一种装配式预应力路基结构及施工工法
阅读说明：本技术 一种装配式预应力路基结构及施工工法 (Assembled prestressed roadbed structure and construction method ) 是由 赵文辉 苏谦 李波 王宇 李�昊 于 2019-08-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种装配式预应力路基结构,该结构包括碎石垫层、混凝土底座、轻质混凝土砌块、轻质混凝土垫块和上部填料层。碎石垫层由下部和上部构成；混凝土底座中心设上部,其上设轻质混凝土砌块、上部填料层；混凝土底座两端设预制槽,预制槽内嵌钢筋混凝土预制板；两个钢筋混凝土预制板之间设轻质混凝土砌块；相邻两个轻质混凝土砌块之间设现浇微膨胀高流动性砂浆；相邻两层轻质混凝土砌块之间设轻质混凝土垫块和钢索,该钢索两端固定在钢筋混凝土预制板上；最底层轻质混凝土砌块与上部及混凝土底座之间设防水土工布Ⅰ；最顶层轻质混凝土砌块与上部填料层之间设防水土工布Ⅱ。本发明还公开了该结构的施工工法。本发明结构稳定,可实现快速施工。(The invention relates to an assembled prestressed roadbed structure which comprises a gravel cushion layer, a concrete base, a light concrete building block, a light concrete cushion block and an upper packing layer. The gravel cushion layer consists of a lower part and an upper part; the center of the concrete base is provided with an upper part, on which a lightweight concrete block and an upper packing layer are arranged; two ends of the concrete base are provided with prefabricated grooves, and reinforced concrete prefabricated plates are embedded in the prefabricated grooves; a lightweight concrete block is arranged between the two reinforced concrete precast slabs; a cast-in-situ micro-expansion high-fluidity mortar is arranged between two adjacent light concrete building blocks; a light concrete cushion block and a steel cable are arranged between two adjacent layers of light concrete building blocks, and two ends of the steel cable are fixed on the reinforced concrete precast slab; waterproof geotextile I is arranged between the bottommost layer lightweight concrete block and the upper part and between the bottommost layer lightweight concrete block and the concrete base; and a waterproof geotextile II is arranged between the topmost light concrete block and the upper packing layer. The invention also discloses a construction method of the structure. The invention has stable structure and can realize rapid construction.)
技术领域
本发明涉及特殊土地区高路堤快速修筑技术领域，尤其涉及一种装配式预应力路基结构及施工工法。
背景技术
目前， 对于特殊土地区高路堤，采用传统填料和工艺进行设计时，存在沉降大、固结时间长、稳定性差、占地面积大等问题，且存在工作量大、造价高等问题；采用现浇轻质土进行填筑时，容易出现水泥扬尘、水化热、浇筑分层离析等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构稳定、快速施工的装配式预应力路基结构。
