一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法

申请号 CN202210573130.9 申请日 2022-05-25 公开(公告)号 CN114892461B 公开(公告)日 2024-05-10
申请人 岳阳路桥集团有限公司; 湘潭大学; 发明人 胡勇; 王观次; 骆瑞琪; 尹鸿达; 郭跃飞; 李检保; 陈勇; 张典国; 彭哲; 陈葵芳; 沈志军; 周衍百; 李磊; 戴献峰; 梁剑鸣; 雷潇; 罗正东;
摘要 本 发明 提供一种自适应 变形 的深厚膨胀土路基结构,通过 活塞 桩中的柔性活动桩来适应路基 基础 中膨胀土的膨胀,进而驱动活塞 密封圈 移动,使密闭腔室的空间大小发生变化,形成抽 水 或排水效果,自适应的调节路基基础中膨胀土的 含水量 ,进而形成膨胀土的变形调节,结构简单,施工方便,可以很好的避免膨胀土反复遇水膨胀失水收缩时会给路基造成的拉、胀裂破坏。本发明还提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的施工方法。
权利要求

1.一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构,其特征在于,包括路基基础活塞桩及铺装层,所述活塞桩布设于所述路基基础内,所述铺装层铺设于所述路基基础上方,所述活塞桩包括中空桩体及抽单元,所述抽水单元设置于所述中空桩体的中空区域内,所述抽水单元包括柔性活动杆、活塞密封圈排水管,所述柔性活动杆沿所述中空桩体的中轴线方向设置,其底端与所述中空桩体的底端固定,顶端与所述铺装层固定,所述活塞密封圈套设于所述柔性活动杆上且外表面抵接所述中空桩体的内壁,所述活塞密封圈的数量设置有多个,多个所述活塞密封圈依次间隔将所述中空桩体的中空区域分隔形成多个密闭腔室,所述中空桩体的侧壁上贯穿设置有多个进水口,所述进水口连通所述密闭腔室和所述中空桩体的外侧空间,相邻的两个所述密闭腔室通过一个所述排水管连通,所述排水管将下方密闭腔室的水逐级的导向上方的密闭腔室内,位于最上方的一根所述排水管将水排向所述路基基础外,所述排水管的底端与位于下方的所述活塞密封圈固定,顶端穿过位于上方的所述活塞密封圈,并高出其上表面40cm;所述排水管的底端临近下方活塞密封圈的侧壁上设置有吸水口,所述铺装层包括路基垫层、水稳层、沥青路面及绿化槽,所述路基垫层、水稳层、沥青路面从下往上依次层叠设置,所述绿化槽设置于所述路基垫层的上方,并位于所述铺装层的中央位置,所述绿化槽的左右两侧均设置有所述水稳层及所述沥青路面,所述柔性活动杆的顶端与所述路基垫层固定,所述路基垫层的上表面布设有多根集水管,所述活塞桩内最上方的一根所述排水管与所述集水管连通,位于同一排的多个所述活塞桩中的排水管汇入同一根所述集水管内,所述集水管的末端汇入所述绿化槽,所述绿化槽包括U形槽体、储水箱及入水管,所述U形槽体围成填埋空间,所述填埋空间内填埋有种植土,所述种植土上种植植被;所述储水箱固定于所述U形槽体的槽内侧壁上,所述入水管的底部与所述集水管连通,顶部穿过所述U形槽体与所述储水箱连通,向所述储水箱内输送水,所述储水箱靠近所述填埋空间的侧壁上贯穿设置有渗水孔,所述绿化槽还包括调节海绵,所述调节海绵与所述储水箱的内侧壁固定并完全覆盖所述渗水孔。
2.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构,其特征在于,所述活塞桩在所述路基基础内呈矩形阵列分布;在路基的延伸方向上,多排所述活塞桩等距间隔排布;
在路基宽度方向的断面上,并排设置有3‑5根所述活塞桩,桩长自路基两侧往路基中央方向不断缩短。
3.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构,其特征在于,所述进水口包括第一水平段、倾斜段及第二水平段,第一水平段靠近所述中空桩体的内侧,所述第二水平段靠近所述中空桩体的外侧,所述倾斜段连接所述第一水平段和所述第二水平段且自所述第一水平段向所述第二水平段方向倾斜向下延伸;所述第一水平段内设置有柔性滤网,柔性滤网覆盖所述第一水平段的整个断面;所述第二水平段内设置有滤塞,所述滤塞覆盖所述第二水平段的整个断面;所述倾斜段内还安装有斜挡板和堵球,所述斜挡板的数量为两个,两个所述斜挡板呈喇叭口设计,且小口一端朝向所述第二水平段一侧,所述堵球设置于所述斜挡板和所述柔性滤网之间。
