专利摘要

本实用新型公开了一种提高含倾斜嵌固层路堤稳定性的变桩长刚性桩复合地基，包括设置在被加固土体上的路堤，被加固土体的上部是软土层，下部是嵌固层，软土层的厚度是自路堤横截面的一侧至另一侧逐渐减小，被加固土体中布置有多个刚性桩，所有的刚性桩的布置区域为路堤所覆盖的区域；所有的刚性桩中包括长桩和常规桩，长桩的布置区域是软土层厚度大的一侧坡面对应的区域，剩余的区域是常规桩的布置区域；常规桩的桩长是至深入嵌固层的2倍桩径为止，长桩的桩长是至深入嵌固层的5‑7倍桩径为止，通过仅加长一侧路堤下的桩长在保证大幅度提高路堤稳定性的基础上大大降低造价。其施工简单、总沉降控制效果好，安全性高、适用性强、经济性好。

权利要求

1.一种提高含倾斜嵌固层路堤稳定性的变桩长刚性桩复合地基，包括设置在被加固土体(2)上的路堤(1)；所述路堤(1)包括路堤顶面和路堤顶面两侧的路堤边坡，所述路堤(1)的横截面上、自路堤边坡的坡脚至路堤边坡坡肩的距离为L；所述被加固土体(2)的上部是软土层，所述被加固土体(2)的下部是嵌固层(3)，所述被加固土体(2)中软土层的厚度是自路堤(1)横截面的一侧至另一侧逐渐减小，软土层厚度大的一侧记为A侧；所述被加固土体(2)中按照行列矩阵布置有多个刚性桩，所有的刚性桩的布置区域为路堤(1)所覆盖的区域；

其特征在于：

所有的刚性桩中包括长桩(4)和常规桩(5)，所述长桩(4)的布置区域是自A侧的路堤边坡坡脚向路堤横截面宽度中心线延伸至L处为止所占的区域，剩余的区域是常规桩(5)的布置区域；

所述长桩(4)的桩径和所述常规桩(5)的桩径相等均为D＝0.7-0.9m，桩间距相等均为2-2.5m，所述长桩(4)的桩长是自所述被加固土体(2)的顶部至深入所述嵌固层(3)的5D-7D为止，所述常规桩(5)的桩长是自所述被加固土体(2)的顶部至深入所述嵌固层(3)的2D为止。

2.根据权利要求1所述的变桩长刚性桩复合地基，其特征在于：所述长桩(4)和所述常规桩的桩径、桩间距和桩长的具体数值依据标准号为JGJ 79-2012的《建筑地基处理技术规范》中复合地基承载力及变形要求验算确定。

3.根据权利要求1所述的变桩长刚性桩复合地基，其特征在于：所述长桩(4)和所述常规桩(5)的桩型相同，所述长桩(4)和所述常规桩(5)选取CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩和管桩中的一种。

4.根据权利要求3所述的变桩长刚性桩复合地基，其特征在于：当路堤填筑高度H≥5m，边坡角度β≥27°时，所述长桩(4)和所述常规桩(5)选择CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩和管桩中抗拉强度大的桩型，反之选取抗拉强度小的桩型。

5.根据权利要求1所述的变桩长刚性桩复合地基，其特征在于：所述长桩(4)与所述常规桩(5)的顶面平齐，均与所述被加固土体(2)的上表面平齐；所述被加固土体(2)上面铺设有15～30cm厚的褥垫层。

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土建地基，尤其涉及一种含倾斜嵌固层的变桩长刚性桩复合地基。

背景技术

目前，随着我国高速铁路等建设的快速发展，对于路堤的建设速度以及沉降控制等提出了更高的要求。软土广泛分布在我国沿海地区，其天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低，对工程建设提出较大的挑战。而在我国东南沿海地区，上层土大都为饱和软粘土，下层为相对工程性质较好的砂土，粉质黏土。上层土体的抗剪强度较低，排水能力较差，因而路堤容易发生失稳破坏。而为了满足工程中承载力，稳定性及沉降控制的要求，刚性桩地基得到广泛应用。刚性桩包含CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩、预应力水泥土，PCC桩等多种桩型，其具有粘结强度高，承载力强，沉降控制效果好，施工速度快等优点，工程应用十分广泛。通常，嵌固层为水平嵌固层，刚性桩的埋入下层硬土层的深度为0-2倍桩径。但由于部分地区存在复杂的山地地形，倾斜嵌固层分布，即硬土嵌固层的倾角为5°-20°不等。倾斜嵌固层由于存在斜面削弱了其对桩的约束作用。若此种情况桩嵌固深度采用0-2倍桩径，桩体嵌固作用不足，桩体易发生整体倾覆破坏，进而导致路堤失稳，造成巨大人员、财产损失。含有倾斜嵌固层的软土地基在工程中出现了多起由刚性桩倾覆破坏引发路堤失稳的工程事故如何在工程中合理利用刚性桩加固路堤，提高路堤稳定性的同时有效控制成本，成为了一个亟待解决的问题。

