时，桩体有多个，沿路基宽度方向均匀间隔布置，沿路面延伸方向均匀间隔布置；每个桩体的顶部分别配合有对应的桩帽；

桩帽的截面积大于桩体的截面积，所述桩帽一端面上设有对应桩体端部的沉孔，所述桩体端部与沉孔配合安装；在本实施例中，沉孔为圆柱形坑槽6。

在布置级配碎石时，桩帽的截面积大于桩体的截面积，所述桩帽一端面上设有对应桩体端部的沉孔，所述桩体端部与沉孔配合安装；

所述土工布一端贴附在级配碎石的顶面，另一端紧贴并绕过级配碎石端部后，贴附在级配碎石的底面。

对于桩帽的结构，如图3所示，桩帽整体为长方体结构，其横截面积大于桩体的横截面积，从而使其开设的沉孔能够满足配合桩体端部的需求；

所述桩帽远离沉孔的另一端面贴合级配碎石，桩体探入土体内，通过上方的桩帽对级配碎石进行支撑；

可以理解的是，所述桩帽顶面对级配碎石的支撑为辅助支撑，级配碎石垫层的底面与地面接触，可以隔断地下水及毛细水对新拼宽路基的影响，且路基上方渗入路基的水也可通过级配碎石垫层及时排除，保证了路基的稳定性。

在本实施例中，对于级配碎石的选择，其铺设厚度为40cm，其级配满足以下要求：

需要特别指出的是：通过配置级配碎石垫层，能够协调路基上部荷载；级配碎石垫层配合内部布设的土工格栅，共同作用构成加筋碎石垫层，加筋碎石垫层使桩间土与桩共同承担上部路基及汽车荷载，同时使上部路基及汽车荷载适度向桩上集中，使作用在桩间土地基的上部荷载小于桩间土地基的承载力。

对于土工格栅，所述土工格栅水平布设在级配碎石内部，根据级配碎石的铺设而随之铺设；所述土工格栅通过u型钉固定；所述u型钉有多个，均匀布置在土工格栅上；

在本实施例中，所述的土工格栅应满足以下指标要求：

纵、横向极限抗拉强度≥100kn/m，纵、横向极限抗拉强度下的伸长率＜3％，连接点极限分离力≥500n，铺设时搭接宽度不小于20cm，为防止格栅在压实时错动，采用u型钉固定，间距为100cm，钢塑土工格栅其他要求应符合《公路工程土工合成材料土工格栅第1部分：钢塑格栅》(jt/t925.1-2014)等其他相关规范的规定。

当然，可以理解的是，在本实施例中还对其他结构组成进行了规格选择，比如：所述钢筋混凝土预制桩管外径40cm；所述的钢筋混凝土桩帽长140cm、宽140cm、厚30cm；所述的圆柱形坑槽，深15cm、直径41cm；

所述土工格栅设置于距离所述级配碎石垫层底部20cm的部位，并且采用所述的u型钉对钢塑土工格栅进行固定。

需要指出的是，上述的规格选择并不是唯一的，而是本实施例给出的一组示例，在对其规格进行选择时，需要根据扩建地基的工程需求和施工规定进行计算后选择；其规格的选择并不是本实施例中的重点内容，在此不再赘述。

实施例2

本公开的另一实施例中，给出一种高速公路扩建地基的施工方法，利用实施例1中给出的地基处理结构。

包括以下步骤：

第一步，根据路基拼宽宽度对拼宽部位的地表土及老路边坡土表土进行清除，清除深度为20cm；

第二步，对老路边坡进行开挖台阶，台阶宽度为200cm；

第三步，采用振动压路机对拼宽部分的地表及开挖的台阶进行压实，压实度(重型)达到91％；

第四步，对拼宽部分及开挖台阶部分清表形成的坑槽回填素土，采用振动压路机对回填素土进行压实，使压实之后的标高与自然地面标高齐平；

第五步，采用静压法或者锤击法将钢筋混凝土预制桩打入地基内，打入后使钢筋混凝土预制桩桩头标高低于自然地面15cm；

第六步，以钢筋混凝土预制桩圆心为正方形对角线交点，以自然地面标高为基准，向下开挖边长为140cm，深度30cm的基坑；

第七步，将钢筋混凝土预制桩帽放入第六步开挖的基坑内，使预留在钢筋混凝土桩帽的圆柱形坑槽卡在钢筋混凝土预制桩桩头之上；

第八步，铺设20cm厚级配碎石垫层，整平压实，压实达到91％；

第九步，铺设钢塑土工格栅，钢塑土工格栅用u型钉进行固定；

第十步，继续铺设20cm厚级配碎石垫层，整平压实，压实度达到91％。

完成对地基的处理。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。