4.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构,其特征在于,所述自适应变形的深厚膨胀土路基结构还包括排水沟及止水幕墙,所述排水沟设置于所述铺装层的左右两侧,用于收集所述沥青路面上汇入的雨水,然后集中排放处理;所述止水幕墙的底部插入所述路基基础内,顶部抵接所述铺装层的两侧,所述止水幕墙用于阻隔所述铺装层和排水沟。
5.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构,其特征在于,所述路基垫层采用地聚物浆体改良膨胀土的方式制成,其中地聚物浆体由灰、灰、弱激发剂、玻璃纤维及水混合而成,粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水的重量比为:(0.45~0.55):(0.50~0.55):(0.4~0.45):(0.15~0.2),玻璃纤维掺量为路基垫层总质量的1.5%~2%;所述路基垫层中,地聚物浆体的掺入量为所述路基垫层总质量的20%‑25%。
6.根据权利要求1所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构,其特征在于,所述水稳层采用碎石与地聚物浆液拌合而成,碎石的颗粒级配配比为:0mm~4.75mm粒径碎石:5mm~
10mm粒径碎石:10mm~15mm粒径碎石:10mm~25mm粒径碎石=(2.0‑2.4):(0.8‑0.9):(0.8‑
0.9):(1.6‑1.8),所述地聚物浆液由粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水混合而成,重量比为粉煤灰:硅灰:弱碱激发剂:水=(0.5‑0.55):(0.45‑0.5):(0.35‑0.5):(0.1‑0.15),地聚物浆液的掺量为碎石总质量的3.5%‑4.5%。
7.根据权利要求4所述的自适应变形的深厚膨胀土路基结构的施工方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一:使用测量仪器标记好道路两侧边线,清理干净施工范围内的浅层表土,然后标记好每根活塞桩的桩位;
步骤二:采用搅拌桩桩机施工止水幕墙,使用打桩机将活塞桩插入路基基础中,活塞桩安装到位后在桩顶管口涂抹上机油后采用木板封口,使用地聚物浆体与膨胀土混合构成路基垫层,路基垫层施工时铺设集水管,施工完成后在埋设活塞桩的桩位开凿孔体,开凿时,采用阶梯型开凿方式,顶部开凿孔大,靠近桩顶位置的开凿孔小,待活塞桩的顶部外露后,移除活塞桩顶部封口的模板,将排水管与及集水管连通,然后在开凿孔内浇筑地聚物混凝土,使柔性活动杆的顶端与路基垫层固定形成一体;
步骤三:采用吊装设备将预制的绿化槽安装到位,并将集水管与入水管连通;
步骤四:采用摊铺机摊铺水稳层及沥青路面;
步骤五:紧贴路基边缘开挖浇筑排水沟,完成施工。

说明书全文

一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及道路工程技术领域,具体涉及一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法。【背景技术】
[0002] 膨胀土是一种以蒙脱石、伊利石、高岭石等矿物成分为主的粘性土,具有强烈的亲性质,遇水时容易膨胀。当膨胀土反复遇水膨胀失水收缩时会给路基造成严重的拉、胀裂破坏。对于深厚膨胀土路基,膨胀土吸水膨胀失水收缩引起的应变化更为强烈,因此深厚膨胀土路基处治成为道路施工的一大难题。
