本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)，包括多層平鋪設(shè)置的土工格柵，相鄰兩層土工格柵之間鋪設(shè)有按施工要求壓實(shí)的填料層；還包括整體成柱狀的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件豎向貫穿土工格柵和填料層，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的下端設(shè)置有錨接件，錨接件位于底層的土工格柵的下方；預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的上端穿過頂層的土工格柵，并具有可向下移動(dòng)并擠壓土工格柵的鎖緊機(jī)構(gòu)；預(yù)應(yīng)力構(gòu)件均布設(shè)置在土工格柵和填料層中。本發(fā)明專利技術(shù)的預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)具有沉降變形控制性能突出的，能夠避免應(yīng)力集中的，同時(shí)具有較好抗彎剛度等優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明專利技術(shù)的預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)施工方法具有易操作，能夠盡快修復(fù)路堤以滿足通行需求等優(yōu)點(diǎn)。需求等優(yōu)點(diǎn)。需求等優(yōu)點(diǎn)。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)
[0001]本專利技術(shù)涉及差異沉降災(zāi)害防治與低碳發(fā)展，具體指一種預(yù)應(yīng)力式加筋路堤復(fù)合結(jié)構(gòu)，屬于路堤
技術(shù)介紹
[0002]差異沉降作為路堤工程常見的工程病害，具有規(guī)模大、落差高和不可修復(fù)性的特點(diǎn)，造成的危害輕則使路堤高低不平，影響行車舒適性，重則導(dǎo)致路堤嚴(yán)重破壞，引發(fā)交通事故，阻礙緊急救援，威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。
[0003]針對(duì)差異沉降災(zāi)害致使路堤工程難以正常運(yùn)營的問題，常見的治理和預(yù)防措施有換土墊層法和加筋法。但是，換土墊層法和加筋法用于治理路堤沉降災(zāi)害時(shí)存在缺陷，其中，換土墊層法存在以下缺陷：(1). 施工投資較高。用于回填的輕質(zhì)土價(jià)格昂貴，工程造價(jià)比較高，難以被廣泛應(yīng)用于差異沉降災(zāi)害的治理工程中。
[0004](2).材料穩(wěn)定性較差。回填料主要為粉煤灰等粉性材料，其滲透性較大，極易被雨水沖淋而流失，造成墊層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較差。
[0005](3).施工工藝較繁瑣。施工前需挖除淺層軟弱土或不良土，然后分層碾壓或夯實(shí)土。而且，回填料的種類和用量需經(jīng)過嚴(yán)格計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)，并需從特定場(chǎng)所進(jìn)行制備和運(yùn)輸。
[0006]而加筋法存在的缺陷表現(xiàn)為：(1).材料抗拉較弱。筋材對(duì)填料具有包裹性并能夠增強(qiáng)填料間的黏聚力，然而這種特性需要筋材發(fā)生一定變形后得以發(fā)揮。但往往筋材的變形較小，導(dǎo)致加筋效果未能充分發(fā)揮，對(duì)填料的加筋包裹作用較弱。
[0007](2).結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低。加筋土路堤的柔性變形特性較突出，導(dǎo)致難以達(dá)到工程所需的高強(qiáng)度和高剛度要求。在公路運(yùn)營期間，常發(fā)生路堤不協(xié)調(diào)變形、差異沉降和開裂等失穩(wěn)情況。
[0008](3).易發(fā)生大幅度跨越式沉降。由于填土的壓實(shí)不足、結(jié)構(gòu)高度過高、地基土固結(jié)、排水不良、軟土地基的壓縮及填土的摩擦角和表觀內(nèi)聚力較低等原因，常常發(fā)生大幅度跨越式沉降。這種差異沉降雖不會(huì)像普通未加筋道路那樣發(fā)生階梯狀斷崖式沉降，但也會(huì)因沉降幅度大而影響行車舒適度甚至無法正常通車的情況。
[0009](4). 預(yù)應(yīng)力加筋效果不顯著。該方法是直接對(duì)筋材進(jìn)行預(yù)張拉，并將兩端固定在側(cè)向約束結(jié)構(gòu)上，然后填土并夯實(shí)后松開固定端，以此來實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力加筋。這種橫向施加預(yù)應(yīng)力的施工方式，不僅施工繁瑣，對(duì)于提高路堤結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的貢獻(xiàn)有限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0010]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種沉降變形控制性能突出的，能夠避免應(yīng)力集中的，同時(shí)具有較好抗彎剛度的整體化預(yù)應(yīng)力式加筋
