CN104594331B - 一种公路高填方涵洞地基加固的方法 - Google Patents

一种公路高填方涵洞地基加固的方法 Download PDF

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Abstract

一种公路高填方涵洞地基加固方法，包括以下步骤：⑴通过挖掘机沿平行于涵洞轴线方向开挖回填槽；⑵向回填槽中回填碎石，并在碎石空隙灌注水泥浆，注浆和碎石共同构成加固区，与地基土一起用于承担上部荷载；⑶待灌注完成6‑9天后，采用静载荷试验检验加固效果，待承载力满足设计要求后，进行上部构筑物施工和路堤填筑。本发明采用挖掘机沿涵洞轴线方向开挖成槽，并回填碎石灌注水泥浆形成加固区，加固区与两侧地基***同承担上部荷载，形成一种新型的双向增强型复合地基。通过调整成槽深度和槽间间距调整地基刚度，同现有类似技术相比是一种低成本、易操作、适用性广、质量容易保证的高填方涵洞地基加固方法。

Description

一种公路高填方涵洞地基加固的方法
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，具体的说是一种公路高填方涵洞地基加固方法。
背景技术
公路高填方涵洞上覆填土高度通常超过10 m，有的甚至会超过50 m。由于填土荷载大，涵洞的地基承受较大的竖向荷载，涵洞地基存在应力集中和过度变形等问题，容易引起涵洞的不均匀沉降和过大沉降等的病害。这些病害轻则引起涵洞开裂、渗漏或积水，重则致使涵洞结构破坏，甚至出现垮塌，严重影响涵洞和公路的正常使用。
目前，对公路高填方涵洞的地基加固措施主要以换填垫层法为主。换填垫层法是在建（构）筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，将基础下一定范围内的软弱土层挖去，然后回填强度较大的砂、砂石或灰土等并压实作为地基的持力层的方法。虽然换填垫层法能够在一定程度是起到提高地基承载能力和减小地基压缩量的作用，但其仍存在以下几个方面不足：(1)换填垫层法处理深度一般不超过3m，不适于较深软弱地基的处理；(2)换填垫层法砂石填料的压实度不易保证；(3)大面积换填砂石填料施工周期长，成本高，对环境破坏大。
发明内容
本发明的目的在于为了避免上述现有技术的不足而提出一种低成本、高可靠度、易于调整控制、适应性广、技术经济性好的公路高填方涵洞地基加固方法。
本发明一种公路高填方涵洞地基加固方法，适用于承载力不足的高填方涵洞地基加固，包括以下步骤：
⑴通过挖掘机沿平行于涵洞轴线方向开挖回填槽；
⑵向回填槽中回填碎石，并在碎石空隙灌注水泥浆，注浆和碎石共同构成加固区，与地基土一起用于承担上部荷载；
⑶待灌注完成6-9天后，采用静载荷试验检验加固效果，待承载力满足设计要求后，进行上部构筑物施工和路堤填筑。
所述回填槽开挖宽度等于挖掘机的抓斗宽度。
所述回填槽开挖深度根据地基承载力要求通过载荷试验确定。
所述回填槽之间的间距，按照复合地基理论中计算面积置换率的方法进行计算和确定。
所述碎石的直径为20-50mm，含泥量小于10%。
所述水泥浆为素水泥浆，水灰比为0.4-0.45。
本发明的有益效果是：本发明采用挖掘机沿涵洞轴线方向开挖成槽，并回填碎石灌注水泥浆形成加固区，加固区与两侧地基***同承担上部荷载，形成一种新型的双向增强型复合地基。通过调整成槽深度和槽间间距调整地基刚度，同现有类似技术相比是一种低成本、易操作、适用性广、质量容易保证的高填方涵洞地基加固方法。
附图说明
图1是采用本发明方法后的涵洞结构示意图。
图中标记：1-涵洞，2-地基，3-回填槽，4-碎石，5-水泥浆，6-加固区。
具体实施方式
