CN107700528A - 一种桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于边坡支护领域，涉及一种桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法，包括设置在边坡原始地形线坡脚位置的加筋土换填处理区、设置在加筋土换填处理区上表面并与加筋土换填处理区压实的填方体以及设置在边坡原始地形线坡顶位置并从填方体的上表面打入或压入的边坡内部的预制抗滑桩；加筋土换填处理区以及填方体中均包括层状设置的土工合成材料以及填充在土工合成材料中并被压实的压实填土。本发明提出了一种既能有效的提高填方土体的整体性，有效的防止发生滑坡，并能够承担较大的上部荷载的桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法。

Description

一种桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法

技术领域

本发明属于边坡支护领域，涉及一种加筋承载结构及施工方法，尤其涉及一种桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法，既能提高填方体的整体性和稳定性，有效的防止坡体滑移发生，又能承担较大的上部荷载的联合支档结构，主要用于上部承载坡体相邻填方体的稳定控制。

背景技术

随着经济建设的发展，工程建设的自然环境条件也越来越复杂，在进行山地建、构筑修建时，常会遇到高填方的问题。由于地形等条件的限制，高填方通常紧邻高挖方，尤其是在既有边坡上进行土体填筑，往往不能按自由放坡，因而须对填方体进行加固与治理。由于土工合成材料具有造价低廉、施工方便等特点，同时因其具有特有的网孔结构，对土的嵌固作用与咬合作用也更强，近几年在山地建筑高填方边坡的加固与治理工程中得到了越来越广泛的应用。抗滑桩结构是借助桩与周围岩土共同作用，把土压力传递到稳定地层，它可以提高填方体的稳定性。同时，抗滑桩作为桩的一个类型，也具备把上部构、建筑物的荷载传递到持力层的功能。在目前工程中，加筋土与抗滑桩通常单独使用，采用预制抗滑桩穿透加筋土层深入挖方边坡内部的做法未见报道和使用。

对紧邻挖方边坡的高填方而言，由于原地形倾斜，极易产生滑动。而在对其进行治理时，往往单一的支挡措施已不能满足工程需要，必须采用多种工程措施联合支挡的治理方法。因此采用桩体贯入加筋填土体结构进行高填方的加固和治理，可以发挥加筋土与抗滑桩技术的各自优点，提高对土体位移约束能力，增强填方稳定性，同时能够为坡顶上部建、构筑物提供支撑，传递上部荷载至深部稳定持力层。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种既能有效的提高填方土体的整体性，有效的防止发生滑坡，并能够承担较大的上部荷载的桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述桩体贯入式填土体加筋承载结构包括设置在边坡原始地形线坡脚位置的加筋土换填处理区、设置在加筋土换填处理区上表面并与加筋土换填处理区压实的填方体以及设置在边坡原始地形线坡顶位置并从填方体的上表面打入或压入的边坡内部的预制抗滑桩；所述加筋土换填处理区以及填方体中均包括层状设置的土工合成材料以及填充在土工合成材料中并被压实的压实填土。

作为优选，本发明所采用的土工合成材料是土工格栅和/或土工格室。

作为优选，本发明所采用的边坡原始地形线的坡度是30°～45°。

作为优选，本发明所采用的相邻两层土工合成材料之间的距离是300mm～600mm。

作为优选，本发明所采用的压实填土的碾压密实度不小于0.97。

作为优选，本发明所采用的填方体的高度小于8米或大于或等于8米；所述填方体的高度小于8米时，所述填方体是一级；所述填方体的高度大于或等于8米时，所述填方体是多级；一级或多级填方体整体形成具有坡度的加筋土挡墙结构；所述填方体的坡率范围是1：0.75～1：0.2。

作为优选，本发明所采用的填方体是多级时，所述桩体贯入式填土体加筋承载结构还包括设置在相邻两级填方体之间的通道。

作为优选，本发明所采用的填方体内部设置有排水系统；所述桩体贯入式填土体加筋承载结构还包括设置在预制抗滑桩上端并与预制抗滑桩相连并设置的桩基承台。

作为优选，本发明所采用的预制抗滑桩的数量、桩径、桩长以及相邻两根预制抗滑桩的间距根据填方体上表面所承受的上部荷载及填方体抗滑移稳定要求计算确定。

一种基于如前所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构的施工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1)在边坡原始地形线坡脚位置开挖坡脚地基；

2)在坡脚地基中分层铺设土工合成材料，并在土工合成材料中填充压实填土，并将压实填土压实，所述土工合成材料以及填充在土工合成材料内的压实填土共同构成加筋土换填处理区；

3)在加筋土换填处理区的上表面分层铺设土工合成材料，并在土工合成材料中填充压实填土，并将压实填土压实，所述土工合成材料以及填充在土工合成材料内的压实填土共同构成填方体；所述填方体的坡率范围是1：0.75～1：0.2；

4)待填方体铺设至设计标高时，将预制抗滑桩从边坡原始地形线的坡顶位置且沿填方体的上表面竖直打入或压入边坡内部；所述预制抗滑桩、填方体以及加筋土换填处理区以及边坡形成稳定的加筋承载结构。

