一种既有高速公路（铁路）路堤轻质化沉降控制方法.pdf

本发明公开一种既有高速公路(铁路)路堤轻质化沉降控制方法，在道路两侧边坡开挖台阶作为施工平台；在施工区域布置钻孔；钻孔按照一定的斜向倾角钻入路堤；钻进的过程中土自动从螺旋形钻杆排出；钻孔完成后，打入PVC管；向PVC管中填充袋装砂，并将外露端加PVC管封盖；完成整个施工路段钻孔置换；采用轻质土回填边坡，重新进行护坡；根据公路差异沉降的实际情况，每隔一段时间将填充在PVC管内的回填砂取出，达到控制沉降的效果。本发明施工时可以正常通车，钻孔对路面结构层损伤较小，PVC管替换路堤填土起到了减轻路堤重量的作用，大大减小了路基的工后沉降。本发明施工工序简明、施工方便、经济高效、实施效果好。

1.  一种既有高速公路(铁路)路堤轻质化沉降控制方法，其特征在于：包括以下技术步骤：
(1)确定待替换轻质路堤的高速公路(铁路)路段；
(2)在道路两侧边坡开挖施工平台；边坡开挖为台阶状，每一级台阶的平台的宽度宽于布置施工钻机所需宽度；
(3)在施工区域布置钻孔位置，钻孔按照梅花形或方形布置，布置完成后在路堤边坡上做好标记；
(4)安置钻机进场，采用履带式长螺旋钻机从高速公路(铁路)左、右两侧路堤边坡处钻孔；
(5)在所布置的钻孔位置进行钻孔，钻孔按照0°～45°斜向倾角钻入路堤，一直达到钻孔设计深度；在保证路堤稳定的前提下，应尽可能提高钻孔深度；
(6)钻进的过程中土自动从螺旋形钻杆排出，减少钻进过程对路堤土体的扰动；
(7)钻孔完成后，尽快打入与钻孔深度、直径相匹配的PVC管；
(8)、向PVC管中回填砂，回填砂用塑料编织袋密封并捆绑成串，用一连串砂袋将PVC管填充满后，外露端用PVC管封盖密封；
(9)重复步骤(5)～(8)对下一钻孔进行施工，直到整个施工路段完成钻孔置换；
(10)采用轻质土将被挖成台阶状的边坡恢复成等腰梯形，重新进行护坡，保证路堤边坡稳定。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(7)中，必要时做好PVC管侧壁的润滑工作，确保PVC管能够顺利打入钻孔。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于：(11)根据公路差异沉降的实际情况，每隔一段时间将填充在PVC管内的回填砂取出，根据差异沉降量的大小控制砂袋取出的时间。