本发明的公路高填方涵洞地基加固方法，适用于承载力不足时高填方涵洞1的地基加固，该方法首先通过挖掘机在地基2上沿涵洞轴线方向开挖回填槽3，在回填槽3中回填碎石4后灌注水泥浆5构成加固区6，使地基土2和加固区6一起构成一种新型的复合地基，达到加固软弱地基的目的。通过调整成槽深度和槽间间距调整地基刚度，是一种低成本、高可靠度、易于调整控制、适应性广、技术经济性好的地基加固方法。
具体包括如下步骤：
A:依据高填方涵洞地基承载力要求，按照复合地基理论中计算面积置换率的方法初步确定所需开挖回填槽的深度和间距，回填槽中注浆加固区模量通过室内试验确定。
B:在地基中，按照上一步计算确定的开挖深度和间距，采用挖掘机沿着涵洞轴线方向开挖回填槽，回填槽宽度于挖掘机抓斗相等。
C:在回填槽中回填碎石填料，同时灌注水泥浆并进行搅拌，使碎石均匀凝结形成加固区。待施工完成7天后，采用静载荷试验检验加固效果，验证地基承载力是否满足要求。
下面结合具体实施例对木发明作进一步详细说明：
实施例1
某山区高速公路高填方涵洞地基为：0-0.8m为杂填土，0.8-3.4m为粉质黏土：黄褐色；3.4-5.8m黏性土，黄、褐灰色，可塑～硬塑。现场测试地面以下3.6m处地基承载力为240kPa，高填方涵洞地基承载力设计值为320kPa，承载力不能满足设计要求。
设计回填槽开挖深度为4.0m，面积置换率为40%，掺入碎石粒径为3-5cm，灌注水泥浆的水灰比为0.42。
施工时，采用液压履带式反铲挖掘机在地基上成槽，成槽深度约为3.5m，成槽完成后，进行人工清底，清底完成后，回填直径3-5cm的碎石，并采用325号普通硅酸盐水泥配置水泥浆，水泥浆的水灰比为0.42，将水泥浆灌注在碎石间的缝隙形成加固区，注浆完成7天后进行现场静载荷试验确定所达到的承载力。承载力满足设计要求后，进行上部构筑物施工和路堤填筑。
实施例2
某高速公路高填方涵洞地基为：0-3m粉质黏土：灰、褐灰色，粘性强；3-7m黏性土，黄、褐灰色，硬塑。
设计回填槽开挖深度为3.5m，面积置换率为50%，掺入碎石粒径为4-5cm，灌注水泥浆的水灰比为0.42。
施工时，采用液压履带式反铲挖掘机在地基上成槽，成槽深度约为3.5m，成槽完成后，进行人工清底，清底完成后，回填直径4-5cm的碎石，并采用325号普通硅酸盐水泥配置水泥浆，水泥浆的水灰比为0.42，将水泥浆灌注在碎石间的缝隙形成加固区，注浆完成7天后进行现场静载荷试验确定承载力满足设计要求后，进行上部构筑物施工和路堤填筑。
上述具体实施方式只是本发明的优选实施方式，并不是用来限制本发明的实施与权利要求范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本实发明申请范围内。

Claims (5)

1.一种公路高填方涵洞地基加固方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴通过挖掘机沿平行于涵洞轴线方向开挖回填槽；所述回填槽之间的间距，按照复合地基理论中计算面积置换率的方法进行计算和确定；
⑵向回填槽中回填碎石，并在碎石空隙灌注水泥浆，注浆和碎石共同构成加固区，与地基土一起用于承担上部荷载；
⑶待灌注完成6-9天后，采用静载荷试验检验加固效果，待承载力满足设计要求后，进行上部构筑物施工和路堤填筑。
2.如权利要求1所述的公路高填方涵洞地基加固方法，其特征在于：所述回填槽开挖宽度等于挖掘机的抓斗宽度。
3.如权利要求1所述的公路高填方涵洞地基加固方法，其特征在于：所述回填槽开挖深度根据地基承载力要求通过载荷试验确定。
4.如权利要求1所述的公路高填方涵洞地基加固方法，其特征在于：所述碎石的直径为20-50mm，含泥量小于10％。
5.如权利要求1所述的公路高填方涵洞地基加固方法，其特征在于：所述水泥浆为素水泥浆，水灰比为0.4-0.45。
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