一种减小路基沉降变形的方法与流程

1.本发明属于道路建设领域，具体的说是一种减小路基沉降变形的方法。


背景技术：

2.路基是轨道或者路面的基础，是经过开挖或填筑而形成的土工构筑物；路基的主要作用是为轨道或者路面铺设及列车或行车运营提供必要条件，并承受轨道及机车车辆或者路面及交通荷载的静荷载和动荷载，同时将荷载向地基深处传递与扩散。
3.近年来我国基础设施不断完善，公路建设也取得了突飞猛进的成效，由于我国幅原辽阔，气候复杂多变，冰冻雨雪等天气常常影响着公路工程的正常使用和行车安全，给公路工程的发展带来了阻碍；特别是水患，每到雨季受到设计和施工等因素的影响，一些公路在汛期发生洪水时常常受到破坏，轻则降低通行能力，重则出现水毁、裂缝、路面结构破坏等现象，造成交通被迫中断，危害路人的行车安全。
4.对于路基水毁现象，主要是由于施工进度的安排有时对路基的处理并不到位，使得路基的填土压实度不足，从而在后续的路面投入使用的过程中由于水分的侵蚀使得路基结构中的泥土粘结程度降低，随着水分侵蚀的越来越严重，最终导致路基结构的底部的支撑力度无法完全对路基结构进行支撑，进而导致路基沉降的现象产生。
5.鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种减小路基沉降变形的方法，解决了上述技术问题。


技术实现要素：

6.为了弥补现有技术的不足，解决路基的填土压实度不足从而在水分的侵蚀下导致出现路基沉降的问题，本发明提出一种减小路基沉降变形的方法。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述一种减小路基沉降变形的方法，包括:
8.路基结构，所述路基结构自下而上分别为夯土层、混凝土层、路面层，所述混凝土层的截面呈拱桥形，所述夯土层位于所述混凝土层下方；
9.石灰袋，所述石灰袋包埋在所述夯土层中，所述石灰袋在所述夯土层均匀分布，所述石灰袋遇水散热膨胀用于提升所述夯土层的支撑强度；
10.支撑装置，所述支撑装置位于所述夯土层与所述混凝土层中，所述支撑装置通过注浆的方式提升夯土层的强度；
11.所述减小路基沉降变形的方法包括以下步骤：
12.s1：进行作业前，首先将要进行测量定线工作，并对工程沿线及借土场进行取样，按jtj05-93标准试验方法进行天然液限、塑性指数、密度、含水量等的试验，用于填方的土样，测量最大干溶性、最佳含水量或毛体积比重和土的加州承载比gbr值，并将测试结果报监理工程师审批；
13.s2：在s1的基础上，对路线用地范围内的树木、杂草、灌木等予以清除，并运至指定
地点；在路线用地范围内的结构物按照要求进行清除；挖方或填方区域内，所有的腐殖土、淤泥、表层植被挖除干净，并按照规定将其弃置在铺设路基的范围用地以外；
14.s3：在s2的基础上，在路线用地范围的两侧挖0.5m的斜沟，并将沟底夯平，在靠近用地范围中线的斜面上铺设土工复合排水网，然后将钢柱均匀的插入铺设土工复合排水网的斜面上，接着想斜沟内注入石化法所制成的橡胶混凝土，此时钢柱的顶端高于路面，钢柱的底部低于斜沟的底部；
15.s4：在s3的基础上，将石灰袋均匀的包埋进斜沟包围的范围用地内，然后利用打夯机与压路机对清理出来的用地进行压实从而形成夯土层，在路面压实后在夯土层的上方铺设一层土工复合排水网，将夯土层上方铺设的土工复合排水网与斜沟上铺设的土工复合排水网用钉枪钉在一起；之后将支撑装置通过土工复合排水网上的网孔插入夯土层中，注浆机通过支撑装置向夯土层中注射浆体；
16.s5：在s4的基础上，在注射进夯土层中的浆体完全凝固后，在夯土层上喷洒由石化法所制成的橡胶混凝土，并与斜沟中注入的橡胶混凝土融合，等待橡胶混凝土干燥后形成混凝土层，在混凝土层的上表面喷洒上一层沥青，等待沥青干燥后，在沥青的上表面喷洒混凝土从而形成路面层，等待路面层固化干燥后便可投入使用。
