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【发明授权】冻土区公路路基加宽施工方法_五河县智凯环保科技有限公司_201810991996.5 

申请/专利权人:五河县智凯环保科技有限公司

申请日:2018-08-29

公开(公告)日:2020-11-24

公开(公告)号:CN109024125B

主分类号:E01C3/00(20060101)

分类号:E01C3/00(20060101);E01C3/06(20060101);E01C3/04(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2020.11.24#授权;2019.01.11#实质审查的生效;2018.12.18#公开

摘要:本发明公开了一种冻土区公路路基加宽施工方法,在春夏季进行施工,首先挖设由原路基边缘开始台阶状延伸至深度符合施工要求的施工坑;向坑底垂直打入第一木桩,为坑底冻土层的冻胀留出膨胀空间,通过土工格栅和第一土工布分隔加宽路基底面和膨胀空间;然后将与粗砂混合后的泥土逐层回填至土工格栅上,实现泥土的部分回收利用;而后在压实的土面上垂直打入第二木桩加强泥土的承载力;再按照台阶的高度逐层铺设碎石土后压实,直至压实的表面低于原路基表面12‑15cm;最后在压实后的表面上铺设碎石屑,然后压实至与所述原路基表面平齐。其能够有效的避免冻土的冻胀和融沉对加宽路基的结构影响,防止新旧路基间裂缝的产生,保证冻土区路基的稳定性。

主权项:1.一种冻土区公路路基加宽施工方法,其中,主要包括以下步骤:S1、在春夏季对原路基需加宽位置进行测量放样,标出需加宽位置,并由所述原路基边缘至标出的需加宽位置向下逐级挖设台阶状的坡面,以形成由所述原路基边缘开始台阶状延伸至深度符合施工要求的施工坑;S2、将挖出的泥土随机取样并进行化验,得到挖出泥土的土体密度,根据所述土体密度向挖出的泥土中按照比例混合粒径为1-2mm的粗砂;S3、采集所述施工坑的坑底的土壤作为样本进行实验,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化;S4、向坑底垂直打入第一木桩,多根第一木桩在所述坑底均匀分布,且使所述第一木桩顶端凸出于所述坑底的表面的距离大于S3中得到的样本垂直高度的变化;S5、在所述第一木桩的顶端水平铺设两层土工格栅;两层所述土工格栅间铺设第一土工布;S6、将S2中与粗砂混合后的泥土逐层回填至位于上层的所述土工格栅上,并在达到各阶台阶高度时进行压实,直至达到所述施工坑深度的13-12;S7、在S6压实的土面上垂直打入第二木桩,并使第二木桩的顶面与压实的土面表面平齐;S8、在S7打入第二木桩的土面上按照台阶的高度逐层铺设碎石土后压实,直至压实的表面低于原路基表面12-15cm;S9、在S8压实后的表面上铺设碎石屑,然后压实至与所述原路基表面平齐。