路堤結(jié)構(gòu)。
[0011]為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用了如下的技術(shù)方案：一種預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多層平鋪設(shè)置的土工格柵，相鄰兩層所述土工格柵之間鋪設(shè)有按施工要求壓實(shí)的填料層；還包括整體成柱狀的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件豎向貫穿所述土工格柵和填料層，所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的下端設(shè)置有錨接件，所述錨接件位于底層的所述土工格柵的下方；所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的上端穿過頂層的所述土工格柵，并具有可向下移動(dòng)并擠壓所述土工格柵的鎖緊機(jī)構(gòu)；所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件均布設(shè)置在所述土工格柵和填料層中。
[0012]上述結(jié)構(gòu)中，通過鎖緊機(jī)構(gòu)和錨接件沿豎向?qū)攲雍偷讓拥耐凉じ駯攀┘討?yīng)力，而在填料中鋪設(shè)土工格柵，可利用填料和土工格柵之間的相互作用傳遞拉應(yīng)力，在差異沉降發(fā)生后分擔(dān)土體應(yīng)力，增加土體的變形模量，使格柵的抗拉強(qiáng)度和土體的抗壓強(qiáng)度緊密結(jié)合，達(dá)到提高路堤結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的目的。受壓后的土工格柵可發(fā)揮自身抗拉性能，提高該整體化復(fù)合結(jié)構(gòu)的抗變形性能。在具有潛在差異沉降災(zāi)害發(fā)生路段或施工場(chǎng)地有限、施工條件苛刻區(qū)段，通過鋪設(shè)土工格柵并輔以預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的方式，可保證該復(fù)合結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，避免差異沉降造成通車受阻情況的發(fā)生。當(dāng)差異沉降災(zāi)害發(fā)生且修復(fù)工期緊迫時(shí)，由于預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)顯著的抗變形性能和施工簡易性，可將原有路堤填料整平，鋪設(shè)土工格柵和預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，達(dá)到臨時(shí)通車的目的。
[0013]進(jìn)一步的，所述土工格柵采用玻璃纖維或聚酯纖維制成。
[0014]進(jìn)一步的，所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件包括拉桿，所述錨接件包括固定連接在所述拉桿下端的錨接座和套設(shè)在所述拉桿上的套管，所述套管和所述錨接座之間連接有沿所述拉桿的軸向設(shè)置的傘桿，所述傘桿沿所述拉桿的周向均布設(shè)置有多個(gè)；所述鎖緊機(jī)構(gòu)連接在所述拉桿上。
[0015]這樣，將預(yù)應(yīng)力構(gòu)件穿過土工格柵和填料層時(shí)，傘桿受到拉力，仍然保持沿拉桿的軸向設(shè)置，一旦拉桿在鎖緊機(jī)構(gòu)沿拉桿向下擠壓土工格柵時(shí)，拉桿受到鎖緊機(jī)構(gòu)向上的拉力，帶動(dòng)下端固定的錨接座向上移動(dòng)，此時(shí)，套管受到填料層的阻力，保持固定，錨接座與套管相對(duì)靠近，傘桿受到兩端向中部的壓力，最終彎曲后沿徑向背離拉桿的方向張開呈傘狀，形成錨接部。
[0016]進(jìn)一步的，所述拉桿的上端具有外螺紋，所述鎖緊機(jī)構(gòu)為配合在所述拉桿上的螺母。
[0017]進(jìn)一步的，所述拉桿上套設(shè)有墊片，所述墊片位于頂層所述土工格柵和所述鎖緊機(jī)構(gòu)之間。
[0018]進(jìn)一步的，所述套管的長度與頂層所述土工格柵和底層所述土工格柵的距離相匹配。
[0019]這樣，鎖緊機(jī)構(gòu)向下壓頂層的土工格柵時(shí)，拉桿受到反向作用力上拔，套管雖然受到填料層的阻力，但仍然可能會(huì)一同上拔，直到鎖緊機(jī)構(gòu)抵接在套管的上端，此時(shí)，套管的下端剛好位于底層的土工格柵處。通過鎖緊機(jī)構(gòu)繼續(xù)下壓，由于此時(shí)套管已經(jīng)抵在鎖緊機(jī)構(gòu)上，拉桿相對(duì)套管拔出，就讓錨接座向上擠壓傘桿，最終讓傘桿可靠撐開形成傘狀。
