一种含大面积泡沫土层的赛道路基结构的制作方法

1.本实用新型属于建筑施工技术领域，特别涉及一种含大面积泡沫土层的赛道路基结构。


背景技术：

2.由于赛道应用的特殊性，其比一般道路的设计标准更加严格，赛道地基沉降为工后5cm，远小于一般道路要求，因此，除了对地基进行相应的加固处理之外，还需要尽可能减轻基础的上部荷载，以达到控制赛道地基工后沉降量的目的。而轻质泡沫土的应用则可大幅度承载的基础上，减少地面沉降。一般泡沫轻质土用于铁路或或者桥梁施工中少量应用，采取常规施工办法，一次浇筑成型，首先质量难以得到保证，其次，每一层的浇筑后养护时间太久，不利于工期要求。而且，对于赛道尤其极限赛道鲜有应用，且在因为赛道功能的多样性和大幅度，由此对于大面积泡沫土及其与其他土层的联合施工缺少相应的实用结构设计和施工方法。


技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种含大面积泡沫土层的赛道路基结构，用以解决极限赛道下大面积泡沫轻质土的分区划层、与其他土层的连接设计以及泡沫轻质土模板养护浇筑施工等技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种含大面积泡沫土层的赛道路基结构，包含连接于下部土体内的处理桩帽、连接于处理桩帽上部的碎石垫层，连接于碎石垫层上部的泡沫轻质土层、连接于泡沫轻质土上方的顶水泥土层、连接于定水泥土层顶部的路面层以及连接于泡沫轻质土层两层的水泥回填层；
6.所述泡沫轻质土层与两侧的水泥回填层之间设置有台阶，所述台阶自上而下呈八字形设置；所述泡沫轻质土顶部在横断面方向上呈阶梯状水平分布；
7.泡沫轻质土层分为泡沫基础层和泡沫削坡层，所述泡沫基础层分层设置且对应浇筑范围进行分区，泡沫基础层竖剖面和横剖面均为方形或长方形，所述泡沫削坡层设置于设置台阶处且连接于泡沫基础层水平向两侧，泡沫削坡层外端对应台阶削坡设置并且呈梯形断面。
8.进一步的，所述处理桩帽为cfg桩桩帽、灌注桩桩帽或管桩桩帽，所述处理桩帽间隔设置且伸入碎石垫层，所述碎石垫层与泡沫轻质土层之间还连接有底水泥层，底水泥层厚度和强度适应承接上部泡沫轻质土层；所述碎石垫层两端下方还设置有碎石盲沟。
9.进一步的，所述水泥回填层从底至高设置于泡沫轻质土层、顶水泥土层和路面层一侧，且水泥回填层分别与底水泥层和顶水泥层整体性连接；所述底水泥层和顶水泥层分别与泡沫轻质土层之间还设置有人工格栅。
10.进一步的，所述底水泥层上还临时设置有模板，模板对应泡沫轻质土层，所述模板
外侧设置有背楞、背楞外侧设置有挡件，所述挡件与背楞之间通过底撑件和斜撑件固定连接。
11.进一步的，所述模板高度对应泡沫基础层高度逐层设置，或模板内侧对应泡沫轻质土层外端设置为台阶状一体性设置。
12.进一步的，泡沫轻质土层单块浇注区面积不超过400m
²
分区，优选200m
²
～300m
²
分区；施工平面单个浇注区长轴方向长度不少于20m为一个浇注分区。
13.进一步的，泡沫轻质土层单层层高为0.3m～1.0m ，顶层分为每层0.25cm和0.5cm两部分并对应台阶削坡的厚度。
14.进一步的，还在泡沫轻质土层中设置有沉降变形缝，泡沫轻质土变形缝沿浇筑区边界设置，相邻浇筑区和上下浇筑区变形缝错缝设置，变形缝缝宽为不少于2cm，缝内用厚的聚苯乙烯板填充，相邻变形缝不超过20m,变形缝垂直设置。
15.进一步的，在泡沫轻质土层的顶部、底部50cm处各设置一层镀锌钢丝网；试验段高度1m，在距底部50cm处设一层钢丝网，镀锌钢丝网采用φ1.5mm@2.5cm
×
2.5cm规格镀锌铁丝网，纵向、横向搭接均为10cm，采用u形钉固定。
16.本实用新型的有益效果体现在：
17.1）本实用新型通过对大面积泡沫轻质土层进行分区分层的设置，利于进行有序和便捷施工，且有利于细化施工保证施工治理；
18.2）本实用新型通过台阶削坡和台阶的设置，利于针对极速赛道进行针对性范围设计，在保证上部承力的基础上减少填料的用量；且台阶式设置，利于后续回填土形成对应坡形；
19.3）本实用新型通过对泡沫轻质土浇筑和养护等过程控制，一方面利于其区域性施工，另一方面可加强其整体性和提高施工质量。
