公路改扩建装配式路基结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种公路改扩建装配式路基结构及其施工方法，沿路基扩建方向埋置有竖直的联排桩体，联排桩体的下端伸入地基内，联排桩体包括第一桩体，第一桩体设于原路堤的路肩下方，第一桩体靠近路基扩建方向的一侧至少埋置有一组第二桩体，第一桩体、第二桩体的结构相同，均包括预制圆形管桩，预制圆形管桩外部设有复合砂浆层，第一桩体顶部设有垫梁，垫梁顶部与第二桩体顶部位于同一水平高度，垫梁上表面与第二桩体上表面铺设有盖梁，盖梁顶部通过栓套结构与空心的桥面板连接，桥面板顶部设有加宽路面。本发明专利技术减轻了上部结构的自重，占地面积小，节约土地资源，便于装配化、结构化、工业化生产，降低现场技术难度，绿色环保，成本低。

The structure and construction method of assembled subgrade for highway reconstruction and extension

【技术实现步骤摘要】
公路改扩建装配式路基结构及其施工方法
本专利技术属于建筑结构
，涉及一种公路改扩建装配式路基结构及其施工方法，节约土资源，减少对自然环境的改变及破坏。
技术介绍
随着经济的飞速发展，部分现有公路尤其高速公路的交通能力已达到或接近路线运营的饱和量，早期高速公路的改扩建势在必行，其中，路基加宽是改扩建工程的主要内容；传统的土质路基加宽为挖除部分老路基边坡填土，修筑成台阶状，经过强夯或加筋处理，对新老路基连接处进行加固，然后分层铺筑压实新路基，通过路基拼接来实现道路拓宽。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在以下问题：对于路基边坡较陡的路段，若采用传统方法在靠近坡脚位置处修筑挡土墙增宽，挡土墙高度可高达数十米，需要占用大面积的土地，侵占河道，面临很大的征地拆迁压力和改变河道自然环境的风险，不利于环境保护；工程量巨大，造成大量资源浪费、消耗，在某些地区甚至无土可用；同时装配化、结构化、工业化水平低，高速公路改扩建工程中施工周期长，对现有交通造成很大影响。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种公路改扩建装配式路基结构，减轻上部结构的自重，连接强度高，占地面积小，节约土地资源，减少对自然环境的改变及破坏；便于装配化、结构化、工业化生产，降低现场技术难度，绿色环保，成本低，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术的另一目的是，提供一种公路改扩建装配式路基结构的施工方法。本专利技术所采用的技术方案是，一种公路改扩建装配式路基结构，沿路基扩建方向埋置有竖直的联排桩体，联排桩体的下端伸入地基内，联排桩体包括第一桩体，第一桩体设于原路堤的路肩下方，第一桩体靠近路基扩建方向的一侧至少埋置有一组第二桩体，第一桩体、第二桩体的结构相同，均包括预制圆形管桩，预制圆形管桩外部设有复合砂浆层，预制圆形管桩由钻头、若干个分节管以及闭合端构成，钻头以及分节管上端均设置内高外低的台阶形切口，分节管下端以及闭合端下端均设置内低外高的台阶形切口，分节管下端以及闭合端下端的台阶形切口内低处设有环形的轴向凸起，轴向凸起内均匀设有多个轴向的锚固钢筋骨架，钻头以及分节管上端与轴向凸起对应的位置设有嵌固槽，嵌固槽内均匀设有预留孔，预留孔与锚固钢筋骨架一一对应；第一桩体顶部设有垫梁，垫梁顶部与第二桩体顶部位于同一水平高度，垫梁上表面与第二桩体上表面铺设有盖梁，盖梁顶部通过栓套结构与空心的桥面板连接，桥面板顶部设有加宽路面。进一步的，所述垫梁顶部设置有第一凹槽，垫梁底部设有第一凸部，第一桩体顶部的第二凹槽与第一凸部相互嵌合，盖梁的截面为T形，盖梁的底部具有T形凸部，T形凸部与对应的垫梁顶部第一凹槽、第二桩体顶部第二凹槽相互嵌合。进一步的，所述桥面板为钢筋混凝土制得，具有空心箱型截面，空心箱型截面为板式截面、分离式双箱截面、整体式闭合箱截面或半封闭箱型截面中的任意一种。进一步的，所述桥面板由多个空心箱型单元装配组成，每个空心箱型单元的结构相同，均包括空心箱体，空心箱体的顶端两侧向外延伸形成翼缘板，相邻两个翼缘板分别设有相互配合的L型切口，通过钢板抱箍结构实现桥面板之间的连接。进一步的，所述两个翼缘板的L型切口处均设有预留孔，螺栓的螺杆穿过预留孔连接两个翼缘板。进一步的，所述栓套结构包括圆形的钢柱，桥面板的底部设有圆形通孔，钢柱穿过圆形通孔，钢柱外部固定有套筒，钢柱内贴于套筒内，套筒上端的尺寸大于圆形通孔的孔径；套筒与钢柱接触处设有圆孔，钢柱上对应位置也设有圆孔，栓管的一端沿径向穿入圆孔，栓管的另一端伸出套筒，套筒的同一直径上穿插有两个栓管，栓管沿套筒轴向等间距设置，且沿套筒周向均匀分布，伸出套筒的栓管和套筒均置于盖梁顶部的圆形浇筑区域内，通过浇筑实现桥面板与盖梁连接。进一步的，所述套筒内孔的形状为正三角形、正方形、正五边形或正六边形中的任意一种。进一步的，所述桥面板的外侧边缘安装防护栏，原路面、加宽路面上均铺设有路面铺装层。进一步的，所述第一凹槽、第二凹槽的深度为4cm，宽度为30cm。