一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法技术

本发明专利技术提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构，通过活塞桩中的柔性活动桩来适应路基基础中膨胀土的膨胀，进而驱动活塞密封圈移动，使密闭腔室的空间大小发生变化，形成抽水或排水效果，自适应的调节路基基础中膨胀土的含水量，进而形成膨胀土的变形调节，结构简单，施工方便，可以很好的避免膨胀土反复遇水膨胀失水收缩时会给路基造成的拉、胀裂破坏。本发明专利技术还提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的施工方法。构的施工方法。构的施工方法。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及道路工程
，具体涉及一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]膨胀土是一种以蒙脱石、伊利石、高岭石等矿物成分为主的粘性土，具有强烈的亲水性质，遇水时容易膨胀。当膨胀土反复遇水膨胀失水收缩时会给路基造成严重的拉、胀裂破坏。对于深厚膨胀土路基，膨胀土吸水膨胀失水收缩引起的应力变化更为强烈，因此深厚膨胀土路基处治成为道路施工的一大难题。
[0003]相关技术中，关于膨胀土路基的处治方式主要包括换填法、化学处治(石灰土改良) 法、包裹法等，但这些方法仅能处治浅层膨胀土路基或膨胀土填方路基，且处治效果不理想，容易导致不均匀沉降，破坏路基结构，从而缩短路基使用寿命。因此，有必要提供一种新的深厚膨胀土路基结构及其施工方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种可调节路基基础内膨胀土含水量的自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构，包括路基基础、活塞桩及铺装层，所述活塞桩布设于所述路基基础内，所述铺装层铺设于所述路基基础上方，所述活塞桩包括中空桩体及抽水单元，所述抽水单元设置于所述中空桩体的中空区域内，所述抽水单元包括柔性活动杆、活塞密封圈及排水管，所述柔性活动杆沿所述中空桩体的中轴线方向设置，其底端与所述中空桩体的底端固定，顶端与所述铺装层固定，所述活塞密封圈套设于所述柔性活动杆上且外表面抵接所述中空桩体的内壁，所述活塞密封圈的数量设置有多个，多个所述活塞密封圈依次间隔将所述中空桩体的中空区域分隔形成多个密闭腔室，所述中空桩体的侧壁上贯穿设置有多个进水口，所述进水口连通所述密闭腔室和所述中空桩体的外侧空间，相邻的两个所述密闭腔室通过一个所述排水管连通，所述排水管将下方密闭腔室的水逐级的导向上方的密闭腔室内，位于最上方的一根所述排水管将水排向所述路基基础外。
[0007]优选的，所述排水管的底端与位于下方的所述活塞密封圈固定，顶端穿过位于上方的所述活塞密封圈，并高出其上表面40cm；所述排水管的底端临近下方活塞密封圈的侧壁上设置有吸水口。
[0008]优选的，所述活塞桩在所述路基基础内呈矩形阵列分布；在路基的延伸方向上，多排所述活塞桩等距间隔排布；在路基宽度方向的断面上，并排设置有3
‑
5根所述活塞桩，桩长自路基两侧往路基中央方向不断缩短。
[0009]优选的，所述进水口包括第一水平段、倾斜段及第二水平段，第一水平段靠近所述中空桩体的内侧，所述第二水平段靠近所述中空桩体的外侧，所述倾斜段连接所述第一水
平段和所述第二水平段且自所述第一水平段向所述第二水平段方向倾斜向下延伸；所述第一水平段内设置有柔性滤网，柔性滤网覆盖所述第一水平段的整个断面；所述第二水平段内设置有滤塞，所述滤塞覆盖所述第二水平段的整个断面；所述倾斜段内还安装有斜挡板和堵球，所述斜挡板的数量为两个，两个所述斜挡板呈喇叭口设计，且小口一端朝向所述第二水平段一侧，所述堵球设置于所述斜挡板和所述柔性滤网之间。
