一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系及加固方法技术

本发明专利技术属于地基加固工程领域，涉及一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系及加固方法，该加固体系包括双向加筋碎石桩、板桩墙、土工布垫层、土工格栅加筋碎石垫层水平排水通道、排水沟、砂垫层、路堤填土层和沥青混凝土面层；加筋碎石桩通过振冲法施工，按正方形布置，组成竖向排水通道；在双向加筋碎石桩上部依次铺设土工布垫层、土工格栅加筋碎石垫层和第二层土工布垫层，共同组成水平向排水通道，并在水平排水通道两侧设置排水沟；在水平向排水通道顶部设置砂垫层；最后在砂垫层顶面修筑路堤填土层。本发明专利技术施工简便、工期短、成本低，并且具有较高的承载力和抗液化能力，提供了一种经济高效的可液化场地复合地基路堤加固体系及加固方法。固体系及加固方法。固体系及加固方法。

【技术实现步骤摘要】
一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系及加固方法


[0001]本专利技术属于地基加固领域，具体涉及一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系及加固方法。

技术介绍

[0002]我国地震活动较为频繁，且强度高、分布广、震灾严重。我国接近1/3以上的国土、1/2的城市以及2/3以上的特大城市位于7度和7度以上高烈度区。地震造成了巨大的灾害，尤其是地震引发的地基液化问题更为明显。地震液化引发的破坏主要包括地震液化引发的侧向流动和位移，以及液化引发的喷水冒砂及不均匀沉降。
[0003]由于在可液化地基(松砂土、粉土等)强度较低、沉降较大，在地震作用下地基土可能会发生液化而丧失抗剪强度和承载能力。高烈度地震作用下砂土地基液化是造成路基破坏的重要原因之一。
[0004]在可液化地基上修建高速公路和铁路时，有必要对场地进行地基处理，提高地震作用下地基的抗液化性能和路基的稳定性，进而减轻或消除地震灾害。加筋碎石桩技术是在碎石桩技术的基础上发展而来的一项地基处理技术，通过在碎石桩外围包裹加筋材料，显著提高了桩体的侧向约束，进而提升了桩体的刚度和承载能力，现有的设计大多考虑其在软土地基中的应用，而在可液化砂土地基中却较为匮乏。基于此，提出了加筋碎石桩复合地基路堤的设计概念，利用加筋碎石桩的刚度增强效应和加快排水效应解决强震作用下地基液化和路基破坏的问题，由于该技术施工简便、成本低、抗液化性能出色，故在可液化地区推广使用具有重要意义。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种施工简便、成本低、承载力高以及排水能力强的可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系及加固方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，包括双向加筋碎石桩、板桩墙、水平排水通道、排水沟、砂垫层、路堤填土层和沥青混凝土面层；所述的双向加筋碎石桩纵向布置于可液化砂土地层中；所述的双向加筋碎石桩为群桩布置，呈正方形分布；所述加筋碎石桩顶部水平布置水平排水通道，所述水平排水通道顶面向上依次布置砂垫层、路堤填土层以及沥青混凝土面层。
[0008]作为优选，所述双向加筋碎石桩两侧设有板桩墙，所述板桩墙纵向布置于所述可液化砂土地层中，所述路堤填土层中设有返包加筋层。
[0009]作为优选，所述双向加筋碎石桩包括土工合成材料水平加筋层、土工合成材料环向包裹加筋层、以及内部的分层填筑的碎石；所述双向加筋碎石桩中形成的碎石桩的桩形为圆形，桩径为0.6
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1.2m，桩间距为2
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5m，桩长不低于4m，且碎石的含泥量不大于5％；所述
双向加筋碎石桩中土工合成材料环向包裹加筋层的直径与碎石桩的直径一致，土工合成材料水平加筋层沿桩身等间距布置于桩体内部，布置间距为30
‑
50cm；土工合成材料水平加筋层和土工合成材料环向包裹加筋层均由抗拉强度不低于60KN/m无缝有纺土工布制成。
[0010]作为优选，所述土工格栅加筋碎石垫层包括碎石以及水平设置在碎石内部土工合成材料水平加筋层；所述土工格栅加筋层的抗拉强度不低于30KN/m；所述土工格栅加筋碎石垫层中的碎石垫层厚度为20
‑
50cm，粒径为30
‑
50mm，含泥量不超过5％；所述土工格栅加筋碎石垫层厚度为20
‑
50cm，分层填筑施工；所述土工合成材料水平加筋层按5
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20cm间距进行等间距布设。
[0011]作为优选，本所述板桩墙由多个U型钢板桩相互连接而成，通过打桩机纵向布置于可液化砂土地基中，并分列于路基两侧下部地基中；所述U型钢板桩厚度为10
‑
20mm，宽度为450
‑
750mm。
[0012]作为优选，本所述水平排水通道包括水平设置在加筋碎石桩顶部的两层土工布垫层和土工格栅加筋碎石垫层；其中所述土工格栅加筋碎石垫层水平布置于上下两层土工布垫层之间，所述土工布垫层选取为抗拉强度不低于20KN/m的土工布。
[0013]作为优选，所述排水沟水平布置于由土工格栅加筋碎石垫层和其上下两侧土工布垫层组成的水平排水通道两侧，排水沟深度为0.5
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1m，横截面宽度为1
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1.5m。
[0014]作为优选，所述砂垫层水平布置于由土工格栅加筋碎石垫层和其上下两侧土工布垫层组成的水平排水通道上部，可以用来缓解上部荷载对土工布挤压、拉伸作用力，砂垫层厚度为0.3