全文数据:冻土区公路路基加宽施工方法技术领域[0001]本发明涉及道路施工领域,尤其涉及一种冻土区公路路基加宽施工方法。背•影支术[0002]随着我国社会经济的迅速发展,现在的大部分公路功能已不能满足社会日渐增长的交通需求,为此,对原有的公路进行升级改造势在必行。公路路基加宽无论是设计还是施工,都是改造工程的关键。目前,我国对于路基的加宽的施工技术已经相对成熟,能够有效的预防新旧路基结合处产生的纵向裂缝的问题,但是,我国幅员辽阔,各地土质不尽相同,尤其是对于青藏高原等特殊地理位置,往往存在特殊的土质层,例如冻土层,冻土是一种对温度极为敏感的土体介质,含有丰富的地下冰,冻土中有一定数量的未冻水存在。不含冰的岩土称为寒土。因此,冻土具有流变性,其长期强度远低于瞬时强度特征。由于冻土的这些特征,在冻土区修筑工程构筑物就必须面临两大危险:冻胀和融沉,冻胀是因为凝结的冰块非常坚固,膨胀的冰块将土顶上来,并形成大土包,因而对含有冻土层的路段进行公路路基的加宽施工具有相当大的难度,目前还没有针对冻土区公路路基加宽的施工方法的研究。发明内容[0003]本发明针对现有技术中存在的上述问题,提供一种冻土区公路路基加宽施工方法,能够有效的避免冻土的冻胀和融沉对加宽路基的结构影响,防止新旧路基间裂缝的产生,保证冻土区路基的稳定性。[0004]为实现上述目的和一些其他的目的,本发明采用如下技术方案:[0005]—种冻土区公路路基加宽施工方法,主要包括以下步骤:[0006]si、在春夏季对原路基需加宽位置进行测量放样,标出需加宽位置,并由所述原路基边缘至标出的需加宽位置向下逐级挖设台阶状的坡面,以形成由所述原路基边缘开始台阶状延伸至深度符合施工要求的施工坑;[0007]S2、将挖出的泥土随机取样并进行化验,得到挖出泥土的土体密度,根据所述土体密度向挖出的泥土中按照比例混合粒径为1-2mm的粗砂;[0008]S3、采集所述施工坑的坑底的土壤作为样本进行实验,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化;[0009]S4、向坑底垂直打入第一木粧,多根第一木桩在所述坑底均匀分布,且使所述第一木桩顶端凸出于所述坑底的表面的距离大于S3中得到的样本垂直高度的变化相同;[0010]S5、在所述第一木桩的顶端水平铺设两层土工格栅;两层所述土工格栅间铺设第一土工布;[0011]S6、将S2中与粗砂混合后的泥土逐层回填至所述位于上层的土工格栅上,并在达到各阶台阶高度时进行压实,直至达到所述施工坑深度的13-12;[0012]S7、在S6压实的土面上垂直打入第二木桩,并使第二木桩的顶面与压实的土面表面平齐;[0013]S8、在S7打入第二木桩的土面上按照台阶的高度逐层铺设碎石土后比头,里主m实的表面低于原路基表面12-15cm;[0014]S9、在S8压实后的表面上铺设碎石屑,然后压实至与所述原路基表面平齐。、[0015]优选的是,所述的冻土区公路路基加宽施工方法中,所述似中,将挖出的泥土与粗砂混合前,还需在阳光下晾晒3-5d,并捣碎。[0016]优选的是,所述的冻土区公路路基加宽施工方法中,所述坑底铺设有具有弹性的防水布,所述防水布上开设有通孔,以使所述第一木桩由所述通孔穿过所述防水布。、i[0017]优选的是,所述的冻土区公路路基加宽施工方法中,所述S4前,在所述施工坑位于加宽位置侧的侧壁上还挂设有第二土工布,所述第二土工布外固定有挂网。[0018]优选的是,所述的冻土区公路路基加宽施工方法中,所述S3中,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化的方法为:_[0019]将样本放置在仅上部敞开的实验容器内,对所述坑底的土壤的压实度进行测量,以将所述实验容器中的样本的压实度调整至与坑底土壤的压实度相同,将所述样本在0°c以下环境中进行冰冻,并在样本冰冻后测量样本在实验容器中的高度,即得到所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化。[0020]优选的是,所述的冻土区公路路基加宽施工方法中,所述S5中,在位于上层的所述土工格栅上灌注有混凝土。