处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基制造技术

本实用新型专利技术涉及一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，包括由下至上依次设置的硬土层、软弱土层、超高填方路堤，所述超高填方路堤的边坡处设置有长条双向土工格栅，路堤坡面表层填土中设置有短条双向土工格栅，超高填方路堤的底面设置有垫层，垫层内上下布置两层满铺的双向土工格栅，超高填方路堤范围内下覆土层区域设置有刚性桩、柔性桩，刚性桩设置在超高填方路堤坡肩正下位置，刚性桩的布置范围为其坡肩垂线‑

Composite Foundation of Rigid-Flexible Composite Piles for Treatment of Super-high Filling Soft Foundation

【技术实现步骤摘要】
处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基
本技术涉及一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基,属于软土地基处理

技术介绍
随着我国经济的飞速发展，大规模的山区工程建设如火如荼，伴随而来的是复杂山区高等级铁路、公路的修建问题。由于山区地势陡峭，地形地貌复杂，且存在深厚的软弱地基，在此地区进行铁路、公路等工程建设，不可避免地会遇到软弱地基上超高填方路堤填筑的工程问题。强夯碎石墩、挤密砂桩等散体材料桩由于其造价较低，取材方便，且作为竖向增强体，能满足路堤对承载力的要求，在高速铁路、高速公路软基处理中的得到了广泛的应用。但其自身刚度较低，抵抗侧向变形能力较弱，在国内外发生不少因桩体破坏而引发路堤失稳滑塌的事故。为此，PHC管桩（刚性桩）作为复合地基处理的一种重要形式，由于其较大的刚度，较强的抗弯、抗剪以及良好的控制变形能力，在路堤软基处理中取得了令人满意的效果。然而，PHC管桩（刚性桩）桩身需配置大量钢筋，工程造价较高，若高填方路堤的软基处理全部采用PHC管桩进行加固处理，则其工程投资巨大。因此，是否可联合采用两种不同类型或不同刚度的桩式复合地基逐渐引起设计人员的注意。近年来，国内外学者对高填方路堤桩式复合地基的失稳破坏机理做了大量研究，结果均表明在高填方荷载下不同位置的桩体对高填方路堤的稳定性贡献值并不相同，且其受荷模式与破坏机制也相差甚远。路堤中部的桩体，主要承受上方填土的竖向荷载，以桩体的压缩破坏或刺入破坏为主。路堤的边桩，其恰好位于路堤的潜在滑动面位置，桩体需承担较大的侧向荷载以及抵抗路堤的侧向变形，较易发生桩体受弯、受剪破坏的情况。同时，路堤坡肩正下位置范围内的桩体，又处于超高填方路堤潜在滑裂面的剪入口位置，最先阻止路堤滑裂面的形成与发展。若此处的桩体抗弯、抗剪强度不足，则易引起桩体的破坏。桩体破坏后，伴随着应力释放，桩周土塑性区域扩展，复合地基桩、土应力重分布，邻近桩体应力增加，进而引起周围桩体的相继破坏，最终导致整个复合地基失稳。
技术实现思路
本技术提出一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基,既要使路堤的稳定性及变形满足要求，同时又兼顾工程的造价经济合理。本技术解决技术问题所采用的方案是，一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，包括由下至上依次设置的硬土层、软弱土层、超高填方路堤，所述超高填方路堤的边坡处设置有长条双向土工格栅，路堤坡面表层填土中设置有短条双向土工格栅，超高填方路堤的底面设置有垫层，垫层内上下布置两层满铺的双向土工格栅，超高填方路堤范围内下覆土层区域设置有刚性桩、柔性桩，刚性桩设置在超高填方路堤坡肩正下位置，刚性桩的布置范围为其坡肩垂线-~的土层区域（即位于潜在滑裂面的剪入口处），其中h为超高填方路堤的填土高度，柔性桩设置在超高填方路堤范围内其余土层区域，刚性桩顶端处连接有桩帽。进一步的，所述超高填方路堤包括路堤顶面、路堤边坡，超高填方路堤的填方高度h≥20m，路堤边坡分2个台阶进行放坡，上坡与下坡之间设置有2m的减压平台。进一步的，所述柔性桩为正三角形布桩，桩径为1m~1.5m，桩端嵌入硬土层的最小深度不小于0.5m。进一步的，所述刚性桩为正三角形布桩，桩径为400mm~800mm，桩端嵌入硬土层的最小深度不小于1.0m。进一步的，所述刚性桩与刚性桩之间，柔性桩与柔性桩之间，柔性桩与刚性桩之间的桩间距设置一致，均为2m~3m。进一步的，所述桩帽为正方形，桩帽边长为1.2m~1.8m，桩帽厚度为0.3m~0.4m，固定于刚性桩的桩顶处。进一步的，柔性桩的桩顶、连接刚性桩的桩帽均与软弱土层上表面齐平。进一步的，所述长条双向土工格栅的屈服强度为60kN/m~80kN/m，长条双向土工格栅布置在超高填方路堤内部，长条双向土工格栅由上至下间隔设置若干层，长条双向土工格栅的设置长度由上至下为1h~1.8h之间，短条双向土工格栅的屈服强度为60kN/m~80kN/m，其设置长度为4m。进一步的，所述垫层为一层0.6m厚碎石垫层，厚碎石垫层内上下设置两层屈服强度为80kN/m的满铺双向土工格栅。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：设计合理,施工简单，经济效益显著，加固效果明显，具有广阔的推广应用前。附图说明下面结合附图对本技术专利进一步说明。图1是复合地基竖向剖面图；图2上复合地基平面图；图3为图1中C处的放大示意图。图中：1-超高填方路堤；2-软弱土层；3-硬土层；4-柔性桩；5-刚性桩；501-桩帽；6-长条双向土工格栅；601-短条双向土工格栅；7-垫层；701-碎石；702-满铺的双向土工格栅；8-路堤中线；9-坡肩垂线；h-超高填方路堤的填土高度。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术进一步说明。如图1-3所示，一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，包括由下至上依次设置的硬土层、软弱土层、超高填方路堤，所述超高填方路堤的边坡处设置有长条双向土工格栅，路堤坡面表层填土中设置有短条双向土工格栅，超高填方路堤的底面设置有垫层，垫层内上下布置两层满铺的双向土工格栅，超高填方路堤范围内下覆土层区域设置有刚性桩、柔性桩，刚性桩设置在超高填方路堤坡肩正下位置，刚性桩的布置范围为其坡肩垂线-~的土层区域（即位于潜在滑裂面的剪入口处），其中h为超高填方路堤的填土高度，柔性桩设置在超高填方路堤范围内其余土层区域，刚性桩顶端处连接有桩帽。在本实施例中，所述超高填方路堤包括路堤顶面、路堤边坡，超高填方路堤的填方高度h≥20m，路堤边坡分2个台阶进行放坡，上坡与下坡之间设置有2m的减压平台。放坡坡率按相关设计规范予以确定，其中上坡坡率可大于下坡坡率。在本实施例中，所述柔性桩为正三角形布桩，桩径为1m~1.5m，桩端嵌入硬土层的最小深度不小于0.5m。所述柔性桩为强夯碎石桩、挤密砂桩等散体材料桩。在本实施例中，所述刚性桩为正三角形布桩，桩径为400mm~800mm，桩端嵌入硬土层的最小深度不小于1.0m。所述刚性桩为PHC管桩、钢筋混凝土桩等高强度桩。在本实施例中，所述刚性桩与刚性桩之间，柔性桩与柔性桩之间，柔性桩与刚性桩之间的桩间距设置一致，均为2m~3m。在本实施例中，所述桩帽为正方形，桩帽边长为1.2m~1.8m，桩帽厚度为0.3m~0.4m，固定于刚性桩的桩顶处。在本实施例中，柔性桩的桩顶、连接刚性桩的桩帽均与软弱土层上表面齐平。在本实施例中，所述长条双向土工格栅的屈服强度为60kN/m~80kN/m，长条双向土工格栅布置在超高填方路堤内部，长条双向土工格栅由上至下间隔设置若干层，长条双向土工格栅的设置长度由上至下为1h~1.8h之间，短条双向土工格栅的屈服强度为60kN/m~80kN/m，其设置长度为4m。在本实施例中，所述垫层为一层0.6m厚碎石垫层，厚碎石垫层内上下设置两层屈服强度为80kN/m的满铺双向土工格栅。本处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，解决了超高填方路堤荷载下，传统的柔性桩复合地基侧向变形过大，路堤稳定性不足的问题，同时也解决了纯刚性桩复合地基造价过高，工程投资大的问题。由于本技术将具有较大抗剪及抗弯强度的刚性桩布置在超高填方路堤的滑裂面剪入口位置，其作为路堤的关键位置桩，充分调用刚性桩的抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，其特征在于：包括由下至上依次设置的硬土层、软弱土层、超高填方路堤，所述超高填方路堤的边坡处设置有长条双向土工格栅，路堤坡面表层填土中设置有短条双向土工格栅，超高填方路堤的底面设置有垫层，垫层内上下布置两层满铺的双向土工格栅，超高填方路堤范围内下覆土层区域设置有刚性桩、柔性桩，刚性桩设置在超高填方路堤坡肩正下位置，刚性桩的布置范围为其坡肩垂线‑