一种公路改扩建装配式路基结构的施工方法，具体按照以下步骤进行：S1，在原路基边坡待加宽侧靠近原路肩处开挖施工平台；S2，在原路肩下方埋设竖直的第一桩体，沿道路扩建方向按设计间距在坡脚位置打入竖直的第二桩体；第一桩体和第二桩体均采用分段式，由钻头、若干个分节管、闭合端构成，打桩机起吊钻头进行成孔，减少对土体的扰动，以避免地基出现应力不均匀而影响原路基的整体稳定性，按顺序植入分节管，待分节管之间嵌合完成后，再放置下一分节管，达到合适高度后放置闭合端；S3，第一桩体的闭合端顶部高出施工平台一定长度，在第一桩体的顶端铺设垫梁，第一桩体顶部的第二凹槽与垫梁底部的第一凸部相互嵌合形成统一整体，第二桩体顶部与垫梁顶部位于同一水平高度；S4，起吊机起吊盖梁，使盖梁的T形凸部与对应的垫梁顶部第一凹槽、第二桩体顶部第二凹槽相互嵌合，形成统一整体；S5，将钢柱插入桥面板底部的圆形通孔，钢柱外部套上套筒，钢柱内贴于套筒内，套筒与钢柱完好嵌合，套筒上的圆孔与钢柱上的圆孔对应，通过螺丝固定套筒上端，使得套筒与钢柱固定连接，套筒上端的尺寸大于圆形通孔的孔径，用起吊机将桥面板吊起，并使套筒底部与盖梁顶部的圆形浇筑区域嵌合，套筒位于圆形浇筑区域的中心，等长的栓管一端穿入套筒和钢柱的圆孔内，栓管的另一端伸出套筒，伸出套筒的栓管和套筒均置于圆形浇筑区域内，施工浇筑圆形浇筑区域，完成桥面板与盖梁之间的连接；S6，在桥面板外侧边缘安装防护栏，桥面板顶部铺设加宽路面，原路面、加宽路面上均铺设路面铺装层。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用盖梁和桥面板的结构，通过栓套结构实现桥面板与盖梁之间的连接，将复杂结构分解，简单化，装配化，降低施工难度，相较于单一的桩板式结构，能够减轻上部结构的自重，减轻上部荷载对于新老路基的影响。通过联排桩体、盖梁、桥面板承受荷载，卓有成效的跨越障碍物，占地小，无需大量填土，节约土地资源，克服了平原高填方地段、山地地区、河谷地区，取土难，侵占河道，工程量巨大，无地可占，取土代价加大，甚至无土可取，处理、复垦成本高的问题，实现公路的少土，无土，高效，低价建设；同时，改扩建工程中能够对老路基边沟、排水沟、涵洞等小型构造物充分利用，是应对现实挑战，响应绿色发展，践行绿色公路理念的较佳选择。2、本专利技术第一桩体、第二桩体、盖梁、桥面板均可在工厂进行预制，第一桩体、第二桩体只需将工厂预制的分节管进行嵌合拼接，无需现场焊接，通过锚固钢筋骨架与预留孔配合实现分节管之间的连接，分节管为工厂预制，保证桩体强度的同时降低现场施工技术难度；盖梁通过栓套结构与桥面板之间，桥面板的空心箱型单元之间均实现有效的连接，连接强度高，提高道路施工过程中的装配化、结构化、绿色化、经济化、工厂化生产，施工工序简单，施工周期大量缩短，减少施工对高速公路运营期间的影响，社会效益显著。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，沿路基扩建方向埋置有竖直的联排桩体，联排桩体的下端伸入地基（1）内，联排桩体包括第一桩体（8），第一桩体（8）设于原路堤（2）的路肩下方，第一桩体（8）靠近路基扩建方向的一侧至少埋置有一组第二桩体（9），第一桩体（8）、第二桩体（9）的结构相同，均包括预制圆形管桩，预制圆形管桩外部设有复合砂浆层，预制圆形管桩由钻头（13）、若干个分节管（14）以及闭合端（15）构成，钻头（13）以及分节管（14）上端均设置内高外低的台阶形切口，分节管（14）下端以及闭合端（15）下端均设置内低外高的台阶形切口，分节管（14）下端以及闭合端（15）下端的台阶形切口内低处设有环形的轴向凸起，轴向凸起内均匀设有多个轴向的锚固钢筋骨架，钻头（13）以及分节管（14）上端与轴向凸起对应的位置设有嵌固槽，嵌固槽内均匀设有预留孔，预留孔与锚固钢筋骨架一一对应；第一桩体（8）顶部设有垫梁（10），垫梁（10）顶部与第二桩体（9）顶部位于同一水平高度，垫梁（10）上表面与第二桩体（9）上表面铺设有盖梁（4），盖梁（4）顶部通过栓套结构与空心的桥面板（5）连接，桥面板（5）顶部设有加宽路面（12）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，沿路基扩建方向埋置有竖直的联排桩体，联排桩体的下端伸入地基（1）内，联排桩体包括第一桩体（8），第一桩体（8）设于原路堤（2）的路肩下方，第一桩体（8）靠近路基扩建方向的一侧至少埋置有一组第二桩体（9），第一桩体（8）、第二桩体（9）的结构相同，均包括预制圆形管桩，预制圆形管桩外部设有复合砂浆层，预制圆形管桩由钻头（13）、若干个分节管（14）以及闭合端（15）构成，钻头（13）以及分节管（14）上端均设置内高外低的台阶形切口，分节管（14）下端以及闭合端（15）下端均设置内低外高的台阶形切口，分节管（14）下端以及闭合端（15）下端的台阶形切口内低处设有环形的轴向凸起，轴向凸起内均匀设有多个轴向的锚固钢筋骨架，钻头（13）以及分节管（14）上端与轴向凸起对应的位置设有嵌固槽，嵌固槽内均匀设有预留孔，预留孔与锚固钢筋骨架一一对应；第一桩体（8）顶部设有垫梁（10），垫梁（10）顶部与第二桩体（9）顶部位于同一水平高度，垫梁（10）上表面与第二桩体（9）上表面铺设有盖梁（4），盖梁（4）顶部通过栓套结构与空心的桥面板（5）连接，桥面板（5）顶部设有加宽路面（12）。


