一种带系梁的桩承式路堤结构及其施工方法

本发明涉及桩承式路堤的，尤其涉及一种带系梁的桩承式路堤结构以及一种带系梁的桩承式路堤结构的施工方法。

背景技术：

1、随着交通基础设施建设的不断发展，对路堤结构的要求也日益提高。桩承式加筋路堤作为一种高效、经济的路堤结构形式，因其施工速度快、沉降控制效果好且造价低等优点，在公路、铁路等交通基础设施建设中得到了广泛应用。然而，传统的桩承式加筋路堤设计大多基于路堤的极限平衡状态进行，这种设计方法未能充分考虑到路堤在长期循环交通荷载作用下的实际工作状态。

2、在行车荷载的长期作用下，桩承式加筋路堤往往会发生较大的累积沉降，这主要是由于路堤土拱结构的破坏和桩顶土压力的降低所导致的。这种累积沉降不仅会影响路堤的使用性能，还会增加后期维护的成本和难度。因此，如何增强桩承式加筋路堤在长期循环交通荷载作用下的稳定性和耐久性，成为了当前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个目的在于提出一种带系梁的桩承式路堤结构，从下至上依次包括刚性桩层、连接层、垫层、土工格栅层以及路堤层；刚性桩层包括若干相对于地面垂直设置的刚性桩，刚性桩远离地面的一端设置有注浆孔以及与注浆孔连通的注浆管；连接层包括设置在刚性桩上层的桩帽以及系梁，桩帽内部以及系梁内部设置有系梁注浆孔、注浆管主管以及注浆管支管；垫层包括碎石垫层以及设置在碎石垫层中的土压力传感器。

3、本发明提供的带系梁的桩承式路堤结构适用性广，可重复性强，且结构稳定可靠，填补了基于土压力监测及后注浆加固的带系梁桩承式路堤结构的空白。

4、另外，根据本发明上述实施例的带系梁的桩承式路堤结构还可以具有如下的附加技术特征：

5、作为一个可选的实施例，所述注浆管主管与所述注浆管支管连通，所述注浆管支管与所述刚性桩的注浆管连通。

6、作为一个可选的实施例，所述桩帽上层的所述土压力传感器对应设置在所述桩帽的中心位置以及所述桩帽的四角位置。

7、作为一个可选的实施例，所述碎石垫层的厚度不大于250mm。

8、作为一个可选的实施例，所述注浆孔对称布置在所述刚性桩的周面。

9、本发明提供的带系梁的桩承式路堤结构，用于在长期循环交通荷载作用下的桩承式路堤补强加固，可根据土压力传感器监测到的压力数据反映桩承式路堤中土拱效应演化、荷载传递机制、软土地基固结及交通荷载作用下长期累积变形的发展，进而开展针对性的注浆加固，提高桩承式路堤结构在长期循环交通荷载作用下的服役性能。

10、本发明的第二个目的在于提出一种带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，包括对所述带系梁的桩承式路堤结构进行施工；通过土压力传感器持续监测所述带系梁的桩承式路堤结构的压力数据；根据所述压力数据对所述带系梁的桩承式路堤结构进行分次注浆加固。

11、本发明提供的带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，可根据路堤中的土压力变化，判断路堤的工作状态，进而对长期循环交通荷载作用下的桩承式路堤进行及时的注浆加固，提高其长期服役性能。

12、另外，根据本发明上述实施例的桩承式路堤结构的施工方法还可以具有如下的附加技术特征：

13、作为一个可选的实施例，所述对所述带系梁的桩承式路堤结构进行施工，包括：在地面打入刚性桩层；在所述刚性桩层的上层对齐铺设连接层；对所述连接层进行浇筑；在所述连接层的上层铺设碎石垫层并在所述碎石垫层上按照预设位置设置土压力传感器，以形成垫层；在所述垫层的上层铺设土工格栅层；在所述土工格栅层的上层分层铺设并压实路堤层。

