一种高速公路桥头跳车的处理方法及处理结构

摘要

本发明提供一种高速公路桥头跳车的处理方法及结构，根据路面荷载和地基条件，设计出符合桥头沉降控制要求的群桩变刚度方案，采用普通钻孔灌注桩进行地基加固处理，提高浅部地基的承载力和降低沉降量，通过在群桩上设置有扩大头并且群桩上的扩大头数量逐渐减少的方法实现群桩桩基非均匀布置，形成群桩地基刚度平顺变化。本发明与现有技术相比，不但有效的解决了桥头跳车问题，而且施工设施和施工过程简单、施工成本低、对群桩地基的桩强度要求相对低。

说明书

技术领域

本发明涉及高速公路桥头跳车的处理方法及处理结构，属于防治高速公 路桥头跳车领域。

背景技术

随着我国高速公路的建设发展，桥头跳车缩短交通工具的使用寿命，影 响交通安全，桥头跳车已成为国际公认的交通技术难题。通常情况下，桥台 地基不发生沉降，因此桥头跳车主要是由于地基不均匀沉降导致公路桥头出 现了错台，会对路面结构造成不良影响乃至破坏，另外地基刚度突变、车速 与车辆本身的抗振性能不高和填土不实也会导致桥头跳车现象发生。其中引 起桥头跳车的根本原因是柔性道路与刚性结构物之间的连接处因刚度不同发 生不均匀沉降，地基与桥台之间产生错台，因而使两个对接性质不同路面体 系在抗垂直形变上其刚度能够平顺过渡，是解决好桥头跳车的关键。目前国 内公路部门和科研单位采用的多种解决桥头跳车的方法，对软弱地基处理， 现在国内有：换填法、超载预压、塑料排水板、粉喷桩复合地基等常用方法。

传统软土路基处理方法无法有效的建立桥台到路基的刚度平顺过渡，刚 度变化措施少。近些年一种通过由长桩和短桩交替排列而成的刚性复合地基 改变地基刚度的高速公路桥头跳车处理方法逐步应用于高速公路的建设中， 此处理方法解决了地基和桥台刚度平顺过度的问题，但是该处理方法中应用 的长短桩强度要求较高、施工设施和施工过程较为复杂、施工成本相对较高。

所以，有必要对上述高速公路桥头跳车处理方法存在长短桩强度要求较 高、施工设施和施工过程较为复杂、施工成本相对较高等问题进行进一步的 改进，以避免上述问题。

发明内容

本发明为解决现有技术中存在的上述问题而提出，其目的在于提供一种 既有效地解决了桥头跳车问题，而且施工设施和施工过程简单、施工成本低、 对群桩地基的桩强度要求相对低的高速公路桥头跳车的处理方法及处理结 构。

本发明涉及的高速公路桥头跳车的处理方法，其包括以下步骤：(1)在刚 性桥台和柔性路基之间设置过渡地基；(2)灌注桩成孔后，在群桩桩身的空腔 上采用机械旋切、挤扩及夯击的方式形成扩大头，然后灌注混凝土、填筑地 基，完成改变了刚度的群桩地基，其中，所述群桩地基从靠近所述桥台的一 端开始指向另一端，群桩上的所述扩大头数量逐渐减少；(3)在桥台施工打桩 工艺并填筑桥台，完成桥台桩基础；(4)填筑路基；以及(5)填铺路面。

另外，本发明涉及的一种高速公路桥头跳车的处理结构，包括桥台桩基 础、路面、路基和群桩地基，群桩地基位于路基下面，其中，所述群桩地基 的群桩上设置有扩大头；所述群桩地基从靠近所述桥台的一端开始指向另一 端，群桩上的扩大头数量逐渐减少。

另外，优选的是，所述改变了刚度的群桩地基中的群桩为钻孔灌注桩； 所述桥台桩基础中的桩为预制桩或者灌注桩。

另外，优选的是，根据地基的刚度变化要求，所述扩大头的位置和数量 可变。

此外，优选的是，每根桩上的任意两个所述扩大头之间的距离，是该两 个扩大头中的大直径扩大头的2倍直径以上。

再者，优选的是，在所述群桩地基中，任意两根桩之间的距离是该两根 桩中的大直径桩的3倍直径以上。

如上所述，根据本发明的高速公路桥头跳车的处理方法，其中群桩地基 的群桩上设置有扩大头，群桩地基从靠近桥台的一端开始指向另一端，群桩 上的扩大头数量逐渐减少，带有扩大孔的桩与土密实结合共同承力作用，这 样即实现群桩桩基和桥台桩基础的刚度平顺过度，解决了桥头跳车问题的同 时也解决了现有高速公路桥头跳车处理系统存在长短桩强度要求较高、施工 设施和施工过程较为复杂、施工成本相对较高等问题。