17.优选的，所述石灰袋的内部包埋有存储袋，所述存储袋的内部固定安装均匀分布的输送管，所述输送管从所述存储袋的内部伸到所述石灰袋的外部，所述存储袋内部填装有石油树脂。
18.优选的，支撑装置包括注射筒，所述注射筒的外壁开设有均匀分布的注射孔，所述注射筒与石灰袋交错分布，所述注射筒的顶部螺纹连接有所述支撑座。
19.优选的，所述支撑座的上表面固定安装有钩刺。
20.优选的，所述夯土层的截面为等腰梯形，所述夯土层的斜边插有钢柱，所述钢柱的外壁上均匀开设有通孔，所述通孔的内部填充有膨胀粉，所述通孔的两端均固定安装有水溶性薄膜。
21.优选的，所述混凝土层开设有均匀分布的凹坑，所述混凝土层的上表面喷涂有沥青，所述路面层在铺设完成后，对路面层进行加热处理。
22.优选的，所述混凝土层与所述路面层之间包埋有均匀分布的橡胶柱。
23.优选的，所述钢柱上的通孔由上至下逐步扩大。
24.优选的，所述膨胀粉装在圆柱形的膨胀袋中。
25.优选的，所述膨胀袋的材质中含有芳纶纤维。
26.本发明的有益效果如下：
27.1.本发明所述一种减小路基沉降变形的方法，在进行路基建设时，首先在用地范围地的两侧挖出斜沟，在斜沟靠近用地范围地中线的斜面上插入钢柱，然后在斜沟内注入由石化法所制成的橡胶混凝土，在夯土层的上方铺设采用石化法制成的橡胶混凝土并与斜沟中注入的橡胶混凝土结合，等待橡胶混凝土干燥后形成混凝土层，混凝土层的截面为拱桥形对夯土层的上方及两侧形成保护，避免夯土层的两侧收到雨水侵蚀后造成的路面塌陷的问题。
28.2.本发明所述一种减小路基沉降变形的方法，当夯土层中遭遇大量水份渗入时，石灰袋从夯土层中吸取一定当量的水份后散热膨胀，从而向四周挤压夯土层避免夯土层在
遭到水份入侵时使内部的泥土变得松软，进而导致路面的塌陷；同时由于石灰袋产生了大量的热从而使石灰袋内部的石油树脂熔化，而且由于石灰袋具有一定的容积，所以石灰袋中的石灰在进行膨胀时会向内部挤压存储袋从而使得存储袋内部的石油树脂顺着输送管流出到夯土层中的泥土缝隙中，从而提高土粒间的粘结力，进而减少由于雨水在夯土层中的渗透导致的路基沉降现象的出现。
附图说明
29.下面结合附图对本发明作进一步说明。
30.图1是本发明的剖视图；
31.图2是本发明支撑装置的结构图。
32.图中：1、路基结构；11、夯土层；12、混凝土层；13、路面层；2、石灰袋；21、存储袋；22、输送管；3、支撑装置；31、注射筒；32、注射孔；33、支撑座；34、钩刺；4、钢柱；41、通孔；42、膨胀袋；5、沥青；51、凹坑；52、橡胶柱。
具体实施方式
33.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
34.如图1至图2所示，本发明所述一种减小路基沉降变形的方法，包括:
35.路基结构1，所述路基结构1自下而上分别为夯土层11、混凝土层12、路面层13，所述混凝土层12的截面呈拱桥形，所述夯土层11位于所述混凝土层12下方；
36.石灰袋2，所述石灰袋2包埋在所述夯土层11中，所述石灰袋2在所述夯土层11均匀分布，所述石灰袋2遇水散热膨胀用于提升所述夯土层11的支撑强度；
37.沥青5，所述混凝土层12的上表面喷涂有沥青5，所述路面层13在铺设完成后，对路面层13进行加热处理；
38.支撑装置3，所述支撑装置3位于所述夯土层11与所述混凝土层12中，所述支撑装置3通过注浆的方式提升夯土层11的强度；
39.所述减小路基沉降变形的方法包括以下步骤：
40.s1：进行作业前，首先将要进行测量定线工作，并对工程沿线及借土场进行取样，按jtj05-93标准试验方法进行天然液限、塑性指数、密度、含水量等的试验，用于填方的土样，测量最大干溶性、最佳含水量或毛体积比重和土的加州承载比gbr值，并将测试结果报监理工程师审批；
41.s2：在s1的基础上，对路线用地范围内的树木、杂草、灌木等予以清除，并运至指定地点；在路线用地范围内的结构物按照要求进行清除；挖方或填方区域内，所有的腐殖土、淤泥、表层植被挖除干净，并按照规定将其弃置在铺设路基的范围用地以外；