[0010]优选的，所述铺装层包括路基垫层、水稳层、沥青路面及绿化槽，所述路基垫层、水稳层、沥青路面从下往上依次层叠设置，所述绿化槽设置于所述路基垫层的上方，并位于所述铺装层的中央位置，所述绿化槽的左右两侧均设置有所述水稳层及所述沥青路面，所述柔性活动杆的顶端与所述路基垫层固定，所述路基垫层的上表面布设有多根集水管，所述活塞桩内最上方的一根所述排水管与所述集水管连通，位于同一排的多个所述活塞桩中的排水管汇入同一根所述集水管内，所述集水管的末端汇入所述绿化槽。
[0011]优选的，所述绿化槽包括U形槽体、储水箱及入水管，所述U形槽体围成填埋空间，所述填埋空间内填埋有种植土，所述种植土上种植植被；所述储水箱固定于所述U形槽体的槽内侧壁上，所述入水管的底部与所述集水管连通，顶部穿过所述U形槽体与所述储水箱连通，向所述储水箱内输送水，所述储水箱靠近所述填埋空间的侧壁上贯穿设置有渗水孔，所述绿化槽还包括调节海绵，所述调节海绵与所述储水箱的内侧壁固定并完全覆盖所述渗水孔。
[0012]优选的，所述自适应变形的深厚膨胀土路基结构还包括排水沟及止水幕墙，所述排水沟设置于所述铺装层的左右两侧，用于收集所述沥青路面上汇入的雨水，然后集中排放处理；所述止水幕墙的底部插入所述路基基础内，顶部抵接所述铺装层的两侧，所述止水幕墙用于阻隔所述铺装层和排水沟。
[0013]优选的，所述路基垫层采用地聚物浆体改良膨胀土的方式制成，其中地聚物浆体由粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂、玻璃纤维及水混合而成，粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水的重量比为：(0.45～0.55)：(0.50～0.55)：(0.4～0.45)：(0.15～0.2)，玻璃纤维掺量为路基垫层总质量的1.5％～2％；所述路基垫层中，地聚物浆体的掺入量为所述路基垫层总质量的20％
‑
25％。
[0014]优选的，所述水稳层采用碎石与地聚物浆液拌合而成，碎石的颗粒级配配比为： 0mm～4.75mm粒径碎石：5mm～10mm粒径碎石：10mm～15mm粒径碎石：10mm～25mm粒径碎石＝(2.0
‑
2.4)：(0.8
‑
0.9)：(0.8
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0.9)：(1.6
‑
1.8)，所述地聚物浆液由粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水混合而成，重量比为粉煤灰：硅灰：弱碱激发剂：水＝(0.5
‑
0.55): (0.45
‑
0.5)：(0.35
‑
0.5)：(0.1
‑
0.15)，地聚物浆液的掺量为碎石总质量的3.5％
‑
4.5％。
[0015]本专利技术还提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的施工方法，包括如下步骤：
[0016]步骤一：使用测量仪器标记好道路两侧边线，清理干净施工范围内的浅层表土，然后标记好每根活塞桩的桩位；
[0017]步骤二：采用搅拌桩桩机施工止水幕墙，使用打桩机将活塞桩插入路基基础中，活塞桩安装到位后在桩顶管口涂抹上机油后采用木板封口，使用地聚物浆体与膨胀土混合构成路基垫层，路基垫层施工时铺设集水管，施工完成后在埋设活塞桩的桩位开凿孔体，开凿时，采用阶梯型开凿方式，顶部开凿孔大，靠近桩顶位置的开凿孔小，待活塞桩的顶部外露
后，移除活塞桩顶部封口的模板，将排水管与及集水管连通，然后在开凿孔内浇筑地聚物混凝土，使柔性活动杆的顶端与路基垫层固定形成一体；
[0018]步骤三：采用吊装设备将预制的绿化槽安装到位，并将集水管与入水管连通；
[0019]步骤四：采用摊铺机摊铺水稳层及沥青路面；
[0020]步骤五：紧贴路基边缘开挖浇筑排水沟，完成施工。