在路堤填筑及使用过程中，随着路堤的不断增高以及路堤上部的荷载不断增大，各桩的受力也显著增加，然而不同位置桩体的受力存在较大差异，在路堤中心处，桩以承受竖向轴力为主，承受土体水平荷载较小，而在路堤的软土层厚度较小一侧由于软土厚度较小，土体水平荷载相对较小，因而路堤中心处与路堤软土层厚度较小一侧土体水平荷载小，桩身承受的水平荷载较小。软土层厚度较大一侧桩承受轴力相对较小，但受到土体水平荷载较大，但硬土层的嵌固作用由于斜面存在被削弱，在较大水平推力的作用下，桩身没有发生弯曲变形而桩向路堤软土层厚度较大一侧倾倒，而此时该侧桩的承载力并没有得到充分利用，各桩整体倾覆破坏，最终导致路堤失稳，造成巨大人员、财产损失。与此同时，桩长对桩嵌固作用具有显著影响，然而现有的复合地基设计中大都采用常规桩长，嵌固深度为0-2倍桩径，即便少数长桩布桩工程，也采用均布长桩；而从桩体抗弯能力角度出发，采用在软土层厚度较大一侧布长桩、另一侧布常规桩体的复合地基形式，以提高路堤稳定性为目的的非等长路堤设计方法尚不存在。

综上所述，如何在建设复合地基时，使外侧及内侧桩体发挥各自作用，在控制成本的基础上提高路堤稳定性成为了一个亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种提高含倾斜嵌固层路堤稳定性的变桩长刚性桩复合地基，解决了传统等长传统刚性桩复合地基在嵌固层倾斜左侧(软土层厚度较大一侧)桩体在较大土体水平荷载下容易发生倾倒，从而导致桩体发生整体的倾覆破坏，进而导致路堤失稳、承载力大大降低的工程问题，同时解决了全部采用大嵌固深度桩，施工工期长，造价显著增大，资源浪费的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种提高含倾斜嵌固层路堤稳定性的变桩长刚性桩复合地基，包括设置在被加固土体上的路堤；所述路堤包括路堤顶面和路堤顶面两侧的路堤边坡，所述路堤的横截面上、自路堤边坡的坡脚至路堤边坡坡肩的距离为L；所述被加固土体的上部是软土层，所述被加固土体的下部是嵌固层，所述被加固土体中软土层的厚度是自路堤横截面的一侧至另一侧逐渐减小，软土层厚度大的一侧记为A侧；所述被加固土体中按照行列矩阵布置有多个刚性桩，所有的刚性桩的布置区域为路堤所覆盖的区域；所有的刚性桩中包括长桩和常规桩，所述长桩的布置区域是自A侧的路堤边坡坡脚向路堤横截面宽度中心线延伸至L处为止所占的区域，剩余的区域是常规桩的布置区域；所述长桩的桩径和所述常规桩的桩径均为D＝0.7-0.9m，桩间距均为2-2.5m，所述长桩的桩长是自所述被加固土体的顶部至深入所述嵌固层的5D-7D为止，所述常规桩的桩长是自所述被加固土体的顶部至深入所述嵌固层的2D为止。

进一步讲，所述长桩和所述常规桩的桩径、桩间距和桩长的具体数值依据标准号为JGJ 79-2012的《建筑地基处理技术规范》中复合地基承载力及变形要求验算确定。

所述长桩和所述常规桩的桩型相同，所述长桩和所述常规桩选取CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩和管桩中的一种。

当路堤填筑高度H≥5m，边坡角度β≥27°时，选择其中抗拉强度较大的桩型，反之选取抗拉强度较小的桩型。

所述长桩与所述常规桩的顶面平齐，所述被加固土体上面铺设有15～30cm厚的褥垫层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型复合地基解决了传统常规等桩长刚性桩复合地基在含有倾斜嵌固层时桩由于嵌固不足，桩体作用无法充分发挥而发生倾覆破坏，进而导致路堤失稳、承载力大大降低的工程问题，同时解决了路堤处理均采用长桩复合地基时造价较高、不经济的问题。由于本实用新型复合地基中的软土层厚度较大的一侧(图1中的A侧)的桩采用的是具有较大嵌固深度的长桩，可以充分发挥其桩体的抗弯作用，承担更大的弯矩，减小桩后土体的水平流动，减小桩体在嵌固层的位移，可以有效抵抗桩体倾覆破坏的发生，除此之外，软土层厚度较小一侧(图1中B侧)桩的桩后土体位移较小，承担的土体水平荷载较小，因而桩体承受较小的弯矩和较大的轴力，可以采用常规桩即可满足承担轴力的要求。B侧的桩体采用常规桩，可以在保证路堤稳定性的基础上控制成本，同时，将A侧的桩体加长，发挥抗弯作用，保证路堤承载力的同时有效控制了工程成本。本实用新型桩体可采用统一桩型，统一材料和尺寸，保证A侧桩体可充分发挥刚性桩大刚度的优势，在提高稳定性的基础上进一步节约成本。