本发明所要解决的另一个技术问题是提供该装配式预应力路基结构的施工工法。
为解决上述问题，本发明所述的一种装配式预应力路基结构，其特征在于：该结构包括碎石垫层、混凝土底座、轻质混凝土砌块、轻质混凝土垫块和上部填料层；所述碎石垫层由下部和上部构成；所述混凝土底座中心设有所述上部，其上依次设有数层所述轻质混凝土砌块、所述上部填料层；所述混凝土底座的两端设有预制槽，该预制槽内嵌有钢筋混凝土预制板；两个所述钢筋混凝土预制板之间设有数层错开式摆放的所述轻质混凝土砌块；相邻两个所述轻质混凝土砌块之间设有现浇微膨胀高流动性砂浆；相邻两层所述轻质混凝土砌块之间分别设有所述轻质混凝土垫块和置于钢索套筒内的钢索，该钢索两端固定在所述钢筋混凝土预制板上；最底层所述轻质混凝土砌块与所述上部及所述混凝土底座之间设有防水土工布Ⅰ；最顶层所述轻质混凝土砌块与所述上部填料层之间设有防水土工布Ⅱ。
所述碎石垫层采用粒径为1cm的开级配碎石，渗透系数大于0.5cm/s；其下部厚度为12~18 cm，上部厚度与所述混凝土底座高度相同。
所述预制槽距离所述混凝土底座板外边界距离不小于20cm，距离内边界不小于50cm；高度不小于20cm。
所述钢筋混凝土预制板上涂抹有有机硅防水涂料，其尺寸为1m高*1m宽*0.15m厚，其横向两侧为凹槽，纵向两侧为凸起，中间设有锚索孔；所述锚索孔与所述钢索相连。
所述防水土工布Ⅰ满铺，且高出所述上部表面10cm以上。
所述防水土工布Ⅱ横向超过所述轻质混凝土砌块至少0.1m。
所述轻质混凝土砌块尺寸为0.5m长*0.5m宽*0.48m高，且两两所述轻质混凝土砌块纵横向间距为2~3cm。
一块所述轻质混凝土砌块下部放置4块所述轻质混凝土垫块，该轻质混凝土垫块放置在上部所述轻质混凝土砌块边长内1/4位置下部；所述轻质混凝土垫块尺寸为0.1m长*0.1m宽*0.02~0.03m高。
所述现浇微膨胀高流动性砂浆的设计强度与所述轻质混凝土砌块相同，其质量配合比为水泥：矿粉：细骨料：膨胀剂：减水剂：水=10%~13%：8%~11%：68%~72%：2%~2.5%：0.33%~0.37%：7%~7.5%；所述水泥是指强度等级为42.5普通硅酸盐水泥；所述膨胀剂为UEA膨胀剂。
如上所述的一种装配式预应力路基结构的施工工法，包括以下步骤：
⑴采用粒径为1cm的开级配碎石，渗透系数大于0.5cm/s，进行碎石垫层的下部施工，铺设厚度为12~18 cm；
⑵混凝土底座施工：
采用厂房预制制作；在混凝土底座的两端设置预制槽，中心设有凹槽；所述预制槽距离所述混凝土底座板外边界距离不小于20cm，距离内边界不小于50cm；高度不小于20cm；
⑶在所述凹槽内采用粒径为1cm的开级配碎石，渗透系数大于0.5cm/s，进行碎石垫层的上部施工，铺设厚度与所述混凝土底座高度相同；
⑷采用满铺方式，在所述上部及所述混凝土底座上铺设防水土工布Ⅰ，且高出上部表面10cm以上；当防水土工布Ⅰ需要搭接时，采用有机硅防水涂料进行搭接，搭接宽度超过10cm；
⑸制作尺寸为1m高*1m宽*0.15m厚的钢筋混凝土预制板，其横向两侧为凹槽，纵向两侧为凸起，中间设有锚索孔；现场通过小型吊机将所述钢筋混凝土预制板安装到所述预制槽中；安装完成后纵、横向之间采用涂抹有机硅防水涂料；存在锚索设置时，提前在预制板中间位置预埋锚索孔，并整体进行钢筋加强；位置确定后外侧采用钢管框架进行定位；
⑹进行轻质混凝土砌块施工：
采用工厂预制养护而成，尺寸为0.5m长*0.5m宽*0.48m高；进行铺设时，按照分层施工，错开式摆放，砌块纵横向间距为2~3cm；
⑺放置轻质混凝土垫块：
轻质混凝土垫块采用所述轻质混凝土砌块的边角料切割而成，尺寸为0.1m长*0.1m宽*0.02~0.03m高，一块砌块下部放置4块垫块，放置在上部砌块边长内1/4位置下部；
⑻放置钢索套筒：
在铺设所述轻质混凝土垫块时同时放置完成，并通过所述钢筋混凝土预制板内的锚索孔，封堵多余的空隙；
⑼按设计强度进行现浇微膨胀高流动性砂浆施工：
先对所述轻质混凝土砌块进行喷水；下层砂浆初凝完成后进行上层水泥砂浆的浇筑；
⑽按照设计要求交替进行所述步骤⑸~所述步骤⑼的施工，直至达到设计标高；
⑾在最顶层所述轻质混凝土砌块上铺设防水土工布Ⅱ，并使其横向超过所述轻质混凝土砌块至少0.1m；搭接方式与防水土工布Ⅰ相同；
⑿将钢索置于所述钢索套筒内，并施加预应力，同时定期进行检查应力松弛情况；
⒀按先摊铺后碾压的方式填筑上部填料层，该填料是A、B组填料。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明利用轻质混凝土材料质量轻、强度高、无需压实回填的优点，且利用轻质混凝土砌块厂房预制，现场直接堆砌构成主体，缝隙采用现浇微膨胀高流动性砂浆材料浇筑构成整体结构，结合对拉钢索系统和相关附属结构，可降低特殊地区高路堤填筑对地基产生的附加应力，且通过上、下位置施加预应力保证上部动力稳定性和整体结构稳定性，同时达到快速施工的目的，不存在现浇轻质土水化热、浇筑高度等问题。
附图说明
下面结合附图对本发明的
具体实施方式
作进一步详细的说明。