[0021]优选的是,所述的冻土区公路路基加宽施工方法中,所述第一木桩上设置有支撑机构;所述支撑机构包括固定环和支撑腿;所述固定环以可沿所述第一木粧的侧壁滑动的方式套设在所述第一木粧上,所述支撑腿设置为3-5根;所述支撑腿的顶端间隔均匀的固定连接于所述固定环的外壁上,底端向远离所述固定环的方向倾斜,以形成以固定环为顶面的塔状的支撑架;所述支撑腿为可伸缩设置,且在无外力作用时,处于伸长状态,并使所$支撑架的高度与所述第一木桩顶端凸出于所述坑底的表面的距离相同,且所述支撑腿在受到外力挤压作用时,收缩的极限长度为S3中得到的样本垂直高度的变化长度。[0022]本发明至少包括以下有益效果:[0023]本发明的冻土区公路路基加宽施工方法中,在春夏季进行路基的施工建设,能够使得冻土区的土质处于融沉状态,避免在冻胀状态下施工造成的新路基的下沉;通过对坑底土壤的实验,确定坑底土壤的冻胀系数,进而在坑底设置第一木桩,使得加宽的路基与坑底的冻胀土层保持一定的距离,给坑底的冻土预留了足够的冻胀空间,避免新路基在气温较低时冻土冻胀将新路基顶起,造成新旧路基间的纵向裂缝;通过对挖出泥土化验后并进行相应的处理,使得挖出的泥土可以在路基加宽施工时进行重复利用,节省了施工的成本;第一木桩上设置土工格栅,并在土工格栅间铺设第一土工布,能够避免加宽路基的材料由土工格栅的空隙进入预留的冻土层的冻胀空间内,且两层土工格栅的设置能够加强加宽路基在垂直方向上的承载力,挖出泥土的逐层回填和压实以及碎石土的逐层铺设和压实,使得路基的压实度得到有效的提高,在压实度提高的情况下,路基的沉降量也就进一步减小,能够进一步的增加加宽路基的稳固性,减少加宽路基的沉降量;第二木桩的打入,能够进一步增强加宽路基抗击来自路面的压力的承载力,减小沉降量;通过将施工坑挖设呈台阶状,使得新旧路基间具有逐层的结合部,增大了新旧路基结合部的抗剪切能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果,使得新路基的结构更加稳固。[0024]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明[0025]图1是本发明提供的冻土区公路路基加宽施工方法的结构示意图;[0026]图2是本发明提供的支撑机构的结构示意图。具体实施方式[0027]下面结合附图对本发明做详细说明,以令本领域普通技术人员参阅本说明书后能够据以实施。[0028]如图1所示,一种冻土区公路路基加宽施工方法,主要包括以下步骤:[0029]S1、在春夏季对原路基7需加宽位置进行测量放样,标出需加宽位置,并由所述原路基7边缘至标出的需加宽位置向下逐级挖设台阶状的坡面,以形成由所述原路基7边缘开始台阶状延伸至深度符合施工要求的施工坑1;[0030]S2、将挖出的泥土随机取样并进行化验,得到挖出泥土的土体密度,根据所述土体密度向挖出的泥土中按照比例混合粒径为l-2mm的粗砂;[0031]S3、采集所述施工坑1的坑底的土壤作为样本进行实验,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化;[0032]S4、向坑底垂直打入第一木桩2,多根第一木粧2在所述坑底均匀分布,且使所述第一木桩2顶端凸出于所述坑底的表面的距离大于S3中得到的样本垂直高度的变化相同;[0033]S5、在所述第一木桩2的顶端水平铺设两层土工格栅3;两层所述土工格栅3间铺设第一土工布4;[0034]S6、将S2中与粗砂混合后的泥土逐层回填至所述位于上层的土工格栅3上,并在达到各阶台阶高度时进行压实,直至达到所述施工坑1深度的13-12;[0035]S7、在S6压实的土面上垂直打入第二木桩5,并使第二木桩5的顶面与压实的土面表面平齐;[0036]S8、在S7打入第二木桩5的土面上按照台阶的高度逐层铺设碎石土6后压实,直至压实的表面低于原路基7表面12-15cm;[0037]S9、在S8压实后的表面上铺设碎石屑8,然后压实至与所述原路基7表面平齐。