[0003] 相关技术中,关于膨胀土路基的处治方式主要包括换填法、化学处治(石灰土改良)法、包裹法等,但这些方法仅能处治浅层膨胀土路基或膨胀土填方路基,且处治效果不理想,容易导致不均匀沉降,破坏路基结构,从而缩短路基使用寿命。因此,有必要提供一种新的深厚膨胀土路基结构及其施工方法来解决上述技术问题。【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种可调节路基基础内膨胀土含水量的自适应变形的深厚膨胀土路基结构及其施工方法。
[0005] 为实现上述目的,本发明的技术方案为:
[0006] 一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构,包括路基基础、活塞桩及铺装层,所述活塞桩布设于所述路基基础内,所述铺装层铺设于所述路基基础上方,所述活塞桩包括中空桩体及抽水单元,所述抽水单元设置于所述中空桩体的中空区域内,所述抽水单元包括柔性活动杆、活塞密封圈排水管,所述柔性活动杆沿所述中空桩体的中轴线方向设置,其底端与所述中空桩体的底端固定,顶端与所述铺装层固定,所述活塞密封圈套设于所述柔性活动杆上且外表面抵接所述中空桩体的内壁,所述活塞密封圈的数量设置有多个,多个所述活塞密封圈依次间隔将所述中空桩体的中空区域分隔形成多个密闭腔室,所述中空桩体的侧壁上贯穿设置有多个进水口,所述进水口连通所述密闭腔室和所述中空桩体的外侧空间,相邻的两个所述密闭腔室通过一个所述排水管连通,所述排水管将下方密闭腔室的水逐级的导向上方的密闭腔室内,位于最上方的一根所述排水管将水排向所述路基基础外。
[0007] 优选的,所述排水管的底端与位于下方的所述活塞密封圈固定,顶端穿过位于上方的所述活塞密封圈,并高出其上表面40cm;所述排水管的底端临近下方活塞密封圈的侧壁上设置有吸水口。
[0008] 优选的,所述活塞桩在所述路基基础内呈矩形阵列分布;在路基的延伸方向上,多排所述活塞桩等距间隔排布;在路基宽度方向的断面上,并排设置有3‑5根所述活塞桩,桩长自路基两侧往路基中央方向不断缩短。
[0009] 优选的,所述进水口包括第一水平段、倾斜段及第二水平段,第一水平段靠近所述中空桩体的内侧,所述第二水平段靠近所述中空桩体的外侧,所述倾斜段连接所述第一水平段和所述第二水平段且自所述第一水平段向所述第二水平段方向倾斜向下延伸;所述第一水平段内设置有柔性滤网,柔性滤网覆盖所述第一水平段的整个断面;所述第二水平段内设置有滤塞,所述滤塞覆盖所述第二水平段的整个断面;所述倾斜段内还安装有斜挡板和堵球,所述斜挡板的数量为两个,两个所述斜挡板呈喇叭口设计,且小口一端朝向所述第二水平段一侧,所述堵球设置于所述斜挡板和所述柔性滤网之间。
[0010] 优选的,所述铺装层包括路基垫层、水稳层、沥青路面及绿化槽,所述路基垫层、水稳层、沥青路面从下往上依次层叠设置,所述绿化槽设置于所述路基垫层的上方,并位于所述铺装层的中央位置,所述绿化槽的左右两侧均设置有所述水稳层及所述沥青路面,所述柔性活动杆的顶端与所述路基垫层固定,所述路基垫层的上表面布设有多根集水管,所述活塞桩内最上方的一根所述排水管与所述集水管连通,位于同一排的多个所述活塞桩中的排水管汇入同一根所述集水管内,所述集水管的末端汇入所述绿化槽。
[0011] 优选的,所述绿化槽包括U形槽体、储水箱及入水管,所述U形槽体围成填埋空间,所述填埋空间内填埋有种植土,所述种植土上种植植被;所述储水箱固定于所述U形槽体的槽内侧壁上,所述入水管的底部与所述集水管连通,顶部穿过所述U形槽体与所述储水箱连通,向所述储水箱内输送水,所述储水箱靠近所述填埋空间的侧壁上贯穿设置有渗水孔,所述绿化槽还包括调节海绵,所述调节海绵与所述储水箱的内侧壁固定并完全覆盖所述渗水孔。
[0012] 优选的,所述自适应变形的深厚膨胀土路基结构还包括排水沟及止水幕墙,所述排水沟设置于所述铺装层的左右两侧,用于收集所述沥青路面上汇入的雨水,然后集中排放处理;所述止水幕墙的底部插入所述路基基础内,顶部抵接所述铺装层的两侧,所述止水幕墙用于阻隔所述铺装层和排水沟。