本实用新型复合地基具有施工简单、安全性高、适用性强、经济性好的优点。

附图说明

图1为本实用新型复合地基的竖向剖面图；

图2为本实用新型复合地基的平面图；

图中：1-路堤，2-被加固土体，3-嵌固层，4-长桩，5-常规桩，A-被加固土体中软土层厚度大的一侧，B-被加固土体中软土层厚度小的一侧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本实用新型进行解释说明，并不用以限制本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提出的一种提高含倾斜嵌固层路堤稳定性的变桩长刚性桩复合地基，包括设置在被加固土体2上的路堤1；所述路堤1包括路堤顶面和路堤顶面两侧的路堤边坡，所述路堤1的横截面上、自路堤边坡的坡脚至路堤边坡坡肩的距离为L；所述被加固土体2的上部是软土层，所述被加固土体2的下部是嵌固层3，所述被加固土体 2中软土层的厚度是自路堤1横截面的一侧至另一侧逐渐减小，软土层厚度大的一侧记为A 侧，另一侧记为B侧；所述被加固土体2中按照行列矩阵布置有多个刚性桩，所有的刚性桩的布置区域为路堤1所覆盖的区域。

所有的刚性桩中包括长桩4和常规桩5，所述长桩4的布置区域是自A侧的路堤边坡坡脚向路堤横截面宽度中心线延伸至L处为止所占的区域，剩余的区域是常规桩5的布置区域。

所述长桩4采用桩埋入深度较大的刚性桩，嵌固深度为5-7倍的桩径，即所述长桩4的桩长是自所述被加固土体2的顶部至深入所述嵌固层3的5-7倍的桩径为止，常规桩采用桩的嵌固深度为2倍的桩径，即所述常规桩5的桩长是自所述被加固土体2的顶部至深入所述嵌固层3的2倍的桩径为止；所述长桩4的桩径和所述常规桩5的桩径相等均为 0.7-0.9m，桩间距相等均为2-2.5m。

所述长桩4和所述常规桩5的桩型相同，所述长桩4和所述常规桩5可以选取CFG桩、素混凝土桩、钢筋混凝土桩和管桩等任意类型刚性桩，具体选择可根据现场条件等确定，所述长桩4和所述常规桩的桩径、桩间距和桩高的具体数值依据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)中复合地基承载力及变形要求验算确定。仅在路堤软土层厚度较大的一侧(即图1中所示的A侧)区域设置长桩4，而在大部分区域使用常规桩5，充分发挥抗弯承载力，维持路堤稳定，同时，在满足复合地基安全及正常使用的基础上减少桩长，从而大幅度节约成本。

本实用新型具体实施过程中，当路堤填筑高度较高，如路堤填筑H≥5m，边坡较陡，如边坡角度β≥27°时，所述长桩4和所述常规桩5的桩型在可供选择的桩型中选择抗拉强度较大的桩型，反之选取抗拉强度较小的桩型。

所述变间距复合地基与常用常规等长桩复合地基存在明显不同，且与已有的全部采用长桩的复合地基存在本质区别，现有复合地基没有出于嵌固层倾斜削弱嵌固作用的考虑，对复合地基稳定性的存在高估，而全部采用长桩的方案中，软土层厚度较小一侧的土体水平位移小，而受到的轴力大对桩底的嵌固作用要求不大，常规桩即能满足要求，所述变桩长复合地基通过调节桩长考虑了不同位置下桩体不同性能作用，进而提高路堤稳定性，且该方法仅改变桩嵌固深度而对桩体类型要求较少，降低了施工难度，提升了工程中的可操作性。

所述长桩4与所述常规桩5的顶面平齐，且均与所述被加固土体2的上表面平齐；所述被加固土体2上面铺设有15～30cm厚的褥垫层。若所述被加固土体2的下面是倾斜嵌固层，所述被加固土体2的上面的褥垫层可以提高复合地基整体性，使不同桩长的桩体协调作用，保证软土层厚度较大一侧的桩体嵌固深度可以提高桩体的抗弯及抗滑承载力，防止桩体发生倾覆破坏进而导致路堤失稳。

本实用新型提出的变桩长刚性桩复合地基解决了刚性桩复合地基在含有倾斜嵌固层时桩由于嵌固不足发生倾覆破坏，进而导致路堤失稳、承载力大大降低的工程问题，同时仅加长软土层厚度较大一侧路堤下的桩在保证路堤稳定的基础上大大降低造价。本实用新型施工简单、总沉降控制效果好，可大幅度提高路堤稳定性，安全性高、适用性强、经济性好。

尽管上面结合图对本实用新型进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本实用新型的保护之内。

提高含倾斜嵌固层路堤稳定性的变桩长刚性桩复合地基专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。