本发明的优点是：

本发明提供了一种桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法，包括清理地表和挖方边坡表层浮土，并在拟填筑边坡坡脚处，采用土工格栅加筋土进行地基换填处理，填方边坡按设计筋带长度和间距分层铺设土工格栅并压实，按设计坡度分级施工至设计标高，将预制好的钢筋混凝土桩静压或锤击穿过原坡面，并达到设计深度。这种组合支挡结构的优点在于：

包括在填方土体中采用土工合成材料(土工格栅或土工格室)加筋，在加筋体后侧的贯入抗滑桩；填方体临空面可呈陡立台阶式，可减少削坡土方量，降低地表破坏，实现挖填平衡，节约填料、土地和植被资源。本发明该方式加筋材料被桩约束，大大提高筋材效率，减少筋材的水平长度；提高对填方土体水平约束效果，减少格栅的水平锚固长度，提高格栅效率，在临空面通过筋材的加筋及分割，减小潜在滑动土体体积，减小土体的变形，避免填方体坡面发生“鼓肚”，提高加筋土体的整体性和稳定性；抗滑桩穿过加筋土填方体，并贯入挖方体，穿过滑动面，提高加筋填方体的整体稳定性，同时，能承担较大的上部荷载，将竖向荷载传递至深处稳定岩层，降低坡顶荷载，提高边坡的稳定性。总的来说，本发明主要用于软弱土层上方高填方的填筑，既能有效的提高加筋土体局部和整体稳定性，控制坡体位移，又能有效承担较大的上部荷载。

附图说明

图1是本发明所提供的桩体贯入式填土体加筋承载结构的结构示意图；

图2是基于本发明所提供的桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法在实际使用过程中的施工图；

图中标记：

1-墙顶定位线；2-桩基承台；3-预制抗滑桩；4-通道；5-压实填土；6-原始地形线；7-土工合成材料；8-排水系统；9-加筋土换填处理区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所提供的技术方案进行详细说明，但本发明并不仅限于以下方式：

本发明是一种桩体贯入式填土体加筋承载结构及施工方法，在满足有效提高加筋土体的整体性和稳定性的基础上，又能有效的防止发生高填方边坡浅层滑坡和承担较大的上部荷载。该结构首先采用加筋土换填处理地基，按设计筋带长度和间距分层铺设土工格栅并填土压实，按设计坡度分级施工至设计标高，将预制好的钢筋混凝土桩贯入至设计深度。

参见图1，本发明提供了一种桩体贯入式填土体加筋承载结构，该桩体贯入式填土体加筋承载结构包括设置在边坡原始地形线6坡脚位置的加筋土换填处理区9、设置在加筋土换填处理区9上表面并与加筋土换填处理区9压实的填方体以及设置在边坡原始地形线6坡顶位置并从填方体的上表面打入或压入的边坡内部的预制抗滑桩3；加筋土换填处理区9以及填方体中均包括层状设置的土工合成材料7以及填充在土工合成材料7中并被压实的压实填土5。填方体上表面的顶部形成墙顶定位线1。

土工合成材料7是土工格栅和/或土工格室；边坡原始地形线6的坡度是30°～45°。

相邻两层土工合成材料7之间的距离是300mm～600mm，压实填土5的碾压密实度不小于0.97。

填方体的高度小于8米或大于或等于8米；当填方体的高度小于8米时，填方体是一级；当填方体的高度大于或等于8米时，填方体是多级；一级或多级填方体整体形成具有坡度的加筋土挡墙结构；填方体的坡率范围是1：0.75～1：0.2。填方体是多级时，桩体贯入式填土体加筋承载结构还包括设置在相邻两级填方体之间的通道4。填方体内部设置有排水系统8；桩体贯入式填土体加筋承载结构还包括设置在预制抗滑桩3上端并与预制抗滑桩3相连并设置的桩基承台2。

预制抗滑桩3的数量、桩径、桩长以及相邻两根预制抗滑桩3的间距根据填方体上表面所承受的上部荷载及填方体抗滑移稳定要求计算确定。

本发明在提供桩体贯入式填土体加筋承载结构的同时，还提供了基于该承载结构的施工方法，该方法包括以下步骤：

1)在边坡原始地形线6坡脚位置开挖坡脚地基；

2)在坡脚地基中分层铺设土工合成材料7，并在土工合成材料7中填充压实填土5，并将压实填土5压实，土工合成材料7以及填充在土工合成材料7内的压实填土5共同构成加筋土换填处理区9；

3)在加筋土换填处理区9的上表面分层铺设土工合成材料7，并在土工合成材料7中填充压实填土5，并将压实填土5压实，土工合成材料7以及填充在土工合成材料7内的压实填土5共同构成填方体；填方体的坡率范围是1：0.75～1：0.2；

