一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法
2023-04-24 22:47:56
專利名稱：一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法
技術領域：
本發明屬於土木工程技術領域，特別涉及一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法。
背景技術：
我國高速公路建設飛速發展，而我國大部分高速公路位於東部沿海地區，在沿海地區修建高速公路，存在大量軟土地基處理的問題。在軟土地區修建高速公路，需要解決路基的不均勻沉降問題，這在橋頭位置尤為重要。我國《公路路基設計規範》(JTG D30-2004) 規定一般路段的工後沉降小於30cm，橋頭過渡段的工後沉降小於20cm，橋頭段的工後沉降小於IOcm0我國目前修建的高速公路，很多橋頭路段由於地基處理強度不夠，致使橋頭軟基路段和橋臺之間產生較大的差異沉降，在車輛經過橋頭時會產生跳躍，俗稱「橋頭跳車」，當差異沉降過大時甚至影響高速公路的正常使用。本發明之前，處理高速公路橋頭跳車常用的方法是在橋頭產生沉降的路段攤鋪一層路面材料，使路面與橋臺的標高一致。但該方法的缺點為攤鋪的材料容重較大，作為荷載施加在路提上，在軟土地基中產生附加應力，引起地基的壓縮變形，從而產生新的固結沉降，在使用一段時間後橋頭段與橋臺之間又有差異沉降。倘若繼續採用攤鋪材料的方法解決該差異沉降，新攤鋪的材料又作為荷載產生附加應力，引起進一步的沉降，形成一個惡性循環，無法終止。攤鋪材料還有一個缺點，就是在施工時必須封閉施工的路面，影響高速公路的正常通行。
發明內容
本發明的目的就在於克服上述缺陷，提供一種一次性解決既有高速公路橋頭跳車問題、且施工時不影響高速公路正常使用的橋頭跳車的處理方法。本發明一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法，包括以下技術步驟 (1)採用拌和機在現場拌和輕質材料，輕質材料應有一定的流動性。(2)拌和機在底部開孔通過軟管與增壓泵相連，再通過軟管連接到鑽杆上端部，形成輕質材料的輸送通道。(3)採用螺栓鑽杆分別在高速公路橋頭路段左、右兩側路提邊坡處傾斜鑽孔，鑽杆旋轉鑽進並通過螺紋口向外自動排土，鑽孔深度接近路提填土中心。(4)邊旋轉邊緩慢外拔長螺旋鑽機的鑽杆，同時開啟增壓泵，通過鑽杆中心管將輕質材料泵送到鑽孔。(5)輕質材料通過鑽杆中心的孔洞噴出，從下而上逐漸填滿孔洞，置換掉了原來的路提填土。
(6) —孔注滿輕質材料後，鑽杆完全拔出，移機至下一鑽孔，直到整個坡面完成鑽孔置換。(7)輕質材料凝固後，按設計要求進行邊坡防護，完成施工。所述鑽孔孔口位於路提邊坡表面，孔底位於路提邊坡內部或地基土體中。所述的鑽孔在路提邊坡面呈方形或梅花形排列，鑽孔與水平面呈一定夾角。所述鑽孔的孔口標高位於路面結構層以下和路提填土底面以上。所述的輕質材料密度較小而強度較高，可採用EPS顆粒輕質混合土或氣泡輕質混
口丄寸ο所述路提採用輕質材料置換原有路提材料，置換率達到50%以上。所述鑽杆為中空型，可通過鑽杆內部孔洞輸送輕質填料。本發明的優點和效果在於
(1)原有橋頭段路提填料密度較大，因此地基產生的變形大，採用輕質材料置換之後， 路提重量大大減輕，從而減小了路提荷載作用產生的附加應力，減小了橋頭段地基工後沉降，有效解決了橋頭跳車問題。(2)本發明採用的施工方法從路提側面鑽孔施工，施工期間不需要封閉高速公路， 不影響高速公路正常通行。(3)鑽杆為中空，可直接輸送輕質材料到孔內，置換掉原來密度較大的填土，施工速度快。邊拔管邊輸送輕質材料，避免了打孔後孔壁塌孔的問題。(4)成孔直徑大，置換率高，同樣的處理面積所需鑽孔數量少，因此施工工程量少， 施工速度快，效率高。(5)不僅可以在卵石路提施工，也可在軟土地基中施工完成置換，在路提鑽孔，孔深可達地基軟土層，應用範圍廣。本發明施工工序簡明，只需鑽孔和灌漿，操作方便、設備簡單、經濟高效。
本發明的優點和效果還將在具體實施方式
中進一步描述。
圖1——本發明橋頭段和橋梁段縱斷面示意圖。圖2——本發明橋頭段和橋梁段平面俯視圖。圖3——本發明橋頭段橫斷面示意圖。圖4——本發明施工方法示意圖。圖中1為輕質材料；2為路面；3為橋頭段路提；4為鑽杆；5為拌和機；6為增壓泵；7為鑽孔；8為鑽機；9為軟管；10為排出的土體；11為橋梁段；12為地基土體；13為持力層。