20.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解；本实用新型的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。
附图说明
21.图1是大面泡沫土层的赛道路基结构竖向剖面示意图；
22.图2是台阶削坡及其连接示意图；
23.图3是大面泡沫土层的赛道路基结构竖向剖面局部示意图；
24.图4是模板连接示意图；
25.图5是泡沫轻质土层分区示意图；
26.图6是泡沫轻质土层分层示意图。
27.附图标记：1-处理桩帽、2-碎石垫层、3-泡沫轻质土层、31-泡沫基础层、32-泡沫削坡层、4-顶水泥土层、5-路面层、6-水泥回填层、7-台阶削坡、8-台阶、9-碎石盲沟、10-底水泥层、11-模板、12-背楞、13-挡件、14-底撑件、15-斜撑件。
具体实施方式
28.以某汽车测试场项目为例，主要建设内容包含高速及极限性能测试区、极端环境
测试区、城市交通场景测试区、山路模拟测试区、多功能测试区（虚拟测试广场）、高速匝道场景测试区和极限竞速区等。
29.其中，极限赛道中需要对道路路基进行更为严格的设计，且本项目位于软土地基上，在处理完地基基础成后对路基进行应用设计施工。
30.如图1至图6所示，大面泡沫土层的赛道路基结构，包含连接于下部土体内的处理桩帽1、连接于处理桩帽1上部的碎石垫层2，连接于碎石垫层2上部的泡沫轻质土层3、连接于泡沫轻质土上方的顶水泥土层4、连接于定水泥土层顶部的路面层5以及连接于泡沫轻质土层3两层的水泥回填层6。
31.对于地基基础的处理通过cfg桩、phc桩结合双向搅拌桩进行联合处置，其中，cfg桩桩、灌注桩或管桩顶部设置有处理桩帽1，处理桩帽1间隔设置且伸入碎石垫层2，以加深路基连接的整体性。碎石垫层2与泡沫轻质土层3之间还连接有底水泥层10，底水泥层10厚度和强度适应承接上部泡沫轻质土层3；所述碎石垫层2两端下方还设置有碎石盲沟9。
32.其中，泡沫轻质土层3由轻质泡沫混凝土浇筑而成，泡沫轻质土层3与两侧的水泥回填层6之间设置有台阶8，所述台阶8自上而下呈八字形设置；所述泡沫轻质土顶部在横断面方向上呈阶梯状水平分布。
33.本实施例中，泡沫轻质土层3分为泡沫基础层31和泡沫削坡层32，泡沫削坡层32位于泡沫基础层31顶部；泡沫基础层31分层设置且对应浇筑范围进行分区，如图5所示将分区通过“1”和“2”的数字进行编号并进行跳仓施工或间隔式施工。泡沫基础层31竖剖面和横剖面均为方形或长方形，泡沫削坡层32设置于设置台阶8处且连接于泡沫基础层31水平向两侧，泡沫削坡层32外端对应台阶削坡7设置并且呈梯形断面。
34.本实施例中，水泥回填层6从底至高设置于泡沫轻质土层3、顶水泥土层4和路面层5一侧，且水泥回填层6分别与底水泥层10和顶水泥层整体性连接；所述底水泥层10和顶水泥层分别与泡沫轻质土层3之间还设置有人工格栅。
35.如图4所示，底水泥层10上还临时设置有模板11，模板11对应泡沫轻质土层3，所述模板11外侧设置有背楞12、背楞12外侧设置有挡件13，所述挡件13与背楞12之间通过底撑件14和斜撑件15固定连接；所述模板11高度对应泡沫基础层31高度逐层设置，或模板11内侧对应泡沫轻质土层3外端设置为台阶8状一体性设置。
36.结合图1至图6，进一步说明大面泡沫土层的赛道路基结构的施工方法，具体步骤如下：
37.步骤一、在处理桩帽1上方铺设碎石垫层2的，碎石垫层2上方铺设底水泥层10；当水泥层铺设完成后进行验收，验收其强度、平整度以及倾斜度等。
38.步骤二、泡沫轻质土层3中泡沫轻质土浇筑前，应对浇筑区基底进行检查，确保基底无杂物，无积水；其下层水泥土压实度指标经检验满足规范要求，下层水泥土顶面标高达到设计泡沫轻质土起填标高。其中下层水泥土顶面标高达到设计泡沫轻质土起填标高20.70m。
39.步骤三、在泡沫轻质土路基边线的测量放样：首先根据极限竞速区路面顶标高推算泡沫轻质土顶层标高；根据泡沫轻质土顶层标高以每层0.5m的厚度为原则推算泡沫轻质土层3数；因设计提供的逐桩高程为每5m一个点，若层数渐变点位于5m之内，则按照线性原则对标高进行处理得到层数渐变点的准确位置。
40.步骤四、通过每层台阶8宽度为0.75m推算每层台阶8的边线；每层台阶8的边线为不连续的曲线，连接这些曲线即可得到该层泡沫轻质土的范围边界线；使用gps对泡沫轻质土各层范围边界线从下往上逐层进行放样，每10m设置一个点，并做好标识。