图1为本发明的纵断面图。
图2为本发明的轻质混凝土砌块施工布置图。
图中：1—碎石垫层；11—下部；12—上部；2—混凝土底座；3—钢筋混凝土预制板；4—轻质混凝土砌块；5—现浇微膨胀高流动性砂浆；6—轻质混凝土垫块；7—钢索套筒；8—钢索；91—防水土工布Ⅰ；92—防水土工布Ⅱ；10—上部填料层。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种装配式预应力路基结构，该结构包括碎石垫层1、混凝土底座2、轻质混凝土砌块4、轻质混凝土垫块6和上部填料层10。
碎石垫层1由下部11和上部12构成；混凝土底座2中心设有上部12，其上依次设有数层轻质混凝土砌块4、上部填料层10；混凝土底座2的两端设有预制槽，该预制槽内嵌有钢筋混凝土预制板3；两个钢筋混凝土预制板3之间设有数层错开式摆放的轻质混凝土砌块4；相邻两个轻质混凝土砌块4之间设有现浇微膨胀高流动性砂浆5；相邻两层轻质混凝土砌块4之间分别设有轻质混凝土垫块6和置于钢索套筒7内的钢索8，该钢索8两端固定在钢筋混凝土预制板3上；最底层轻质混凝土砌块4与上部12及混凝土底座2之间设有防水土工布Ⅰ91；最顶层轻质混凝土砌块4与上部填料层10之间设有防水土工布Ⅱ92。
其中：碎石垫层1采用粒径为1cm的开级配碎石，渗透系数大于0.5cm/s；其下部11厚度为12~18 cm，上部12厚度与混凝土底座2高度相同。
预制槽距离混凝土底座2板外边界距离不小于20cm，距离内边界不小于50cm；高度不小于20cm。
钢筋混凝土预制板3上涂抹有有机硅防水涂料，其尺寸为1m高*1m宽*0.15m厚，其横向两侧为凹槽，纵向两侧为凸起，中间设有锚索孔；锚索孔与钢索8相连。
防水土工布Ⅰ91满铺，且高出上部12表面10cm以上。
防水土工布Ⅱ92横向超过轻质混凝土砌块4至少0.1m。
轻质混凝土砌块4尺寸为0.5m长*0.5m宽*0.48m高，且两两轻质混凝土砌块4纵横向间距为2~3cm。
一块轻质混凝土砌块4下部放置4块轻质混凝土垫块6，该轻质混凝土垫块6放置在上部轻质混凝土砌块4边长内1/4位置下部；轻质混凝土垫块6尺寸为0.1m长*0.1m宽*0.02~0.03m高。
现浇微膨胀高流动性砂浆5的设计强度与轻质混凝土砌块4相同，其质量（kg）配合比为水泥：矿粉：细骨料：膨胀剂：减水剂：水=10%~13%：8%~11%：68%~72%：2%~2.5%：0.33%~0.37%：7%~7.5%；水泥是指强度等级为42.5普通硅酸盐水泥；膨胀剂为UEA膨胀剂。
一种装配式预应力路基结构的施工工法，包括以下步骤：
⑴采用粒径为1cm的开级配碎石，渗透系数大于0.5cm/s，进行碎石垫层1的下部11施工，铺设厚度为12~18 cm；
⑵混凝土底座2施工：
采用厂房预制制作；在混凝土底座2的两端设置预制槽，中心设有凹槽；预制槽距离混凝土底座2板外边界距离不小于20cm，距离内边界不小于50cm；高度不小于20cm；
⑶在凹槽内采用粒径为1cm的开级配碎石，渗透系数大于0.5cm/s，进行碎石垫层1的上部12施工，铺设厚度与混凝土底座2高度相同；
⑷采用满铺方式，在上部12及混凝土底座2上铺设防水土工布Ⅰ91，且高出上部12表面10cm以上；当防水土工布Ⅰ91需要搭接时，采用有机硅防水涂料进行搭接，搭接宽度超过10cm；
⑸制作尺寸为1m高*1m宽*0.15m厚的钢筋混凝土预制板3，其横向两侧为凹槽，纵向两侧为凸起，中间设有锚索孔；现场通过小型吊机将钢筋混凝土预制板3安装到预制槽中；安装完成后纵、横向之间采用涂抹有机硅防水涂料；存在锚索设置时，提前在预制板中间位置预埋锚索孔，并整体进行钢筋加强；位置确定后外侧采用钢管框架进行定位；
⑹进行轻质混凝土砌块4施工：
轻质混凝土砌块4采用工厂预制养护而成，尺寸为0.5m长*0.5m宽*0.48m高；进行铺设时，按照分层施工，错开式摆放，砌块纵横向间距为2~3cm；当需要较小尺寸砌块式可通过切割大砌块获得；
⑺放置轻质混凝土垫块6：
轻质混凝土垫块6采用轻质混凝土砌块4的边角料切割而成，尺寸为0.1m长*0.1m宽*0.02~0.03m高，一块砌块下部放置4块垫块，放置在上部砌块边长内1/4位置下部；
⑻放置钢索套筒7：
在铺设轻质混凝土垫块6时同时放置完成，并通过钢筋混凝土预制板3内的锚索孔，封堵多余的空隙；
⑼按设计强度进行现浇微膨胀高流动性砂浆5施工：
先对轻质混凝土砌块4进行喷水，基本保证砌块表面不吸水；下层砂浆初凝完成后方可进行上层水泥砂浆的浇筑；保证砌块施工不高于现浇微膨胀高流动性砂浆5浇筑表面三层；
⑽按照设计要求交替进行步骤⑸~步骤⑼的施工，直至达到设计标高；
⑾在最顶层轻质混凝土砌块4上铺设防水土工布Ⅱ92，并使其横向超过轻质混凝土砌块4至少0.1m；搭接方式与防水土工布Ⅰ91相同；
⑿将钢索8置于钢索套筒7内，并施加预应力，同时定期进行检查应力松弛情况；
⒀按先摊铺后碾压的方式填筑上部填料层10，该填料是A、B组填料。
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