[发明专利]一种有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤及施工方法

说明书

本发明涉及一种有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤及施工方法，包括持力层、软土地基、高填方轻质固化淤泥路堤和嵌入软土地基的路堤沉降控制结构；高填方轻质固化淤泥路堤的上表面、两侧分别铺设有路面防水层和护坡防水层；护坡防水层的坡脚处设有混凝土密封沟；路堤沉降控制结构包括刚性桩组、桩帽、半刚性加筋固化垫层、粉细砂反滤层和防水土工布；刚性桩组中的刚性桩打穿软土地基并嵌入持力层中；桩帽设置在刚性桩顶部；防水土工布、粉细砂反滤层和半刚性加筋固化垫层自上而下依次铺设在桩帽顶部；高填方轻质固化淤泥路堤设置在防水土工布的上表面；防水土工布密封在混凝土密封沟的底部。本发明结构合理、施工方便，可减小路堤的沉降。

技术领域

本发明属于地基处理技术领域，涉及一种有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤及施工方法。

背景技术

我国飞速发展的经济对交通运输资源的需求日益增大，高速公路和铁路作为最为便捷的交通运输资源得到大力发展。然而，高速公路、铁路等基础设施的建设，不可避免地需要穿越一些原本并不适宜修建路堤的不良地基(譬如，淤泥质软黏土、膨胀土、冲填土、有机质土以及泥炭土等)，因此常面临地基承载力不足、路堤局部失稳、沉降及不均匀沉降过大等病害。面对上述病害，工程界已尝试了多种桩基或复合地基技术进行解决，常见的桩基或复合地基技术主要有3种：桩-板式路基结构、桩-筏式路基结构和桩-网式路基结构。虽然桩-板式结构和桩-筏式结构在沉降控制方面更具优越性，但其造价极其昂贵，尤其是面对我国如此大的建设规模时，其造价昂贵的弊端尤其凸显。与此同时，随着桩-网式路基结构工程应用的增多以及科学研究的深入，国内外诸多学者发现桩-网式路基结构工程应用时仍存在以下几方面不足：①路堤失稳或局部失稳现象仍然可能出现；②路堤边坡侧向位移现象仍然明显；③路堤沉降和不均匀沉降问题仍然显著；④筋材对地基深层的侧向位移限制作用不大；⑤筋材与土体的界面摩阻力有限，筋材的强度和刚度无法得到充分发挥；⑥筋材张拉膜效应荷载传递能力有限。上述病害或不足的出现，可能导致路面结构破坏，严重影响行车的安全性和舒适度，并严重增加道路后期的维护费用。

此外，我国每年在水利工程、航运工程和水环境治理工程中都会产生巨量的疏浚淤泥。据初步统计，我国每年陆地清淤所产出的淤泥量在10亿m³以上。疏浚淤泥属于工程废弃物，目前的处理方式多以堆场堆放为主，侵占大量的土地，且淤泥中的重金属等污染物还可能对周边土壤和地下水造成二次污染。

发明内容

针对现有地基处理技术中存在的不足，本发明的目的在于提供了一种结构合理、施工方便以及可有效减小路堤工后沉降的路堤及施工方法，并在一定程度上能够解决交通工程建设所需的巨量建材资源，以及疏浚淤泥所带来的环境污染及占用土地资源等问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤，其特征在于：所述有效控制工后沉降的软土地基高填方路堤包括持力层、软土地基、高填方轻质固化淤泥路堤以及设置在软土地基与高填方轻质固化淤泥路堤之间并嵌入软土地基的路堤沉降控制结构；所述高填方轻质固化淤泥路堤的上表面铺设有路面防水层；所述高填方轻质固化淤泥路堤的两侧设置有护坡防水层；所述护坡防水层的脚部开设有混凝土密封沟；所述路堤沉降控制结构包括刚性桩组、桩帽、半刚性加筋固化垫层、粉细砂反滤层以及防水土工布；所述刚性桩组由m行×n列的刚性桩组成；所述刚性桩打穿软土地基并嵌入持力层中；所述桩帽设置在刚性桩顶部；所述防水土工布、粉细砂反滤层以及半刚性加筋固化垫层自上而下依次铺设在桩帽顶部；所述高填方轻质固化淤泥路堤设置在防水土工布的上表面；所述防水土工布密封在混凝土密封沟的底部。

作为优选，本发明所采用的半刚性加筋固化垫层是通过向散体加筋垫层灌入水泥浆胶结固化形成；所述散体加筋垫层包括预埋注浆管、刚塑土工格栅以及填充在预埋注浆管与刚塑土工格栅之间的中粗砂垫层；所述水泥浆是水泥与水的混合物；所述水泥与水的质量比是1：1；在散体加筋垫层中灌入水泥浆后的养护时间不低于28天。