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专利号: 2021103800386
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 道路、铁路或桥梁的建筑
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

1)施工准备;

2)测量放样;

3)膨胀材料干粉制备;

4)路基边坡横向螺旋钻机钻孔

布孔深度为自路基顶面以下的最小钻孔深度,布孔深度由上覆路基土的压缩模量和剪切强度及膨胀材料的膨胀性能及其诱发的土体变形梯度决定;

在道路纵向上,钻孔孔位的深度分布曲线与差异沉降曲线匹配,两者线形相似而几何上呈对称关系,相邻钻孔之间的埋深差异由膨胀力作用下路基土竖向压缩变形场分布特性决定,钻孔深度曲线变化幅度为差异沉降曲线的倍数关系;

钻孔孔径选为常规螺纹钻机钻具尺寸,变化范围60~100mm;依据差异沉降大小来决定孔径大小;

当此次抬升复位后路桥过渡段路表再度发生明显沉陷并诱发桥头跳车时,只需在上一次维修时所打设的最底层钻孔以下50cm深度处,重复上述步骤,重新布设钻孔;

5)置入树枝状注浆钢管与定向膨胀构件,注浆钢管整体呈树枝状,包括茎状管体和枝状微管;

定向膨胀构件为一柱面有一预留缺口的薄壁圆筒形钢管,外径为钻孔直径,壁厚d=2~5mm与上述特型柱状管体一致,所用材料、每节长度,丝扣长度亦与上述特型柱状管体一致;在柱面上的缺口尺寸为60°圆弧;当钻孔中注水时,膨胀材料只能向缺口所指方向膨胀,形成所谓的“定向膨胀性”,使得膨胀方向可控,可防止水平膨胀危害桥台安全;

6)高压吹填膨胀材料干粉、封孔、同步注水在开始装填膨胀材料干粉之前即在钻孔中置入树枝状注浆钢管;

采用空压机将膨胀材料干粉吹入钻孔中,在高压空气作用下,膨胀材料干粉沿轴向灌入钻孔并被压密;沿钻孔轴向,每次吹填厚度约30~50cm;每次吹填完后,采用振捣杆再度压密,依此类推,直至装填至孔口;

7)边坡覆土绿化。

2.如权利要求1所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤5)中,茎状管体:采用内径 壁厚d=2~5mm的热轧无缝钢管;钢管每节长度l=4~6m;钢管两端加工丝扣,丝扣长度ls≥5cm,钢管间采用丝扣分段连接;钢管周身设注浆小孔,孔径 孔间距5cm,呈梅花形布置;每根管的第1节管顶端做成封闭锥形以便顶进,最后1节钢管预留1.5~2.0m作为止浆段,同时尾部焊接法兰盘与空压机尾端连接;

枝状微管中,在钢管轴向上,与注浆小孔位置叉开,在钢管截面圆周上安装长度为钻孔半径的6根微管,相邻微管夹角60°,内径即为注浆小孔孔径。

3.如权利要求1或2所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤4)中,钻机钻孔:采取“跳孔”方式钻孔,拉大成孔间距,减少相邻孔位间的干扰;钻孔角度只需向下倾斜,倾斜角度为2~5°,以防止缓膨胀材料干粉吹填时由于自重从钻孔中滑出;钻孔长度在横断面的投影跨度为路幅半宽;

4.如权利要求3所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤4)中,在钻孔中同时置入定向膨胀构件与注液钢管,减少膨胀反应的时间差异,以及控制干粉只发生向上的膨胀位移。

5.如权利要求1或2所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤6)中,同步注水:对所有钻孔同步注水,控制水压及流量,使水快速均匀渗入注液钢管周围膨胀材料干粉之中,减少钻孔内不同位置干粉发生膨胀反应之时间差异,以便按照预设方式将上覆路基/路面抬升复位。

6.如权利要求1或2所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤4)中,钻孔间距为相邻两钻孔边界之间的最短距离;最小钻孔间距为保证相邻两钻孔在膨胀完成后不会互相重叠的钻孔间距。

7.如权利要求1或2所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤3)中,以工业石灰为原材料的膨胀材料的线膨胀率为2.0~2.5,单层钻孔最大膨胀顶升量为30mm~75mm;因此,最小钻孔间距变化范围为60mm~150mm,在最小间距时,膨胀完成后膨胀材料钻孔边界互相连接成为一个连续层位。

8.如权利要求1或2所述的一种横向引孔膨胀顶升处治桥头跳车方法,其特征在于,所述步骤4)中,当最大差异沉降大于单层最大顶升量时,单层钻孔难以达成抬升复位要求;此时,在第一层钻孔下间隔30cm深度处布设第2层钻孔,以达到设计抬升目的。