14、作为一个可选的实施例，所述根据所述压力数据对所述带系梁的桩承式路堤结构进行分次注浆加固，包括：根据持续监测所述带系梁的桩承式路堤结构得到的压力数据确认压力-时间曲线；当所述压力-时间曲线首次出现加固指示点，开始对所述带系梁的桩承式路堤结构进行首次注浆加固；其中，所述加固指示点表征所述压力-时间曲线的曲率小于预设曲率阈值。

15、作为一个可选的实施例，当所述压力-时间曲线首次出现加固指示点，开始对所述带系梁的桩承式路堤结构进行首次注浆加固之后，所述方法还包括：当所述压力-时间曲线的曲率大于所述预设曲率阈值，结束首次注浆加固操作。

16、作为一个可选的实施例，所述方法还包括：当所述压力-时间曲线再次出现加固指示点，开启下一轮的注浆加固操作，直至所述压力-时间曲线的曲率达到预设曲率值，确认完成针对所述带系梁的桩承式路堤结构的注浆加固。

17、根据本发明实施例的带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，在带系梁的桩承式路堤结构的基础上提出符合工程实际的施工方法，可根据路堤中的土压力变化，判断路堤的工作状态，进而对长期循环交通荷载作用下的桩承式路堤进行及时的注浆加固，提高其长期服役性能。带系梁的桩承式路堤结构适用性广，可重复性强，且结构稳定可靠，填补了基于土压力监测及后注浆加固的带系梁桩承式路堤结构的空白，为实际工程的应用提供了一种有效、可靠的施工方法。

18、本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种带系梁的桩承式路堤结构，其特征在于，从下至上依次包括刚性桩层(10)、连接层(20)、垫层(30)、土工格栅层(40)以及路堤层(50)；

2.根据权利要求1所述的带系梁的桩承式路堤结构，其特征在于，所述注浆管主管(24)与所述注浆管支管(25)连通，所述注浆管支管(25)与所述刚性桩(101)的注浆管(12)连通。

3.根据权利要求1所述的带系梁的桩承式路堤结构，其特征在于，所述桩帽(21)上层的所述土压力传感器(31)对应设置在所述桩帽(21)的中心位置以及所述桩帽(21)的四角位置。

4.根据权利要求1所述的带系梁的桩承式路堤结构，其特征在于，所述碎石垫层的厚度不大于250mm。

5.根据权利要求1所述的带系梁的桩承式路堤结构，其特征在于，所述注浆孔(11)对称布置在所述刚性桩(10)的周面。

6.一种带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，其特征在于，应用于如权利要求1-5任一所述的带系梁的桩承式路堤结构，包括：

7.根据权利要求6所述的带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，其特征在于，所述对所述带系梁的桩承式路堤结构进行施工，包括：

8.根据权利要求6所述的带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，其特征在于，所述根据所述压力数据对所述带系梁的桩承式路堤结构进行分次注浆加固，包括：

9.根据权利要求8所述的带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，其特征在于，当所述压力-时间曲线首次出现加固指示点，开始对所述带系梁的桩承式路堤结构进行首次注浆加固之后，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的带系梁的桩承式路堤结构的施工方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结
本发明涉及桩承式路堤的技术领域，提供一种带系梁的桩承式路堤结构及其施工方法，所述带系梁的桩承式路堤结构从下至上依次包括刚性桩层、连接层、垫层、土工格栅层以及路堤层；刚性桩层包括若干相对于地面垂直设置的刚性桩，刚性桩远离地面的一端设置有注浆孔以及与注浆孔连通的注浆管；连接层包括设置在刚性桩上层的桩帽以及系梁，桩帽内部以及系梁内部设置有注浆管主管以及注浆管支管；垫层包括碎石垫层以及设置在碎石垫层中的土压力传感器。

技术研发人员：郑烨炜,徐传堡,赵毅,贾亚飞,邓嘉隆
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23