[0021]与相关技术相比，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构，其特征在于，包括路基基础、活塞桩及铺装层，所述活塞桩布设于所述路基基础内，所述铺装层铺设于所述路基基础上方，所述活塞桩包括中空桩体及抽水单元，所述抽水单元设置于所述中空桩体的中空区域内，所述抽水单元包括柔性活动杆、活塞密封圈及排水管，所述柔性活动杆沿所述中空桩体的中轴线方向设置，其底端与所述中空桩体的底端固定，顶端与所述铺装层固定，所述活塞密封圈套设于所述柔性活动杆上且外表面抵接所述中空桩体的内壁，所述活塞密封圈的数量设置有多个，多个所述活塞密封圈依次间隔将所述中空桩体的中空区域分隔形成多个密闭腔室，所述中空桩体的侧壁上贯穿设置有多个进水口，所述进水口连通所述密闭腔室和所述中空桩体的外侧空间，相邻的两个所述密闭腔室通过一个所述排水管连通，所述排水管将下方密闭腔室的水逐级的导向上方的密闭腔室内，位于最上方的一根所述排水管将水排向所述路基基础外。2.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构，其特征在于，所述排水管的底端与位于下方的所述活塞密封圈固定，顶端穿过位于上方的所述活塞密封圈，并高出其上表面40cm；所述排水管的底端临近下方活塞密封圈的侧壁上设置有吸水口。3.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构，其特征在于，所述活塞桩在所述路基基础内呈矩形阵列分布；在路基的延伸方向上，多排所述活塞桩等距间隔排布；在路基宽度方向的断面上，并排设置有3
‑
5根所述活塞桩，桩长自路基两侧往路基中央方向不断缩短。4.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构，其特征在于，所述进水口包括第一水平段、倾斜段及第二水平段，第一水平段靠近所述中空桩体的内侧，所述第二水平段靠近所述中空桩体的外侧，所述倾斜段连接所述第一水平段和所述第二水平段且自所述第一水平段向所述第二水平段方向倾斜向下延伸；所述第一水平段内设置有柔性滤网，柔性滤网覆盖所述第一水平段的整个断面；所述第二水平段内设置有滤塞，所述滤塞覆盖所述第二水平段的整个断面；所述倾斜段内还安装有斜挡板和堵球，所述斜挡板的数量为两个，两个所述斜挡板呈喇叭口设计，且小口一端朝向所述第二水平段一侧，所述堵球设置于所述斜挡板和所述柔性滤网之间。5.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构，其特征在于，所述铺装层包括路基垫层、水稳层、沥青路面及绿化槽，所述路基垫层、水稳层、沥青路面从下往上依次层叠设置，所述绿化槽设置于所述路基垫层的上方，并位于所述铺装层的中央位置，所述绿化槽的左右两侧均设置有所述水稳层及所述沥青路面，所述柔性活动杆的顶端与所述路基垫层固定，所述路基垫层的上表面布设有多根集水管，所述活塞桩内最上方的一根所述排水管与所述集水管连通，位于同一排的多个所述活塞桩中的排水管汇入同一根所述集水管内，所述集水管的末端汇入所述绿化槽。6.根据权利要求5所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构，其特征在于，所述绿化槽包括U形槽体、储水箱及入水管，所述U形槽体围成填埋空间，所述填埋空间内填埋有种植土，所述种植土上种植植被；所述储水箱固定于所述U形槽体的槽内侧壁上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡勇，王观次，骆瑞琪，尹鸿达，郭跃飞，李检保，陈勇，张典国，彭哲，陈葵芳，沈志军，周衍百，李磊，戴献峰，梁剑鸣，雷潇，罗正东，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：