[0038]在上述方案中,在春夏季进行路基的施工建设,能够使得冻土区的土质处于融沉状态,避免在冻胀状态下施工造成的新路基的下沉;通过对坑底土壤的实验,确定坑底土壤的冻胀系数,进而在坑底设置第一木粧,使得加宽的路基与坑底的冻胀土层保持一定的距离,给坑底的冻土预留了足够的冻胀空间,避免新路基在气温较低时冻土冻胀将新路基顶起,造成新旧路基间的纵向裂缝;通过对挖出泥土化验后并进行相应的处理,使得挖出的泥土可以在路基加宽施工时进行重复利用,节省了施工的成本;第一木桩上设置土工格栅,并在土工格栅间铺设第一土工布,能够避免加宽路基的材料由土工格栅的空隙进入预留的冻土层的冻胀空间内,且两层土工格栅的设置能够加强加宽路基在垂直方向上的承载力,挖出泥土的逐层回填和压实以及碎石土的逐层铺设和压实,使得路基的压实度得到有效的提高,在压实度提高的情况下,路基的沉降量也就进一步减小,能够进一步的增加加宽路基的稳固性,减少加宽路基的沉降量;第二木桩的打入,能够进一步增强加宽路基抗击来自路面的压力的承载力,减小沉降量;通过将施工坑挖设呈台阶状,使得新旧路基间具有逐层的结合部,增大了新旧路基结合部的抗剪切能力,防止新路基的沉降对老路基的破坏,从而达到稳定新旧路基不均匀沉降的效果,使得新路基的结构更加稳固。[0039]—个优选方案中,所述S2中,将挖出的泥土与粗砂混合前,还需在阳光下晾晒3-5d,并捣碎。[0040]在上述方案中,通过将挖出的泥土先在阳光下晾晒,能够有效的减少泥土中的含水量,同时在捣碎后与粗砂的混合更加均匀,通过含水量的减少以及粗砂对粒度成分进行改变,从而避免挖出的泥土在重复利用时发生冻胀的可能。其中粗砂的添加比例根据挖出泥土的实验数据进行添加,从而达到改变泥土粒度的目的。[0041]一个优选方案中,所述坑底铺设有具有弹性的防水布9,所述防水布9上开设有通孔,以使所述第一木桩2由所述通孔穿过所述防水布9。[0042]在上述方案中,通过坑底防水布的铺设,能够避免坑底冻土层的水分向上渗出,同时在冻土层冻胀膨胀后,避免冻土层和上层加宽路基的直接接触,从而提高了加宽路基的稳固性。[0043]一个优选方案中,所述S4前,在所述施工坑1位于加宽位置侧的侧壁上还挂设有第二土工布10,所述第二土工布10外固定有挂网11。[0044]在上述方案中,通过第二土工布的铺设,避免施工坑侧部的冻土层的冻土向加宽路基层移动,从而避免冻土层水分对加宽路基结构的影响,而挂网能够起到加固施工坑和第二土工布的作用。[0045]一个优选方案中,所述S3中,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化的方法为:将样本放置在仅上部敞开的实验容器内,对所述坑底的土壤的压实度进行测量,以将所述实验容器中的样本的压实度调整至与坑底土壤的压实度相同,将所述样本在0°C以下环境中进行冰冻,并在样本冰冻后测量样本在实验容器中的高度,即得到所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化。[0046]在上述方案中,通过测量坑底土壤的实际压实度,并将样本的样本的压实度调整至与坑底土壤的实际压实度相同,能够使得实验结果更加准确,从而在施工时利用第一木桩在坑底和加宽路基底面间留有足够的冻土层冻胀空间。[0047]一个优选方案中,所述S5中,在位于上层的所述土工格栅3上灌注有混凝土12。[0048]在上述方案中,通过土工格栅上混凝土的灌注,能够进一步加固土工格栅与坑底的隔离性,并利用混凝土将土工布和土工格栅紧密结合在一起,增强了加宽路基的稳固性。[0049]如图2所示,一个优选方案中,所述第一木粧2上设置有支撑机构15;所述支撑机构15包括固定环13和支撑腿14;所述固定环13以可沿所述第一木桩2的侧壁滑动的方式套设在所述第一木粧2上,所述支撑腿14设置为3-5根;所述支撑腿14的顶端间隔均勾的固定连接于所述固定环13的外壁上,底端向远离所述固定环13的方向倾斜,以形成以固定环13为顶面的塔状的支撑架;所述支撑腿14为可伸缩设置,且在无外力作用时,处于伸长状态,并使所述支撑架的高度与所述第一木桩2顶端凸出于所述坑底的表面的^离相同,且所述支撑腿14在受到外力挤压作用时,收缩的极限长度为S3中得到的样本垂直高度的变化长度。[0050]在上述方案中,通过可伸缩式支撑架的设置,使得支撑架能够在上方路基发生沉降时起到良好的支撑作用,减小路基的沉降量,同时,还能在坑底冻土层发生冻胀时,隔离冻土层和加宽路基。其中支撑腿的伸缩结构为两根空心杆体相互套设,并在套设端设置有弹簧,使得在内层杆体在受到挤压时弹簧收缩,支撑腿缩短,而在外力消失时,弹簧形变消失,支撑腿重新伸长。[0051]尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节和这里所示出与描述的图例。