41.步骤五、对泡沫轻质土层3进行浇筑区与浇筑层的划分：对于浇注区的划分，是根据泡沫轻质土需填筑横向宽度和纵向长度，按照单个浇注区面积不超过400m
²
进行划分，优选200m
²
～300m
²
；施工平面单个浇注区长轴方向长度按不少于20m为一个浇注区进行划分；对于浇注层的划分，按每个浇注区泡沫轻质土填筑总高度进行划分，单层厚度在0.3m～1.0m，顶层分为每层0.25cm和0.5cm两部分浇筑，以便实现削坡处理。
42.步骤六、对于泡沫轻质土层3的浇筑量，根据当日的工作面和工作量一起确定，分区和/或分层的模板11安装要牢固，浇注区间采用塑料布进行密封、防止轻质土沿缝渗漏；直至浇筑完成。
43.对于步骤六中，据设计图纸以及泡沫轻质土的特性结合实际情况，泡沫轻质土模板11采用2.0cm厚竹胶板，模板11拼缝处设置1根宽度为5cm
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10cm方木作为竖肋，其他区域模板11后每隔80cm设置1根宽度为5cm
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10cm方木作为竖肋，在模板11竖肋外缘间距1m处设置φ18螺纹钢筋桩，φ18螺纹钢筋桩插入土体不小于30cm，外露为30cm,为不破坏底层水泥土整体性，钢筋桩埋入泡沫轻质土中；在竖肋2/3高处与钢筋桩间采用5cm
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10cm方木作为斜撑加固模板11。轻质土分层分块浇注，每层浇注控制厚度为0.5m。在底部设置有底撑件14与斜撑件15最下端连接；在挡件13的中下部设置有应力传感器和应变传感器，用以监测模板11的受力和变形稳定性。
44.本实施例中，泡沫轻质土浇筑时，采用φ10cm的软管进行浇筑，泡沫轻质土应在出料软管前端直接浇筑，出料口宜埋入泡沫轻质土中，浇筑沿长轴方向自一端向另一端开始浇筑或者采用对角浇筑的方式，浇筑时浇筑管出料口离当前浇筑面的高差最大不应超过2m；
45.本实施例中，浇筑过程中，当需要移动浇筑管时，沿着浇筑管放置的方向前后移动，不宜左右移动浇筑管，如果确需左右移动浇筑管，则将浇筑管移出已浇筑泡沫轻质土表面。
46.本实施例中，泡沫轻质土顶层由低往高根据泡沫轻质等高线逐层施工，并对顶层25cm厚部分及50cm厚部分采用削坡处理，坡度为1:4，削坡长度为1000mm，高度为250mm；削坡后废料采用专用渣土外运车运输至指定地点。
47.本实施例中，对于泡沫轻质土同一区段上下相邻浇筑层，浇筑间隔时间应以下层浇筑层已硬化为标准，不宜少于8小时，上下相邻浇筑层浇筑间隔超过2天的或浇筑至设计高程进入下道工序之前，应对泡沫轻质土进行养护；养护始终保持泡沫轻质土处于湿润状态，养护应持续至下一道工序开工或养护时间达到28天为止；最后一层泡沫轻质土至少养护14天方可在其上铺设土工格栅，且对其上部第一层水泥土摊铺，采取边卸料边推平边碾压的方式填筑；采用压缩空气与发泡剂水溶液混合的方式生成泡沫，严禁搅拌发泡产生泡沫。
48.本实施例中，对于泡沫轻质土层3中设置有沉降变形缝，泡沫轻质土变形缝沿浇筑区边界设置，相邻浇筑区和上下浇筑区变形缝错缝设置，变形缝缝宽为不少于2cm，缝内用厚的聚苯乙烯板填充，相邻变形缝不超过20m,变形缝必须保证垂直；
49.本实施例中，当泡沫轻质土填筑高度小于5m时，在泡沫轻质土的顶部、底部50cm处各设置一层镀锌钢丝网；试验段高度1m，在距底部50cm处设一层钢丝网，镀锌钢丝网采用φ1.5mm@2.5cm
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2.5cm规格镀锌铁丝网，纵向、横向搭接均为10cm，采用u形钉固定。
50.步骤七、待泡沫轻质土层3满足设计要求后，而后在泡沫轻质土层3两侧对应回填水泥回填层6，而后在铺设顶水泥土层4和路面层5，由此完成整个极限赛道路基及路面的施工。通过以上方法，在大面积/大体量轻质泡沫土的快速、高效的施工技术应用后，在65天左右完成近800000m3的轻质泡沫土施工。
51.以上所述仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。