附图说明

通过下面结合附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点 将会变得更加清楚和容易理解。

图1是高速公路桥头跳车的处理方法的流程图；

图2是表示高速公路桥头跳车的处理结构的示意图。

附图标记说明

1、桥台桩基础；

2、路面；

3、一般路基；

4、扩大头；

5、群桩地基。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述。

在下面的描述中，只通过说明的方式对本发明的某些示范实施例进行描 述，毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神 和范围的情况下，可以用各种不同方式对所述的实施方案进行修正。因此， 附图和描述在本质上只是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。 此外，在本说明书中，相同的附图标记标示相同的部分。

图1是高速公路桥头跳车的处理方法的流程图。如图1所示，在步骤S110， 根据路面荷载和地基条件，首先设计出符合桥头沉降控制要求的群桩变刚度 方案，然后在刚性桥台和柔性路基3之间设置一个过度区域，用来实现刚性 桥台和柔性路基3之间的柔顺过度。

在步骤S120，采用钻孔灌注桩成孔，清理平整施工场地，根据方案确定 桩的具体位置，保证任意两根桩之间的距离是该两根桩中的大直径桩的三倍 直径以上，埋设护桶固定桩孔位置，泥浆制备成孔。待灌注桩成孔后，清理 孔内沉渣，在群桩桩身的空腔上采用机械旋切、挤扩及夯击的方式形成扩大 头4，群桩地基5从靠近所述桥台的一端开始指向另一端，群桩上的扩大头4 数量逐渐减少，并保证每根桩上任意两个扩大头4之间的距离，是该两个扩 大头4中的大直径扩大头4的两倍直径以上。然后下放钢筋笼，浇注混凝土 成桩，扩大头4周围土体和扩大头4及桩身紧密结合为一体，有效发挥桩土 共同承力作用，然后用石屑垫层、砂垫层、混合灰土填筑地基并夯实，即完 成改变了刚度的群桩地基5。另外根据群桩变刚度方案的不同，可改变扩大头 4的位置和数量。

接着，步骤S130，在刚性桥台施工钻孔灌注桩、沉管灌注桩或预制桩， 用石屑垫层、砂垫层、混合灰土填筑地基并夯实填筑桥台并夯实，即完成桥 台桩基础1。

之后，步骤S140，用土或石料修筑路基3。

最后，步骤S150，用沥青混凝土、水泥混凝土等材料填铺路面2并夯实。

图2是表示高速公路桥头跳车的处理结构的示意图。如图2所示，高速 公路桥头跳车的处理结构包括采用预制桩或者灌注桩为桩基的桥台桩基础1、 路面2、路基3和采用钻孔灌注桩改变了桩基刚度的群桩地基4，群桩地基4 位于路基2下面。群桩上设置有通过机械旋切、挤扩及夯击的方式形成的扩 大头4，群桩地基5从靠近桥台的一端开始指向另一端，群桩上的扩大头4数 量逐渐减少。每根桩上任意两个扩大头4之间的距离，是该两个扩大头4中 的大直径扩大头4的两倍直径以上，并且根据地基的刚度变化方案的不同， 可以通过改变扩大头4位置可变和数量来实现群桩地基刚度的改变。

另外需要说明的是，在群桩地基5中，任意两根桩之间的距离是该两根 桩中的大直径桩的3倍直径以上。

扩大头4能充分利用桩身上下各部位的硬土层，并且通过群桩地基5从 靠近桥台的一端开始指向另一端，群桩上的扩大头4数量逐渐减少的方式改 变普通等钻孔灌注桩的受力机理，增加了土的端承力，提高了抗压、抗拔的 能力，将桩土刚度共同提高，从而大大减小了基础的工间和工后沉降。扩大 头4的阻尼作用可有效控制动荷载作用下地基填土的振动，同时减小填土对 地基土和桩的附加应力，地基沉降小、稳定周期短。

下面通过实施例进一步描述本发明。

实施例，某立交桥头过度段长70米，地面标高3米左右，填土高度2～4 米，地基下有11～12米厚的粘土。

桥头处理范围长度为60m，变刚度群桩地基位于桥头处理范围内，从桥台 指向路基，群桩地基按15米间隔分成4个区域，其中桩长20米，桩径0.7米， 扩大头直径1.6米，4个区域单桩扩大头的数量依次为4、3、2、1递减。

在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进 行对本发明进行改进，而这些改进，都落在发明的保护范围内，本领域技术 人员应该明白，上述的具体描述只是更好地解释本发明的目的，本发明的保 护范围由权利要求及其等同物限定。