42.s3：在s2的基础上，在路线用地范围的两侧挖0.5m的斜沟，并将沟底夯平，在靠近用地范围中线的斜面上铺设土工复合排水网，然后将钢柱4均匀的插入铺设土工复合排水网的斜面上，接着想斜沟内注入石化法所制成的橡胶混凝土，此时钢柱4的顶端高于路面，钢柱4的底部低于斜沟的底部；
43.s4：在s3的基础上，将石灰袋2均匀的包埋进斜沟包围的范围用地内，然后利用打
夯机与压路机对清理出来的用地进行压实从而形成夯土层11，在路面压实后在夯土层11的上方铺设一层土工复合排水网，将夯土层11上方铺设的土工复合排水网与斜沟上铺设的土工复合排水网用钉枪钉在一起；之后将支撑装置3通过土工复合排水网上的网孔插入夯土层11中，注浆机通过支撑装置3向夯土层11中注射浆体；
44.s5：在s4的基础上，在注射进夯土层11中的浆体完全凝固后，在夯土层11上喷洒由石化法所制成的橡胶混凝土，并与斜沟中注入的橡胶混凝土融合，等待橡胶混凝土干燥后形成混凝土层12，在混凝土层12的上表面喷洒上一层沥青5，等待沥青5干燥后，在沥青5的上表面喷洒混凝土从而形成路面层13，等待路面层13固化干燥后便可投入使用；
45.工作时，在进行路基建设时，首先在用地范围地的两侧挖出斜沟，在斜沟靠近用地范围地中线的斜面上插入钢柱4，然后在斜沟内注入由石化法所制成的橡胶混凝土，接着将石灰袋2包埋进斜沟包围的范围用地内，然后进行夯土层11的夯实，当雨水侵蚀到夯土层11中时，石灰袋2受雨水的侵蚀后散热膨胀向四周挤压夯土层11，避免由于雨水的侵蚀导致夯土层11中的泥土过于松软导致支撑强度不足，造成路基沉降现象的出现；将支撑装置3插入夯土层11，注浆机通过支撑装置3向夯土层11内注浆，浆体在夯土层11内的泥土缝隙间蔓延，提高泥土之间的粘结性，从而避免水份在渗入夯土层11后导致土质松软；在对夯土层11注浆完毕且浆体完全凝固后在夯土层11的上方铺设采用石化法制成的橡胶混凝土并与斜沟中注入的橡胶混凝土结合，等待橡胶混凝土干燥后形成混凝土层12，混凝土层12的截面为拱桥形对夯土层11的上方及两侧形成保护，避免夯土层11的两侧收到雨水侵蚀后造成的路面塌陷的问题；此时钢柱4将斜沟内的橡胶混凝土于夯土层11上方的橡胶混凝土连接在一起，避免橡胶混凝土于夯土层11上方的橡胶混凝土之间的粘结强度不足，减小遇到雨水的侵蚀导致路基粘结处出现裂缝使得夯土层11中的水分增多，导致夯土层11的泥土之间的粘结性降低，导致路基沉降现象的出现；在混凝土层12的上表面喷洒上一层沥青5，从而隔绝雨水从路面层13下渗到夯土层11中，等待沥青5干燥后，在沥青5的上表面喷洒混凝土从而形成路面层13，在路面层13铺设完成后，等待路面层13冷却完毕，对路面层13的上表面进行加热使路面层13底部的沥青5融入到路面层13和混凝土层12中形成隔水层，避免在雨天时雨水通过路面层13之间的缝隙渗入，使路基结构1中存储大量的水分从而影响路基结构1之间的强度，造成路基沉降的现象的出现；
46.石化法制成的橡胶混凝土：
47.利用自来水浸泡橡胶颗粒，至颗粒完全下沉，然后将水泥和橡胶颗粒搅拌，之后加水再次搅拌，然后将其摊开晾干后除去多余粉末；再将其放入水中养护3天，需要使用时，取出晾干即可掺入使用。
48.作为本发明一种实施方式，所述石灰袋2的内部包埋有存储袋21，所述存储袋21的内部固定安装均匀分布的输送管22，所述输送管22从所述存储袋21的内部伸到所述石灰袋2的外部，所述存储袋21内部填装有石油树脂；
49.工作时，当夯土层11中遭遇大量水份渗入时，石灰袋2从夯土层11中吸取一定当量的水份后散热膨胀，从而向四周挤压夯土层11避免夯土层11在遭到水份入侵时使内部的泥土变得松软，进而导致路面的塌陷；同时由于石灰袋2产生了大量的热从而使石灰袋2内部的石油树脂熔化，而且由于石灰袋2具有一定的容积，所以石灰袋2中的石灰在进行膨胀时会向内部挤压存储袋21从而使得存储袋21内部的石油树脂顺着输送管22流出到夯土层11