【技术特征摘要】
1.一种处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，其特征在于：包括由下至上依次设置的硬土层、软弱土层、超高填方路堤，所述超高填方路堤的边坡处设置有长条双向土工格栅，路堤坡面表层填土中设置有短条双向土工格栅，超高填方路堤的底面设置有垫层，垫层内上下布置两层满铺的双向土工格栅，超高填方路堤范围内下覆土层区域设置有刚性桩、柔性桩，刚性桩设置在超高填方路堤坡肩正下位置，刚性桩的布置范围为其坡肩垂线-~的土层区域，其中h为超高填方路堤的填土高度，柔性桩设置在超高填方路堤范围内其余土层区域，刚性桩顶端处连接有桩帽。2.根据权利要求1所述的处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，其特征在于：所述超高填方路堤包括路堤顶面、路堤边坡，超高填方路堤的填方高度h≥20m，路堤边坡分2个台阶进行放坡，上坡与下坡之间设置有2m的减压平台。3.根据权利要求1所述的处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，其特征在于：所述柔性桩为正三角形布桩，桩径为1m~1.5m，桩端嵌入硬土层的最小深度不小于0.5m。4.根据权利要求1所述的处治超高填方软弱地基的刚柔组合桩复合地基，其特征在于：所述刚性桩为正三角形布桩，桩径为400mm~800mm，桩端嵌入硬土...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆红强，俞仰航，王浩，简文彬，樊秀峰，吴振祥，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：新型
国别省市：福建,35