‑
0.5m。
[0015]作为优选，所述沥青混凝土面层水平布置于路堤顶部，厚度不小于20cm，所用混凝土的强度等级不低于C30。
[0016]本专利技术还提供一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固方法，包括以下施工步骤：
[0017]S1.平整场地，施工所需要的材料和设备进场，做好施工前的准备工作；
[0018]S2.根据设计图纸在施工场地中放出所需施工的各个加筋碎石桩和板桩墙的位置；
[0019]S3.通过振冲法从场地中标好的桩孔位置中由中心向外依次造孔，造孔过程中确保桩孔位置不发生偏移，当造孔深度达到桩体设计深度时，造孔完成，提起振冲器并进行清孔，并检查成孔质量是否达到施工要求；在振冲的过程中也对周围砂土有振密作用，提高了砂土地基的抗液化能力；
[0020]S4.在造好的桩孔内放置套筒，并在套筒内侧布置土工合成材料环向包裹加筋层，分层填筑碎石，选用的碎石粒径为30
‑
50mm，每层碎石填筑后进行振实压密，每层厚度控制为20
‑
50cm，在每层碎石之间布置土工合成材料水平加筋层；
[0021]S5.重复进行填筑碎石和布置土工合成材料水平加筋层，直至达到桩顶设计高度后提起套筒，完成成桩过程，并使布置完的群桩呈正方形分布，布置好的双向加筋碎石桩共同组成竖向排水系统；
[0022]S6.在布置好的双向加筋碎石桩两侧分别布置板桩墙，按放好的位置将U型钢板桩打入砂土地基中，并相互连接形成板桩墙；
[0023]S7.在双向加筋碎石桩顶部向上依次设置土工布垫层、土工格栅加筋碎石垫层和
土工布垫层，共同组成水平排水系统；
[0024]S8.在水平排水系统两侧分别开挖布置排水沟；
[0025]S9.在水平排水系统顶面上向上依次布置砂垫层和路堤填土层，其中路堤填土层中设有返包加筋层，砂垫层通过分层碾压法施工，铺设沥青混凝土面层，并检查沥青混凝土面层满足设计标高要求。
[0026]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益的技术效果：
[0027]1、本专利技术提供了一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，该加固体系包括双向加筋碎石桩、板桩墙、土工布垫层、土工格栅加筋碎石垫层、排水沟、砂垫层、路堤填土层、沥青混凝土面层。双向加筋碎石桩、土工布垫层、土工格栅加筋碎石垫层、土工布垫层、砂垫层、路堤填土层自下而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，其特征在于：包括双向加筋碎石桩、板桩墙、水平排水通道、排水沟、砂垫层、路堤填土层和沥青混凝土面层；所述的双向加筋碎石桩纵向布置于可液化砂土地层中；所述的双向加筋碎石桩为群桩布置，呈正方形分布；所述加筋碎石桩顶部水平布置水平排水通道，所述水平排水通道顶面向上依次布置砂垫层、路堤填土层以及沥青混凝土面层。2.根据权利要求1所述的一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，其特征在于：双向加筋碎石桩两侧设有板桩墙，所述板桩墙纵向布置于所述可液化砂土地层中，所述路堤填土层中设有返包加筋层。3.根据权利要求1所述的一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，其特征在于：所述双向加筋碎石桩包括土工合成材料水平加筋层、土工合成材料环向包裹加筋层、以及内部的分层填筑的碎石；所述双向加筋碎石桩中形成的碎石桩的桩形为圆形，桩径为0.6
‑
1.2m，桩间距为2
‑
5m，桩长不低于4m，且碎石的含泥量不大于5％；所述双向加筋碎石桩中土工合成材料环向包裹加筋层的直径与碎石桩的直径一致，土工合成材料水平加筋层沿桩身等间距布置于桩体内部，布置间距为30
‑
50cm；土工合成材料水平加筋层和土工合成材料环向包裹加筋层均由抗拉强度不低于60KN/m无缝有纺土工布制成。4.根据权利要求1所述的一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，其特征在于：所述土工格栅加筋碎石垫层包括碎石以及水平设置在碎石内部土工合成材料水平加筋层；所述土工格栅加筋层的抗拉强度不低于30KN/m；所述土工格栅加筋碎石垫层中的碎石垫层厚度为20
‑
50cm，粒径为30
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50mm，含泥量不超过5％；所述土工格栅加筋碎石垫层厚度为20
‑
50cm，分层填筑施工；所述土工合成材料水平加筋层按5
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20cm间距进行等间距布设。5.根据权利要求1所述的一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，其特征在于：所述板桩墙由多个U型钢板桩相互连接而成，通过打桩机纵向布置于可液化砂土地基中，并分列于路基两侧下部地基中；所述U型钢板桩厚度为10
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20mm，宽度为450
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750mm。6.如权利要求1所述的一种可液化场地加筋碎石桩复合地基路堤加固体系，其特征在于：所述水平排水通道包括水平设置在加筋碎石桩顶部的两层土工布垫层和土工格栅加筋碎石垫层；其中所述土工格栅加筋碎石垫层水平布置于上下两层土工布...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑烨炜，纪明昌，王嘉鑫，赵福堂，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：