具體實施例方式如圖廣圖4所示，橋梁段(11)的樁基礎打入持力層(13)，持力層(13) —般為基巖，因此橋梁段(11)幾乎沒有沉降，而橋頭段路提(3)下部為地基土體(12)，一般都會在附加應力作用下產生一定的沉降量。因此，在橋梁段(11)和橋頭段路提(3)之間會有差異沉降的產生，使得車輛經過時要產生跳躍，即橋頭跳車。為解決橋頭跳車問題，必須設法減小橋頭段路提(3)的沉降。採用本發明的方法， 在路提邊坡施工，用輕質材料(1)置換掉較重的路提填土，減少荷載，從而減小沉降，施工方便，不破壞路面(2)，不影響通車。本發明採用履帶式長螺旋鑽機(8)形成鑽孔(7)，可實現在坡面上的傾斜鑽孔 (7)。鑽孔(7)與水平面的夾角在10° 30 °之間，鑽孔(7)與水平面呈一定夾角，可使灌入的輕質材料(1)向鑽孔(7)底部流動而不至於漏出。鑽孔(7)在路提平面內排列成方形或梅花形(本實施例為梅花形)，輕質材料(1)置換率在50%以上，以大大減輕橋頭段路提(3) 自重。輕質材料(1)為EPS顆粒輕質混合土或氣泡輕質混合土，前者將EPS顆粒與土體充分拌和，並加入一定量的固化材料形成；後者通過氣泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，並將泡沫與固化材料均勻混合，然後經過發泡機的泵送系統進行現澆施工。採用輕質材料(1)不僅質量輕，而且強度高，替代原有填土後，不僅減輕了重
量，同時提高了橋頭段路提(3)強度，使橋頭段路提(3)在荷載作用下的變形可忽略不計。本發明採用輕質材料(1)置換原有橋頭段路提(3)部分填料，其實施的具體技術步驟包括
步驟1，在現場拌和機(5)內拌和輕質材料(1)，輕質材料(1)應有一定的流動性，以方便其通過軟管(9)和增壓泵(6)及鑽杆(4)中的孔洞，將其注入鑽孔(J)。步驟2，拌和機(5 )在底部開孔通過軟管(9 )與增壓泵(6 )相連，再通過軟管(9 )連接到鑽杆(4)上端部，形成輕質材料(1)的輸送通道。步驟3，採用履帶式長螺旋鑽機(8)從高速公路左、右兩側路提邊坡處鑽孔，鑽孔 (7)深度接近路提(3)中心，可達地基土體(12)內部，鑽孔(7)孔口標高在路面(2)以下，使鑽孔時不破壞路面(2)的結構層。鑽孔時，橋頭段路提(3)的土體被螺旋形鑽杆(4)自動排出，及時清除孔口排出的土體(10)。步驟4，邊旋轉邊緩慢外拔長螺旋鑽機(8)的鑽杆(4)，同時開啟增壓泵(6)，輕質材料(1)在增壓泵(6)的壓力作用下，從拌和機(5)經軟管(9)，再通過鑽杆(4)中心管被泵送到鑽孔(7)。步驟5，輕質材料(1)通過鑽杆(4)中心的孔洞噴出，從下而上逐漸填滿孔洞，置換掉了原來的橋頭段路提填土( 3 )。步驟6，一孔注滿輕質材料(1)後，關閉增壓泵(6)，並將鑽杆(4)完全拔出，移機至下一鑽孔，直到整個坡面完成鑽孔置換
步驟7，輕質材料(1)凝固後，按設計要求進行邊坡防護，完成施工。本發明的保護範圍並不以具體實施方式
為限，而是由權利要求加以限定。
權利要求
1.一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法，包括以下技術步驟(1)採用拌和機在現場拌和具有一定流動性的輕質材料；(2)拌和機在底部開孔通過軟管與增壓泵相連，再通過軟管連接到鑽杆上端部，形成輕質材料的輸送通道；(3)採用螺栓鑽杆分別在高速公路左、右兩側路提邊坡處傾斜鑽孔，鑽杆旋轉鑽進並通過螺紋口向外自動排土，鑽孔深度接近路提填土中心；(4)邊旋轉邊緩慢外拔鑽杆，同時開啟增壓泵，通過鑽杆中心管將輕質材料泵送到鑽孔；(5)輕質材料通過鑽杆中心的孔洞噴出，從下而上逐漸填滿孔洞，置換掉了原來的路提填土；(6)—孔注滿輕質材料後，鑽杆完全拔出，移機至下一鑽孔，直到整個坡面完成鑽孔置換；(7)輕質材料凝固後，按設計要求進行邊坡防護，完成施工。
2.根據權利要求1所述的一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法，其技術特徵在於鑽孔的孔口標高位於路面結構層以下和路提填土底面以上。
3.根據權利要求1所述的一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法，其技術特徵在於輕質材料密度較小而強度較高，優選EPS顆粒輕質混合土或氣泡輕質混合土。
4.根據權利要求1所述的一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法，其技術特徵在於路提採用輕質材料置換原有路提材料，置換率達到50%以上。
5.根據權利要求1所述的鑽杆，其技術特徵在於為中空型，可通過鑽杆內部孔洞輸送輕質填料。
全文摘要
本發明公開了一種既有高速公路橋頭跳車的處理方法，包括以下步驟在現場拌和輕質材料；從高速公路兩側路堤邊坡處鑽孔，一邊旋轉鑽進一邊通過螺紋口向外自動排土；待達到設計深度後，旋轉緩慢外拔鑽杆，同時開啟增壓泵，通過鑽杆中心管將輕質材料泵送到鑽孔；輕質材料通過鑽杆中心的孔洞噴出，從下而上逐漸填滿孔洞，置換了路堤填土。鑽孔在路堤邊坡面排列成方形或梅花形，鑽孔與水平面呈一定夾角，孔口標高位於路面結構層以下和路堤填土底面以上。本發明路堤重量大大減輕，從而減小了路堤荷載引起的工後沉降，有效解決了橋頭跳車問題。施工期不需封閉公路，不影響正常通行。本發明施工工序簡明，操作方便、設備簡單、經濟高效。
文檔編號E01C21/00GK102409598SQ20111030249
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者丁選明, 劉漢龍, 吳躍東, 陳永輝, 陳育民 申請人:河海大學