[0013] 优选的,所述路基垫层采用地聚物浆体改良膨胀土的方式制成,其中地聚物浆体由灰、灰、弱激发剂、玻璃纤维及水混合而成,粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水的重量比为:(0.45~0.55):(0.50~0.55):(0.4~0.45):(0.15~0.2),玻璃纤维掺量为路基垫层总质量的1.5%~2%;所述路基垫层中,地聚物浆体的掺入量为所述路基垫层总质量的20%‑25%。
[0014] 优选的,所述水稳层采用碎石与地聚物浆液拌合而成,碎石的颗粒级配配比为:0mm~4.75mm粒径碎石:5mm~10mm粒径碎石:10mm~15mm粒径碎石:10mm~25mm粒径碎石=(2.0‑2.4):(0.8‑0.9):(0.8‑0.9):(1.6‑1.8),所述地聚物浆液由粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水混合而成,重量比为粉煤灰:硅灰:弱碱激发剂:水=(0.5‑0.55):(0.45‑0.5):
(0.35‑0.5):(0.1‑0.15),地聚物浆液的掺量为碎石总质量的3.5%‑4.5%。
[0015] 本发明还提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的施工方法,包括如下步骤:
[0016] 步骤一:使用测量仪器标记好道路两侧边线,清理干净施工范围内的浅层表土,然后标记好每根活塞桩的桩位;
[0017] 步骤二:采用搅拌桩桩机施工止水幕墙,使用打桩机将活塞桩插入路基基础中,活塞桩安装到位后在桩顶管口涂抹上机油后采用木板封口,使用地聚物浆体与膨胀土混合构成路基垫层,路基垫层施工时铺设集水管,施工完成后在埋设活塞桩的桩位开凿孔体,开凿时,采用阶梯型开凿方式,顶部开凿孔大,靠近桩顶位置的开凿孔小,待活塞桩的顶部外露后,移除活塞桩顶部封口的模板,将排水管与及集水管连通,然后在开凿孔内浇筑地聚物混凝土,使柔性活动杆的顶端与路基垫层固定形成一体;
[0018] 步骤三:采用吊装设备将预制的绿化槽安装到位,并将集水管与入水管连通;
[0019] 步骤四:采用摊铺机摊铺水稳层及沥青路面;
[0020] 步骤五:紧贴路基边缘开挖浇筑排水沟,完成施工。
[0021] 与相关技术相比,本发明提供的一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构通过活塞桩与路基垫层的配合,实现了路基基础内膨胀土的自适应变形调节;以地聚物代替水泥制成地聚物混凝土、地聚物浆液以及地聚物水稳层等属于绿色环保材料,摆脱了膨胀土路基处治以及水稳层施工对水泥等传统胶凝材料的依赖,有利于生态环境的保护;另一方面,地聚物混凝土活塞桩从膨胀土层中抽出来的水分可储存在绿化槽的储水箱中,从而实现水分的高效利用;施工难度小,成本低,工期短:地聚物混凝土活塞桩可参照预制管桩施工进行,相关构件可在工厂批量化生产,质量易控制,施工难度小,便于推广,并且由于采用地聚物材料改良膨胀土以及配制水稳层,而地聚物不仅价格低廉,凝结硬化速度相较于水泥更快,能有效降低工程造价,加快施工速度。【附图说明】
[0022] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
[0023] 图1为本发明提供的一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的结构示意图;
[0024] 图2图1所示一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的半剖结构示意图;
[0025] 如3为活塞桩的半剖结构示意图;
[0026] 图4为进水口的结构示意图;
[0027] 图5为绿化槽的结构示意图。【具体实施方式】
[0028] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案,并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合本申请的附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
