CN112900174A

CN112900174A - 一种软基换填结构及其施工方法

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Publication number: CN112900174A
Application number: CN202110070204.2A
Authority: CN
Inventors: 华振贵; 张建华; 许言言
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-06-04

Abstract

本发明公开了一种软基换填结构，自下而上依次设置有：原状路基处理层、泡沫混凝土层和路面结构层；其中，泡沫混凝土层是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土预制块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构；施工方法：(1)原状路基开挖，或在地基上打桩；(2)预制泡沫混凝土；或，预制泡沫混凝土和泡沫混凝土块体；(3)形成泡沫混凝土层；(4)铺设路面结构层，即得。本发明软基换填结构施工时无需振捣压实，对原有路基不会产生扰动；采用“预制+现浇”的施工工艺，可以大幅缩短施工时间，降低工程综合造价。

Description

一种软基换填结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及路基工程技术领域，更具体的说是涉及一种软基换填结构及其施工方法。

背景技术

软土地基(简称“软基”)，是指强度低、压缩量较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。软基主要由粘土和粉土等细微颗粒含量多的松软土、孔隙大的有机质土、泥炭以及松散砂等土层构成，地下水位高，其上的填方及构造物稳定性差，由于软土强度低，沉隐量大，往往给道路工程带来很大的危害，如处理不当，会给公路的施工和使用造成很大影响。

目前，在公路工程中处理软基主要采用以下几种方法：

1.堆载预压法：该法是在工程建设之前用大于或等于设计荷载的填土荷载，促使地基提前固结沉降以提高地基的强度，减少工后沉降，当强度指标达到设计要求数值后，卸去荷载，修筑道路路面。该法原理较成熟，施工简单，不需要特殊的施工机械和材料，但是由于软土固结系数小，故软土的排水固结时间较长，因此工期较长。

2.反压护道法：该法是指在道路主路堤两侧，填筑一定宽度和高度的护道，以期达到路堤稳定的一种方法，它主要是起抗滑的平衡作用，使得抗滑力矩能克服滑动力矩。该法不需控制填土速率，可以机械化快速完成路基填筑，但利用该法处理软基，土方量大、占用土地多。

3.化学加固法：该法是指通过在软土地基中加入水泥或其它化学材料，进行软土地基处理的方法，水泥或其它化学材料注入土体后，与土体发生化学反应，吸收和挤出土中部分水与空气形成具有较高承载力的复合地基。该法的特点是加固作用快，工期短，但造价较高，不适用于渗透系数太小的土。

因此，如何提供一种能够有效防止软基沉降的换填结构是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种软基换填结构及其施工方法，可有效防止软基沉降，以解决现有技术中的不足。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种软基换填结构，自下而上依次设置有：原状路基处理层、泡沫混凝土层和路面结构层；

其中，泡沫混凝土层是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构。

本发明的有益效果在于，软基换填结构在施工时无需振捣碾压，因此可以有效减少因新路基填充的振捣而造成原有软基的差异沉降，从而保证原有路基的运行安全。

进一步，上述泡沫混凝土的密度为300-1000kg/m³，厚度不小于0.5m。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，由于泡沫混凝土具有轻质高强的特性，作为填充材料使用可有效降低对下层路基的荷载，进而减少底部桩基的铺设数量和深度，从而降低工程造价。

更进一步，上述框架结构为阶梯式，优选为正梯形或倒梯形，如果坡度较大还可打抗滑锚固件。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，阶梯式框架结构与原路基的连接方式更加稳定，从而保证新旧路基的整体性。

进一步，上述原状路基处理层的厚度不小于1m。

采用上述进一步技术方案的有益效果在于，原状路基处理层用于提高底部地基承载力，在保证路基运行安全的前提下，最大程度地降低了工程造价。

进一步，上述路面结构层包括自下而上依次设置的基层和面层；更进一步，路面结构层的厚度为16-80cm。

进一步，上述泡沫混凝土包括以下重量份的原料：矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物和/或有色金属类废渣50-100份、胶凝材料2-50份。

更进一步，上述泡沫混凝土的制备方法为：

(1)按上述泡沫混凝土的重量份数称取各原料；

(2)将矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物和/或有色金属类废渣进行混合；

(3)与胶凝材料混合或研磨，过筛，即得。

一种软基换填结构的施工方法，具体包括以下步骤：

(1)原状路基开挖，或在地基上打桩，形成原状路基处理层；

(2)预制泡沫混凝土，备用；或，预制泡沫混凝土和泡沫混凝土块体，备用；

(3)在原状路基处理层上浇筑泡沫混凝土，或先用泡沫混凝土块体填充再浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层；

(4)在泡沫混凝土层上铺设路面结构层，即得软基换填结构。

进一步，上述步骤(3)中，泡沫混凝层采用分层施工工艺，每层30-100cm。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、有效减少桩基的数量和深度，大幅节约工程造价；

2、软基换填结构施工时无需振捣压实，对原有路基不会产生扰动，进而可减少原有路基的差异沉降，保证原有路基的运行安全；

3、采用“预制+现浇”的施工工艺，可以大幅缩短施工时间，降低工程综合造价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明提供的结构示意图。