4)待填方体铺设至设计标高时，将预制抗滑桩3从边坡原始地形线6的坡顶位置且沿填方体的上表面竖直打入或压入边坡内部；预制抗滑桩3、填方体以及加筋土换填处理区9以及边坡形成稳定的加筋承载结构。

实施例1

某边坡位于湖北省咸宁山区，场地属填挖方区，场地地质环境为相对稳定区。现场地需在现有位置进行大面积填方，并进行小面积挖方，填方高度约15～18m，并需在填方到设计高度的土层上建设高压电塔。由于该边坡的重要性，根据以上所述工程概况，并结合地区经验，按照安全经济的设计原则，本工程采用了桩承式加筋土联合支挡结构设计方案。采用两级填筑的土工格栅加筋土结构，如图2所示，填方总高度14.5m，其中，由下至上，第一级加筋土填方边坡高7.5m，第二级加筋土填方边坡高7m，加筋材料采用单向拉伸高密度聚乙烯土工格栅，加筋土填料采用粉质粘土，竖向相邻两层土工格栅间的砂质粘土设计厚度为500mm，分2层碾压，每层压实厚度为250mm，碾压密实，密实度不小于0.97，并整平，高差不大于100mm。填方区地基采用加筋砂垫层进行换填处理，在填方工作开始前，挖除1m深度原地面浮土，并采用强夯夯实，然后回填采用单向拉伸高密度聚乙烯土工格栅加筋中粗砂，并分层碾压密实，分层厚度200mm。填方区宽度约为62.8m，在43.5m高程临空面处设置一道宽1.5m的马道，马道上、下墙面的坡率分别为1：0.3、1：0.2。预制抗滑桩桩径900mm，间距2500mm，桩长18m，与加筋土形成了联合支挡结构。通过对这个加筋土与抗滑桩在高填方边坡中联合应用的实际工程进行分析和经工程实践检验，总结形成了适用于山区(丘陵)软弱土层上方高填方的填筑施工工艺。较之传统高挡墙结构，本发明结构和方法既能有效的提高加筋土体局部和整体稳定性，控制坡体位移，又能有效承担较大的上部荷载。

Claims (10)

1.一种桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述桩体贯入式填土体加筋承载结构包括设置在边坡原始地形线（6）坡脚位置的加筋土换填处理区（9）、设置在加筋土换填处理区（9）上表面并与加筋土换填处理区（9）压实的填方体以及设置在边坡原始地形线（6）坡顶位置并从填方体的上表面打入或压入的边坡内部的预制抗滑桩（3）；所述加筋土换填处理区（9）以及填方体中均包括层状设置的土工合成材料（7）以及填充在土工合成材料（7）中并被压实的压实填土（5）。

2.根据权利要求1所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述土工合成材料（7）是土工格栅和/或土工格室。

3.根据权利要求2所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述边坡原始地形线（6）的坡度是30°~45°。

4.根据权利要求3所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：相邻两层土工合成材料（7）之间的距离是300mm~600mm。

5.根据权利要求4所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述压实填土（5）的碾压密实度不小于0.97。

6.根据权利要求5所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述填方体的高度小于8米或大于或等于8米；所述填方体的高度小于8米时，所述填方体是一级；所述填方体的高度大于或等于8米时，所述填方体是多级；一级或多级填方体整体形成具有坡度的加筋土挡墙结构；所述填方体的坡率范围是1：0.75~1：0.2。

7.根据权利要求6所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述填方体是多级时，所述桩体贯入式填土体加筋承载结构还包括设置在相邻两级填方体之间的通道（4）。

8.根据权利要求7所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述填方体内部设置有排水系统（8）；所述桩体贯入式填土体加筋承载结构还包括设置在预制抗滑桩（3）上端并与预制抗滑桩（3）相连并设置的桩基承台（2）。

9.根据权利要求8所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构，其特征在于：所述预制抗滑桩（3）的数量、桩径、桩长以及相邻两根预制抗滑桩（3）的间距根据填方体上表面所承受的上部荷载及填方体抗滑移稳定要求计算确定。

10.一种基于如权利要求1-9任一所述的桩体贯入式填土体加筋承载结构的施工方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）在边坡原始地形线（6）坡脚位置开挖坡脚地基；

2）在坡脚地基中分层铺设土工合成材料（7），并在土工合成材料（7）中填充压实填土（5），并将压实填土（5）压实，所述土工合成材料（7）以及填充在土工合成材料（7）内的压实填土（5）共同构成加筋土换填处理区（9）；

3）在加筋土换填处理区（9）的上表面分层铺设土工合成材料（7），并在土工合成材料（7）中填充压实填土（5），并将压实填土（5）压实，所述土工合成材料（7）以及填充在土工合成材料（7）内的压实填土（5）共同构成填方体；所述填方体的坡率范围是1：0.75~1：0.2；

4）待填方体铺设至设计标高时，将预制抗滑桩（3）从边坡原始地形线（6）的坡顶位置且沿填方体的上表面竖直打入或压入边坡内部；所述预制抗滑桩（3）、填方体以及加筋土换填处理区（9）以及边坡形成稳定的加筋承载结构。