[0020]進(jìn)一步的，所述拉桿上還套設(shè)有支撐環(huán)，所述支撐環(huán)位于所述套管和錨接座之間，所述支撐環(huán)的外徑大于多個(gè)所述傘桿的內(nèi)切圓直徑。
[0021]由于支撐環(huán)位于傘桿與拉桿之間，且外徑大于傘桿的內(nèi)切圓直徑，使得傘桿的中部在支撐環(huán)的作用下沿徑向向外突出，形成預(yù)彎曲，一旦傘桿兩端受到壓力時(shí)，傘桿能夠更好地向外撐開。
[0022]進(jìn)一步的，相鄰兩層所述土工格柵由同一土工格柵翻折返包而成。
[0023]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、本專利技術(shù)的預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)，可對(duì)填料施加二次圍壓，預(yù)先消除填料的壓縮沉降，增強(qiáng)格柵對(duì)填料的約束作用，充分發(fā)揮格柵的抗拉性能，顯著增加路堤結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗彎性能。施加預(yù)應(yīng)力前的加筋路堤可以擴(kuò)散土體的應(yīng)力，增加土體模量和限制土體側(cè)向位移。由于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件裝置的應(yīng)用充分發(fā)揮了其預(yù)壓效應(yīng)，使施加預(yù)應(yīng)力后的路堤填料被進(jìn)一步壓縮，路堤結(jié)構(gòu)的抗彎性能顯著體現(xiàn)。在加筋路堤結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上施加預(yù)應(yīng)力可以增加結(jié)構(gòu)的剛度，將其所受的上覆載荷分散到更大的區(qū)域，從而在沉降不同的區(qū)域之間形成更平滑的過渡區(qū)，滿足差異沉降災(zāi)害下的通車需求。
[0024]2、本專利技術(shù)采用一種將預(yù)應(yīng)力構(gòu)件裝置和加筋路堤結(jié)構(gòu)進(jìn)行整合連接的方法，可以實(shí)現(xiàn)填料就地取材，材料質(zhì)地較輕，用料運(yùn)輸方便，工藝清晰簡便，可用于公路、鐵路、橋梁及隧道等領(lǐng)域。
附圖說明
[0025]圖1為實(shí)施例1中預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為實(shí)施例1中預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖3為圖2中本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括多層平鋪設(shè)置的土工格柵（1），相鄰兩層所述土工格柵（1）之間鋪設(shè)有按施工要求壓實(shí)的填料層（2）；還包括整體成柱狀的預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（3），所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（3）豎向貫穿所述土工格柵（1）和填料層（2），所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（3）的下端設(shè)置有錨接件（31），所述錨接件（31）位于底層的所述土工格柵（1）的下方；所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（3）的上端穿過頂層的所述土工格柵（1），并具有可向下移動(dòng)并擠壓所述土工格柵（1）的鎖緊機(jī)構(gòu)（32）；所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（3）均布設(shè)置在所述土工格柵（1）和填料層（2）中。2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述土工格柵（1）采用玻璃纖維或聚酯纖維制成。3.如權(quán)利要求1所述的預(yù)應(yīng)力式加筋路堤結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述預(yù)應(yīng)力構(gòu)件（3）包括拉桿（33），所述錨接件（31）包括固定連接在所述拉桿（33）下端的錨接座（311）和套設(shè)在所述拉桿（33）上的套管（312），所述套管（312）和所述錨接座（311）之間連接有沿所述拉桿（33...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬書文，唐聞生，楊京東，李煉，盧諒，王宗建，何雪梅，刁吉美，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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