2.根据权利要求1所述的一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，所述垫梁（10）顶部设置有第一凹槽（10-1），垫梁（10）底部设有第一凸部（10-2），第一桩体（8）顶部的第二凹槽（15-1）与第一凸部（10-2）相互嵌合，盖梁（4）的截面为T形，盖梁（4）的底部具有T形凸部（4-1），T形凸部（4-1）与对应的垫梁（10）顶部第一凹槽（10-1）、第二桩体（9）顶部第二凹槽（15-1）相互嵌合。


3.根据权利要求1所述的一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，所述桥面板（5）为钢筋混凝土制得，具有空心箱型截面，空心箱型截面为板式截面、分离式双箱截面、整体式闭合箱截面或半封闭箱型截面中的任意一种。


4.根据权利要求1或3所述的一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，所述桥面板（5）由多个空心箱型单元装配组成，每个空心箱型单元的结构相同，均包括空心箱体（5-2），空心箱体（5-2）的顶端两侧向外延伸形成翼缘板（5-3），相邻两个翼缘板（5-3）分别设有相互配合的L型切口，通过钢板抱箍结构实现桥面板（5）之间的连接。


5.根据权利要求4所述的一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，所述两个翼缘板（5-3）的L型切口处均设有预留孔，螺栓（5-4）的螺杆穿过预留孔连接两个翼缘板（5-3）。


6.根据权利要求1所述的一种公路改扩建装配式路基结构，其特征在于，所述栓套结构包括圆形的钢柱（19），桥面板（5）的底部设有圆形通孔（5-1），钢柱（19）穿过圆形通孔（5-1），钢柱（19）外部固定有套筒（17），钢柱（19）内贴于套筒（17）内，套筒（17）上端的尺寸大于圆形通孔（5-1）的孔径；套筒（17）与钢柱（19）接触处设有圆孔，钢柱（19）上对应位置也设有圆孔，栓管（18）的一端沿径向穿入圆孔，栓管（18）的另一端伸出套筒（17），套筒（17）的同一直径上穿...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军辉，李城，丁乐，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43