中的泥土缝隙中，从而提高土粒间的粘结力，进而减少由于雨水在夯土层11中的渗透导致的路基沉降现象的出现。
50.作为本发明一种实施方式，支撑装置3包括注射筒31，所述注射筒31的外壁开设有均匀分布的注射孔32，所述注射筒31与石灰袋2交错分布，所述注射筒31的顶部螺纹连接有所述支撑座33；
51.工作时，将注射筒31插入夯土层11中，将支撑座33取下，并将注浆机与注射筒31上与支撑座33的螺纹连接处相连并向注射筒31内部注浆，浆体通过注射筒31上的注射孔32注射进夯土层11中，提高夯土层11中泥土的粘结性，避免由于夯土层11的夯实不稳导致的路基沉降问题的出现，注射完成后将支撑座33重新装回注射筒31上，等待浆体完全凝固后，在夯土层11的上方铺设橡胶混凝土形成混凝土层12，此时支撑座33位于混凝土层12中为路面提供支撑作用。
52.作为本发明一种实施方式，所述支撑座33的上表面固定安装有钩刺34；
53.工作时，支撑座33为车辆行驶在路基上提供支撑，同时支撑座33上的钩刺34将混凝土层12牢牢勾住，避免由于雨水的侵蚀使得混凝土层12与夯土层11产生裂缝，并且随着雨水侵蚀力度的增加最终导致混凝土层12与夯土层11之间产生位移。
54.作为本发明一种实施方式，所述夯土层11的截面为等腰梯形，所述夯土层11的斜边插有钢柱4，所述钢柱4的外壁上均匀开设有通孔41，所述通孔41的内部填充有膨胀粉，所述通孔41的两端均固定安装有水溶性薄膜；
55.工作时，在夯土层11与混凝土层12的结合面出现渗水时，水分将通孔41上的水溶性薄膜溶解使得水分进入通孔41中，使得膨胀粉与水发生膨胀，膨胀粉是一种＂凝胶＂高吸水性树脂sap聚丙烯酸盐钾盐或钠和聚丙烯酰胺共聚体；自然状态下是一种白色粉末状晶体，遇水膨胀几十倍；膨胀粉通过通孔41的两端向夯土层11膨胀使得与混凝土层12斜面相结合的夯土层11的泥土紧实度增加，减小由于夯土层11渗水引起的土质流失，导致混凝土层12失去支撑造成沉降现象的情况。
56.作为本发明一种实施方式，所述混凝土层12开设有均匀分布的凹坑51，所述混凝土层12的上表面喷涂有沥青5，所述路面层13在铺设完成后，对路面层进行加热处理；
57.工作时，沥青5在进行加热处理后部分流入混凝土层12上的凹坑51中使得沥青5与混凝土层的结合强度提高，进一步减小水分从混凝土层12渗入到夯土层11中造成夯土层中11泥土之间的粘结度降低导致路基沉降现象的出现。
58.作为本发明一种实施方式，所述混凝土层12与所述路面层13之间包埋有均匀分布的橡胶柱52；
59.工作时，在路基铺设完成后，车辆在路基上行驶的过程中，橡胶柱52对路面受到的应力进行缓冲，从而避免路基的累计沉降的出现；同时橡胶柱52加强了混凝土层12与路面层13之间的连接强度，减少由于雨水的冲刷导致路面层13与混凝土层12分离的情况的产生。
60.作为本发明一种实施方式，所述钢柱4上的通孔41由上至下逐步扩大；
61.工作时，通孔41中的膨胀粉通过通孔41的两端向夯土层11膨胀使得与混凝土层12斜面相结合的夯土层11的泥土紧实度增加，此时由于通孔41的孔径由上至下逐步扩大，即通孔41内的膨胀粉含量逐步增多，从而在膨胀粉膨胀时，钢柱4底部的膨胀粉的膨胀面积大
于钢柱4顶部的膨胀粉的膨胀面积，钢柱4底部的夯土层11的泥土在雨水的侵蚀下由于膨胀粉的膨胀使得泥土之间的粘结度更加的紧密，避免由于夯土层11渗水引起的土质流失，导致混凝土层12失去支撑造成沉降现象的情况。
62.作为本发明一种实施方式，所述膨胀粉装在圆柱形的膨胀袋42中；
63.工作时，膨胀粉遇水后在膨胀袋42中膨胀，膨胀袋42在膨胀粉的膨胀作用下向通孔41的两端延伸，使得膨胀袋42与钢柱4之间形成类似“树根”的形状，从而使钢柱4与夯土层11的结合更加的牢固，从而避免由于夯土层11渗水引起的土质流失，导致混凝土层12失去支撑造成沉降现象的情况。
64.作为本发明一种实施方式，所述膨胀袋42的材质中含有芳纶纤维；