权利要求:1.一种冻土区公路路基加宽施工方法,其中,主要包括以下步骤:51、在春夏季对原路基需加宽位置进行测量放样,标出需加宽位置,并由所述原路基边缘至标出的需加宽位置向下逐级挖设台阶状的坡面,以形成由所述原路基边缘开始台阶状延伸至深度符合施工要求的施工坑;52、将挖出的泥土随机取样并进行化验,得到挖出泥土的土体密度,根据所述土体密度向挖出的泥土中按照比例混合粒径为l-2mm的粗砂;53、采集所述施工坑的坑底的土壤作为样本进行实验,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化;54、向坑底垂直打入第一木桩,多根第一木桩在所述坑底均勾分布,且使所述第一木桩顶端凸出于所述坑底的表面的距离大于S3中得到的样本垂直高度的变化相同;55、在所述第一木桩的顶端水平铺设两层土工格栅;两层所述土工格栅间铺设第一土工布;56、将S2中与粗砂混合后的泥土逐层回填至所述位于上层的土工格栅上,并在达到各阶台阶高度时进行压实,直至达到所述施工坑深度的13-12;57、在S6压实的土面上垂直打入第二木桩,并使第二木粧的顶面与压实的土面表面平齐;58、在S7打入第二木桩的土面上按照台阶的高度逐层铺设碎石土后压实,直至压实的表面低于原路基表面12-15cm;59、在S8压实后的表面上铺设碎石肩,然后压实至与所述原路基表面平齐。2.如权利要求1所述的冻土区公路路基加宽施工方法,其中,所述S2中,将挖出的泥土与粗砂混合前,还需在阳光下晾晒3_5d,并捣碎。3.如权利要求1所述的冻土区公路路基加宽施工方法,其中,所述坑底铺设有具有弹性的防水布,所述防水布上开设有通孔,以使所述第一木桩由所述通孔穿过所述防水布。4.如权利要求1所述的冻土区公路路基加宽施工方法,其中,所述S4前,在所述施工坑位于加宽位置侧的侧壁上还挂设有第二土工布,所述第二土工布外固定有挂网。5.如权利要求1所述的冻土区公路路基加宽施工方法,其中,所述S3中,获得所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化的方法为:将样本放置在仅上部敞开的实验容器内,对所述坑底的土壤的压实度进行测量,以将所述实验容器中的样本的压实度调整至与坑底土壤的压实度相同,将所述样本在〇°C以下环境中进行冰冻,并在样本冰冻后测量样本在实验容器中的高度,即得到所述样本在冰冻后样本垂直高度的变化。6.如权利要求1所述的冻土区公路路基加宽施工方法,其中,所述S5中,在位于上层的所述土工格栅上灌注有混凝土。7.如权利要求1所述的冻土区公路路基加宽施工方法,其中,所述第一木桩上设置有支撑机构;所述支撑机构包括固定环和支撑腿;所述固定环以可沿所述第一木桩的侧壁滑动的方式套设在所述第一木桩上,所述支撑腿设置为3-5根;所述支撑腿的顶端间隔均勾的固定连接于所述固定环的外壁上,底端向远离所述固定环的方向倾斜,以形成以固定环为顶面的塔状的支撑架;所述支撑腿为可伸缩设置,且在无外力作用时,处于伸长状态,并使所述支撑架的高度与所述第一木桩顶端凸出于所述坑底的表面的距离相同,且所述支撑腿在受到外力挤压作用时,收缩的极限长度为S3中得到的样本垂直高度的变化长度。

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