其中，1-原状路基处理层，2-泡沫混凝土层，3-路面结构层，4-基层，5-面层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本发明提供了一种软基换填结构，如图1所示，自下而上依次设置有：原状路基处理层1、泡沫混凝土层2和路面结构层3；其中，泡沫混凝土层2是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构。本发明软基换填结构在施工时无需振捣碾压，因此可以有效减少因新路基填充的振捣而造成原有软基的差异沉降，从而保证原有路基的运行安全。

在一个实施例中，泡沫混凝土的密度为500kg/m³，厚度为6m；在另一个实施例中，泡沫混凝土的密度为300kg/m³，厚度为0.5m；在其他实施例中，泡沫混凝土的密度还可为1000kg/m³，厚度为1m。由于泡沫混凝土具有轻质高强的特性，作为填充材料使用可有效降低对下层路基的荷载，进而减少底部桩基的铺设数量和深度，从而降低工程造价。

在一个实施例中，框架结构为正梯形；在另一个实施例中，框架结构为倒梯形；在其他实施例中，坡度较大还可打抗滑锚固件。阶梯式框架结构与原路基的连接方式更加稳定，从而保证新旧路基的整体性。

在一个实施例中，原状路基处理层1的厚度为4m；在另一个实施例中，原状路基处理层1的厚度为1m。原状路基处理层1用于提高底部地基承载力，在保证路基运行安全的前提下，最大程度地降低了工程造价。

在一个实施例中，路面结构层3包括自下而上依次设置的基层4和面层5，路面结构层3的厚度为16cm。

实施例1

上述软基换填结构的施工方法，具体包括以下步骤：

(1)原状路基开挖，形成原状路基处理层1；

(2)预制泡沫混凝土，备用；

(3)在原状路基处理层1上浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层2；其中，泡沫混凝层采用分层施工工艺，每层30cm；

(4)在泡沫混凝土层2上铺设路面结构层3，即得软基换填结构。

其中，泡沫混凝土包括以下重量的原料：矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物50kg、胶凝材料50kg；制备方法为：(1)按上述泡沫混凝土的重量称取各原料；(2)将矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物进行混合；(3)与胶凝材料混合或研磨，过筛，即得。

实施例2

上述软基换填结构的施工方法，具体包括以下步骤：

(1)在地基上打桩，形成原状路基处理层1；

(2)预制泡沫混凝土和泡沫混凝土块体，备用；

(3)在原状路基处理层1上先用泡沫混凝土块体填充再浇筑泡沫混凝土，形成泡沫混凝土层2；其中，泡沫混凝层采用分层施工工艺，每层100cm；

其中，泡沫混凝土包括以下重量的原料：矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物和有色金属类废渣98kg、胶凝材料2kg；制备方法为：(1)按上述泡沫混凝土的重量称取各原料；(2)将矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物和有色金属类废渣进行混合；(3)与胶凝材料混合或研磨，过筛，即得。

性能测试

按照“建筑行业标准JG/T266-2011《泡沫轻质土》”的规定，测定本发明实施例2制得的软基换填结构的7天产品强度指标和28天产品强度指标。测定结果如表1所示。

表1软基换填结构的性能测试结果

测定项目	7天产品强度指标(MPa)	28天产品强度指标(MPa)
			软基换填结构	0.96	1.22

由表1可知，本发明制得的软基换填结构的7天产品强度指标和28天产品强度指标都达到相应标准。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种软基换填结构，其特征在于，自下而上依次设置有：原状路基处理层、泡沫混凝土层和路面结构层；

所述泡沫混凝土层是由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构，或是先由泡沫混凝土块体填充再由泡沫混凝土浇筑制成的框架结构。

2.根据权利要求1所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述泡沫混凝土的密度为300-1000kg/m³，厚度不小于0.5m。

3.根据权利要求2所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述框架结构为阶梯式。

4.根据权利要求1所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述原状路基处理层的厚度不小于1m。

5.根据权利要求1所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述路面结构层包括自下而上依次设置的基层和面层。

6.根据权利要求5所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述路面结构层的厚度为16-80cm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述泡沫混凝土包括以下重量份的原料：矿物破碎、筛分过程中产生的废弃物和/或有色金属类废渣50-100份、胶凝材料2-50份。

8.根据权利要求7所述的一种软基换填结构，其特征在于，所述泡沫混凝土的制备方法为：

(1)按权利要求7所述泡沫混凝土的重量份数称取各原料；

(3)与胶凝材料混合或研磨，过筛，即得。

9.一种如权利要求1-8任一项所述软基换填结构的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)原状路基开挖，或在地基上打桩，形成原状路基处理层；

(4)在泡沫混凝土层上铺设路面结构层，即得所述软基换填结构。

10.根据权利要求9所述的一种软基换填结构的施工方法，其特征在于，步骤(3)中，所述泡沫混凝层采用分层施工工艺，每层30-100cm。