65.工作时，芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5到6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化；它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期；加入芳纶纤维可使膨胀袋42的强度得以提高，减小膨胀粉将膨胀袋42涨破的可能性。
66.具体工作方式：
67.在进行路基建设时，首先在用地范围地的两侧挖出斜沟，在斜沟靠近用地范围地中线的斜面上插入钢柱4，然后在斜沟内注入由石化法所制成的橡胶混凝土，接着将石灰袋2包埋进斜沟包围的范围用地内，然后进行夯土层11的夯实，当雨水侵蚀到夯土层11中时，石灰袋2受雨水的侵蚀后散热膨胀向四周挤压夯土层11；将支撑装置3插入夯土层11，注浆机通过支撑装置3向夯土层11内注浆，浆体在夯土层11内的泥土缝隙间蔓延，提高泥土之间的粘结性；在对夯土层11注浆完毕且浆体完全凝固后在夯土层11的上方铺设采用石化法制成的橡胶混凝土并与斜沟中注入的橡胶混凝土结合，等待橡胶混凝土干燥后形成混凝土层12，混凝土层12的截面为拱桥形对夯土层11的上方及两侧形成保护；此时钢柱4将斜沟内的橡胶混凝土于夯土层11上方的橡胶混凝土连接在一起；在混凝土层12的上表面喷洒上一层沥青5，从而隔绝雨水从路面层13下渗到夯土层11中，等待沥青5干燥后，在沥青5的上表面喷洒混凝土从而形成路面层13，等待路面层13固化干燥后便可投入使用；
68.当夯土层11中遭遇大量水份渗入时，石灰袋2从夯土层11中吸取一定当量的水份后散热膨胀，从而向四周挤压夯土层11避免夯土层11在遭到水份入侵时使内部的泥土变得松软，进而导致路面的塌陷；同时由于石灰袋2产生了大量的热从而使石灰袋2内部的石油树脂熔化，而且由于石灰袋2具有一定的容积，所以石灰袋2中的石灰在进行膨胀时会向内部挤压存储袋21从而使得存储袋21内部的石油树脂顺着输送管22流出到夯土层11中的泥土缝隙中，从而提高土粒间的粘结力；
69.将注射筒31插入夯土层11中，将支撑座33取下，并将注浆机与注射筒31上与支撑座33的螺纹连接处相连并向注射筒31内部注浆，浆体通过注射筒31上的注射孔32注射进夯土层11中，提高夯土层11中泥土的粘结性，注射完成后将支撑座33重新装回注射筒31上，等待浆体完全凝固后，在夯土层11的上方铺设橡胶混凝土形成混凝土层12，此时支撑座33位于混凝土层12中为路面提供支撑作用；
70.在夯土层11与混凝土层12的结合面出现渗水时，水分将通孔41上的水溶性薄膜溶解使得水分进入通孔41中，使得膨胀粉与水发生膨胀，膨胀粉通过通孔41的两端向夯土层
11膨胀使得与混凝土层12斜面相结合的夯土层11的泥土紧实度增加；
71.在路面层13铺设完成后，等待路面层13冷却完毕，对路面层13的上表面进行加热使路面层13底部的沥青5融入到路面层13和混凝土层12中形成隔水层，在混凝土层12上开设凹坑51使得沥青5与混凝土层12之间的结合强度提高；
72.通孔41中的膨胀粉通过通孔41的两端向夯土层11膨胀使得与混凝土层12斜面相结合的夯土层11的泥土紧实度增加，此时由于通孔41的孔径由上至下逐步扩大，即通孔41内的膨胀粉含量逐步增多，从而在膨胀粉膨胀时，钢柱4底部的膨胀粉的膨胀面积大于钢柱4顶部的膨胀粉的膨胀面积，钢柱4底部的夯土层11的泥土在雨水的侵蚀下由于膨胀粉的膨胀使得泥土之间的粘结度更加的紧密；
73.膨胀粉遇水后在膨胀袋42中膨胀，膨胀袋42在膨胀粉的膨胀作用下向通孔41的两端延伸，使得膨胀袋42与钢柱4之间形成类似“树根”的形状，从而使钢柱4与夯土层11的结合更加的牢固。
74.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
75.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。