[0029] 请结合参阅图1‑5,本发明提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构100,包括路基基础10、活塞桩20、铺装层30、排水沟40及止水幕墙50。
[0030] 所述路基基础10为膨胀土路基础,所述活塞桩20布设于所述路基基础10内,用于将路面向下施加的载荷传递到深处载力较强的土(岩)层上,同时还可以将膨胀土路基基础挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。
[0031] 所述活塞桩20在所述路基基础10内呈矩形阵列分布;在路基的延伸方向上,多排所述活塞桩20等距间隔排布;在路基宽度方向的断面上,并排设置有3‑5根所述活塞桩20,桩长自路基两侧往路基中央方向不断缩短。在本实施方式中,每一排设置有5根所述活塞桩20,桩长分别为12m、8m、4m、8m、12m。
[0032] 所述活塞桩20包括中空桩体21及抽水单元22,所述抽水单元22设置于所述中空桩体21的中空区域内。
[0033] 所述中空桩体21采用地聚物混凝土制成,外径为40cm,壁厚为5cm。
[0034] 所述抽水单元22包括柔性活动杆221、活塞密封圈222及排水管223。所述柔性活动杆221沿所述中空桩体21的中轴线设置,其底端与所述中空桩体21固定,顶端与所述铺装层30固定;所述活塞密封圈222套设于所述柔性活动杆221上且外表面抵接所述中空桩体21的内壁,形成密封效果。所述活塞密封圈222的数量设置有多个,多个所述活塞密封圈222依次间隔将所述中空桩体21的中空区域分隔形成多个密闭腔室224;相邻的两个所述密闭腔室
224通过一个所述排水管223连通,所述排水管223将下方密闭腔室224的水逐级的导向上方的密闭腔室224内,位于最上方的所述排水管223将水排向所述路基基础10外。
[0035] 具体的,所述排水管223的底端与位于下方的所述活塞密封圈222固定,顶端穿过位于上方的所述活塞密封圈222,并高出该活塞密封圈222的上表面40cm。所述排水管223的底端临近下方活塞密封圈的侧壁上设置有吸水口,由于所述排水管223的底端与下方的所述活塞密封圈222固定,会造成所述排水管223底部开口的封堵,因此需要在侧壁上额外开设一个吸水口。
[0036] 所述柔性活动杆221采用具有高耐候性的工程塑料制成,其直径为10cm;相邻两个所述活塞密封圈222的间距为4‑5m,所述活塞密封圈222为圆柱状的橡胶体。
[0037] 所述中空桩体21的侧壁上贯穿设置有多个进水口210,所述进水口210连通所述密闭腔室224和所述中空桩体21的外侧空间。
[0038] 本发明提供的一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构100的自适应原理为:当所述路基基础10内的膨胀土吸水膨胀时,会挤压所述铺装层30上移动,带动所述柔性活动杆221的顶部向上拉伸,使得所述柔性活动杆221整体被拉伸,长度增加,相邻两个所述活塞密封圈222的间隔增加,密闭腔室224的空间增加,内部压力减小,中空桩体20外侧的压力大于内侧的压力,路基基础10内的积水在压差作用下,通过所述进水口210进入所述密闭腔室
224内,并通过所述排水管逐级向上输送,并最终排放于所述路基基础10外。所述排水管223与位于上方的一个活塞密封圈222活动连接,用于满足活塞密封圈222的位置变化需求。当所述路基基础10内的膨胀土失水膨胀消失时,所述路基垫层31在上部载荷的作用下缓慢下降,使柔性活动杆221回缩。
[0039] 所述排水管223的两端均与活塞密封圈固定,固定的位置还需要做密封处理,避免影响所述密闭腔室224的封闭性。同时,所述排水管223选择为波纹管,当上下两个活塞密封圈的位置发生变化时,所述排水管223伸缩适应间隔的变化。
[0040] 进一步的,所述进水口210包括第一水平段211、倾斜段212及第二水平段213,第一水平段211位于所述中空桩体21的内侧,所述第二水平段213位于所述中空桩体21的外侧,所述倾斜段212连接所述第一水平段211和所述第二水平段213,且自所述第一水平段211向所述第二水平段213方向倾斜向下延伸。