一种既有高速公路(铁路)路堤轻质化沉降控制方法
技术领域
本发明属于土木和交通工程技术领域，特别涉及一种既有高速公路(铁路)路堤轻质化沉降控制方法。
背景技术
我国高速公路建设飞速发展，而我国大部分高速公路位于东部沿海地区，而东部沿海地区分布有大量的软土地基，因此高速公路地基沉降问题亟需解决。在软土地区修建高速公路，需要解决路基的不均匀沉降问题，特别在桥头位置尤为重要。我国《公路路基设计规范》(JTG/D30-2004)规定一般路段的工后沉降小于30cm，桥头过渡段的工后沉降小于20cm，桥头段的工后沉降小于10cm。
高速公路对路面平整程度要求很高，建成后要达到“高速、安全、舒适”的服务要求。高速公路路面如果不够平整，就会影响行车舒适程度。同时车辆行驶时的冲击力容易造成恶性循环，道路维护花费甚高，且影响行车安全。软土地区既有高速公路容易在长期变形过程中，差异沉降不断增大，影响高速公路的正常使用。设计方案中，路堤填土密度较大，公路地基长期承受上部荷载容易造成较大的沉降，特别对于结构物、过渡段和一般路段地基处理方法不同，较大的差异沉降会导致路面损坏。
在本发明之前，处理既有软土高速公路沉降的方法是铺设路面材料填补沉降部分，使路面达到平整，但是铺设路面材料存在以下缺点：铺设的材料容重较大，作为永久荷载施加于路堤上，在软土地 基中产生新的附加应力，进一步造成地基沉降，地基沉降后，路面再次产生差异沉降，需要再次摊铺路面材料，从而又产生新的荷载，形成恶性循环，因此，这一方法是治标不治本的方法，并不能根本上解决道路沉降问题，而且需要大量的道路养护费用。
解决既有高速公路沉降的问题的另一种思路是对路堤下方地基进行加固处理。但是，由于桥头等容易产生差异沉降路段的路堤填土高度一般较高，重新加固地基工期长、造价高，影响公路正常通车，不是一种经济、高效的地基处理方法。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种施工快速便捷、施工过程不影响高速公路正常通行、且对路面层没有影响、经济性好的一种既有高速公路(铁路)路堤沉降控制方法。
本发明一种既有高速公路路堤轻质化沉降控制方法，包括以下技术步骤：
(1)确定待替换轻质路堤的路段。
(2)在道路两侧边坡开挖施工平台。边坡开挖为台阶状，平台宽度宽于布置施工钻机所需宽度。
(3)在施工区域布置钻孔位置，钻孔可按照梅花形或方形布置，布置完成后在路堤边坡上做好标记。
(4)安置钻机进场，采用履带式长螺旋钻机从高速公路左、右两侧路堤边坡处钻孔。
(5)在所布置的钻孔位置进行钻孔，钻孔按照一定的斜向倾角 钻入路堤，直达到钻孔设计深度。
(6)钻进的过程中土自动从螺旋形钻杆排出，减少钻进过程对路堤土体的扰动。
(7)钻孔完成后，尽快打入与钻孔深度、直径相匹配的PVC管，必要时做好PVC管侧壁的润滑工作，确保PVC管能够顺利打入钻孔。
(8)向PVC管中回填砂，回填砂用塑料编织袋密封并捆绑成串，用一连串砂袋将PVC管填充满，用一根细绳绑扎在砂袋，细绳另一端伸出PVC管外，PVC管外露端用封盖密封。
(9)重复步骤(5)～(8)到下一钻孔，直到整个施工路段完成钻孔置换。
(10)采用轻质土回填边坡，重新进行护坡，保证路堤边坡稳定。
(11)根据公路差异沉降的实际情况，每隔一段时间将填充在PVC管内的回填砂取出，取出的方法可拉绑扎在砂袋上的细绳，根据差异沉降量的大小控制砂袋取出的时间。
本发明的优点和效果在于：
(1)对于既有高速公路或铁路，本发明在路堤两侧施工，施工过程不需要占用路面区域，能够有效克服道路施工带来的交通阻滞，有效避免对公路通行条件的影响。
(2)PVC管置换路堤过程不需要对路面结构层进行钻孔，避免了施工对路面层的破坏，大大降低了施工成本。
(3)PVC管替换了路堤土的材料，路堤平均容重大大降低，不仅不会产生新的附加应力，还能降低路堤填土对公路地基的附加应 力，能够有效控制软土地基沉降问题，减小的附加应力还能有效避免长期沉降。
(4)根据道路实际差异沉降情况，可以取出PVC管内砂填料，合理控制道路差异沉降。
(5)斜向打入的PVC管能起到类似加筋的作用，能够起到控制差异沉降的作用。
本发明施工方法简明、施工方便、经济效益高、处理效果好。
本发明的有点和效果还将在具体实施方式中进一步描述。
附图说明
图1——本发明轻质路堤替换方法横断面施工示意图。
图2——本发明轻质路堤替换方法纵断面钻孔布置图。
图3——本发明轻质路堤替换方法钻孔布置俯视图。
图4——本发明轻质路堤替换方法横断面示意图。
图中：1为PVC管封盖；2为回填砂；3为路堤填土；4为路面层；5为PVC管；6为回填轻质土；7为公路地基；8为钻孔；9为长螺旋钻杆；10为施工平台；11为履带式长螺旋钻机；12为排出的土体；13为钻孔。
具体实施方式
如图1～图4所示，原高速公路路堤填土在公路软土地基之上，由于路堤填土3和路面层4的自重作用，是公路地基7承受较大附加应力，产生较大的沉降量，若不采取相应的处理措施，公路地基7将产生长期变形，容易造成路面层4破坏，影响高速公路行车的舒 适度和安全性。
为解决高速公路差异沉降问题，必须设法减小道路差异沉降的问题。采用本发明的方法，在可能产生差异沉降的路段，用轻质路堤替换掉较重的路堤填土3，减小附加应力，从而减小沉降，施工方便，不破坏路面层，不影响通车。
本发明一种既有高速公路轻质路堤替换方法，包括以下技术步骤：
1、进行现场调研，选取可能存在差异沉降的路段。作为一种预防措施，对于可能存在沉降的桥头等路段，先布置好PVC管，等后期有沉降了再减轻荷载。根据现场调研分析，确定需要进行轻质路堤替换的路段。
2、在道路两侧边坡开挖施工平台10。按照从上到下的顺序开挖路堤边坡为台阶状，平台宽度需满足施工需要。
3、在施工区域布置钻孔13位置，钻孔可按照梅花形或方形布置，布置完成后在路堤边坡上做好标记。
4、安置钻机进场，采用履带式长螺旋钻机11从高速公路左、右两侧路堤边坡处钻孔，根据钻孔13高度不同，可将履带式长螺旋钻机11驾驶至开挖的施工平台10上进行钻孔。
5、在所布置的钻孔位置进行钻孔，长螺旋钻杆9按照一定的斜向倾角钻入路堤，一直达到钻孔设计深度。在保证路堤填土3稳定的前提下，应尽可能提高钻孔13深度。
6、钻进的过程中土从螺旋形钻杆9自动排出，减少钻进过程对 钻孔外路堤土体的扰动，并及时清除孔口排出的土体12。
7、钻孔完成后，尽快打入与钻孔深度、直径相匹配的PVC管5，必要时做好PVC管5侧壁的润滑工作，确保PVC管5能够顺利打入钻孔。
8、向PVC管5中回填砂2，回填砂2用塑料编织袋密封并捆绑成串，用一连串砂袋将PVC管5填充满后，外露端用PVC管封盖1密封。
9、完成一个钻孔13轻质路堤替换后，调整履带式长螺旋钻机11的位置，按照步骤5～8替换下一个钻孔13，直到整个施工路段完成钻孔13置换。
10、采用轻质土6回填边坡，避免回填土造成附加沉降，并重新进行护坡，保证路堤边坡稳定。
11、根据公路差异沉降的实际情况，每隔一段时间将填充在PVC管5内的回填砂2取出，根据差异沉降量的大小控制砂袋取出的时间。