[0041] 所述第一水平段211内设置有柔性滤网23,柔性滤网23覆盖所述第一水平段211的整个断面;所述第二水平段213内设置有滤塞24,所述滤塞24覆盖所述第二水平段213的整个断面。所述滤塞24起到粗过滤作用,所述柔性滤网23起到精过滤作用,两层过滤,可以避免路基内的杂物进入所述中空桩体21的中空区域内。
[0042] 所述倾斜段212设置为倾斜的方式,所述倾斜段212内安装有斜挡板25和堵球26,所述斜挡板25的数量为两个,两个所述斜挡板25呈喇叭口设计,且小口一端朝向所述第二水平段213一侧,所述堵球26设置于所述斜挡板25和所述柔性滤网23之间,当水回流时,会冲击所述堵球26,使所述堵球26封堵喇叭口的小口一端,限制水的回流,使水的流动方向为:从所述中空桩体21的外侧经所述水口210进入所述中空桩体21的中空区域内,水流动的动力为所述路基基础10内高位水的重力。
[0043] 所述铺装层30铺设于所述路基基础10的上方,所述铺装层30包括路基垫层31、水稳层32、沥青路面33及绿化槽34,所述路基垫层31、水稳层32、沥青路面33从下往上依次层叠设置,所述绿化槽34设置于所述路基垫层31的上方,并位于所述铺装层30的中央位置,所述绿化槽34的左右两侧均设置有所述水稳层32及所述沥青路面33。所述绿化槽主要起到分隔路面的作用,在所述绿化槽34两侧的路面上分别设置车流方向相反的车道。
[0044] 所述路基垫层31采用地聚物浆体改良膨胀土的方式制成,其中地聚物浆体由粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂、玻璃纤维及水混合而成,粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水的重量比为:(0.45~0.55):(0.50~0.55):(0.4~0.45):(0.15~0.2),玻璃纤维掺量为路基垫层总质量的1.5%~2%。所述路基垫层中,地聚物浆体的掺入量为所述路基垫层31总质量的20%‑
25%。
[0045] 所述柔性活动杆221的顶端与所述路基垫层31固定。
[0046] 所述水稳层32采用碎石与地聚物浆液拌合而成,碎石的颗粒级配配比为:0mm~4.75mm粒径碎石:5mm~10mm粒径碎石:10mm~15mm粒径碎石:10mm~25mm粒径碎石=(2.0‑
2.4):(0.8‑0.9):(0.8‑0.9):(1.6‑1.8)。地聚物浆液由粉煤灰、硅灰、弱碱激发剂及水混合而成,重量比为粉煤灰:硅灰:弱碱激发剂:水=(0.5‑0.55):(0.45‑0.5):(0.35‑0.5):
(0.1‑0.15),地聚物浆液的掺量为碎石总质量的3.5%‑4.5%。
[0047] 通过在所述水稳层32底部设置一层采用地聚物改性的膨胀土垫层,并使其与活塞桩20相结合构成类似于柱板的筏板结构,能有效避免因膨胀土含水分布不均导致膨胀分布不均匀情况的发生,可以很好的避免路面发生破坏。
[0048] 所述排水沟40设置于所述铺装层30的左右两侧,用于收集所述沥青路面33上汇入的雨水,然后集中排放处理;所述止水幕墙50的底部插入所述路基基础10内,顶部抵接所述铺装层30的两侧,所述止水幕墙40用于阻隔所述铺装层30和排水沟30,避免排水沟30内的雨水重新渗透至所述铺装层30,影响所述铺装层30的稳定性
[0049] 所述止水幕墙50采用采用搅拌桩法施工,止水幕墙50墙厚30‑50cm,止水幕墙50深度低于最外侧活塞桩20桩底0‑50cm。
[0050] 采用两侧设置止水幕墙50、上侧设置地聚物改性路基垫层31及地聚物水稳层32隔水以及地聚物混凝土活塞桩排水相结合的防排截阻水体系,有效减少了水分渗入路基范围内的膨胀土,进一步提升了路基稳定性。
[0051] 进一步的,所述路基垫层31的上表面布设有多根集水管310,所述集水管310沿路面的宽度方向横向设置,多根所述集水管310沿路面的延伸方向等距间隔排布。位于最上方的所述排水管223与所述集水管310连通,所述集水管310汇入所述绿化槽34内。用于将所述密闭腔室224内的水输送至所述绿化槽34内,形成浇灌,实现了水资源的再利用。位于同一排的多个所述活塞桩20中的排水管223汇入同一根所述集水管310内。所述排水管223及所述集水管310的管径相同,均为3‑4cm。
[0052] 更进一步的,所述绿化槽34包括U形槽体341、储水箱342及入水管343,所述U形槽体341围成填埋空间,所述填埋空间内填埋有种植土,所述种植土上种植植被;所述储水箱342固定于所述U形槽体341的槽内侧壁上,所述入水管343的底部与所述集水管310连通,顶部穿过所述U形槽体341与所述储水箱342连通,向所述储水箱342内输送水。所述入水管343位于所述储水箱342的顶端,可以限制所述入水管343内的水回流,同时为了进一步增加限制回流的效果,所述入水管343内同样可以设置堵球与斜挡板的配合结构,基于前文中的相同原理,使得入水管343的水流只能流向储水箱342内,不能从储水箱342内流出。
[0053] 所述储水箱342靠近所述填埋空间的侧壁上贯穿设置有渗水孔345,所述绿化槽34还包括调节海绵346,所述调节海绵346与所述储水箱342的内侧壁固定并完全覆盖所述渗水孔345,所述调节海绵346用于将所述储水箱342内的水均匀的渗出至种植土中,并且还可以起到阻挡作用,限制水的回流。
[0054] 所述活塞桩20中抽水组件22抽取的水可以直接输送至所述储水箱342中存储使用,实现了水资源的再利用。
[0055] 本发明还提供一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构的施工方法,包括如下步骤:
[0056] 步骤一:使用测量仪器标记好道路两侧边线,清理干净施工范围内的浅层表土,然后标记好每根活塞桩的桩位;
[0057] 步骤二:采用搅拌桩桩机施工止水幕墙,使用打桩机将活塞桩插入路基基础中,活塞桩安装到位后在桩顶管口涂抹上机油后采用木板封口,使用地聚物浆体与膨胀土混合构成路基垫层,路基垫层施工时铺设集水管,施工完成后在埋设活塞桩的桩位开凿孔体,开凿时,采用阶梯型开凿方式,顶部开凿孔大,靠近桩顶位置的开凿孔小,待活塞桩的顶部外露后,移除顶部封口的模板,将排水管与及集水管连通,然后在开凿孔内浇筑地聚物混凝土,使柔性活动杆的顶端固定;
[0058] 步骤三:采用吊装设备将预制的绿化槽安装到位,并将集水管与入水管连通;
[0059] 步骤四:配置地聚物浆体及地聚物浆液,运送至施工现场,采用摊铺机摊铺路基垫层及水稳层,摊铺完成后采用压路机压实
[0060] 步骤五:使用摊铺机施工沥青路面;
[0061] 步骤六:紧贴路基边缘开挖排水沟沟体,同时配制地聚物混凝土,待排水沟沟体支模后浇筑施工。
[0062] 与相关技术相比,本发明提供的一种自适应变形的深厚膨胀土路基结构通过活塞桩与路基垫层的配合,实现了路基基础内膨胀土的自适应变形调节;以地聚物代替水泥制成地聚物混凝土、地聚物浆液以及地聚物水稳层等属于绿色环保材料,摆脱了膨胀土路基处治以及水稳层施工对水泥等传统胶凝材料的依赖,有利于生态环境的保护;另一方面,地聚物混凝土活塞桩从膨胀土层中抽出来的水分可储存在绿化槽的储水箱中,从而实现水分的高效利用;施工难度小,成本低,工期短:地聚物混凝土活塞桩可参照预制管桩施工进行,相关构件可在工厂批量化生产,质量易控制,施工难度小,便于推广,并且由于采用地聚物材料改良膨胀土以及配制水稳层,而地聚物不仅价格低廉,凝结硬化速度相较于水泥更快,能有效降低工程造价,加快施工速度。
[0063] 以上对本发明的实施方式作出详细说明,但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言,在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。
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