CN107975062B - 一种陡坡路堤轻型组合支挡结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种陡坡路堤轻型组合支挡结构及施工方法，以有效解决高寒高海拔地区陡坡路堤收坡工程存在的施工困难、投资大、风险高等技术难题。它包括：下锚杆注浆基础和上锚杆注浆基础，间隔成排设置在路堤下坡侧及上坡侧的陡坡地基上；下支撑台和上支撑台，分别设置在下锚杆注浆基础、上锚杆注浆基础顶部，下支撑台顶部中央预留圆弧形凹槽口；支撑立柱，下端为圆弧凸形结构放置在下支撑台顶部的弧形凹槽口中；挡土板，搭接在相邻两支撑立柱之间；支撑结构，两端分别与支撑立柱上部和上支撑台外侧连接；路堤工程，分层填筑在支撑立柱和挡土板内侧的陡坡上。

Description

一种陡坡路堤轻型组合支挡结构及施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程，特别涉及重型支挡结构施工困难的高寒高海拔地区路堤收坡加固。

背景技术

在高寒高海拔地区人们的劳动能力严重下降，重体力劳动对人的身体伤害极大，故在这种条件下传统的路基重型支挡结构将难以实施，并且成本高昂。譬如，常用的陡坡路堤支挡加固桩施工，高寒高海拔挖孔桩开挖困难，危害大，钻孔桩在陡坡区机具搬运及施工均十分困难。因此，如何解决高寒高海拔地区陡坡路堤收坡工程成为急需解决的技术难题，并应具有机械化便利施工、经济、安全、环保等特点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，以有效解决高寒高海拔地区陡坡路堤收坡工程存在的施工困难、投资大、风险高等技术难题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

本发明的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是它包括：下锚杆注浆基础和上锚杆注浆基础，间隔成排设置在路堤下坡侧及上坡侧的陡坡地基上；下支撑台和上支撑台，分别设置在下锚杆注浆基础、上锚杆注浆基础顶部，下支撑台顶部中央预留圆弧形凹槽口；支撑立柱，下端为圆弧凸形结构放置在下支撑台顶部的弧形凹槽口中；挡土板，搭接在相邻两支撑立柱之间；支撑结构，两端分别与支撑立柱上部和上支撑台外侧连接；路堤工程，分层填筑在支撑立柱和挡土板内侧的陡坡上。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种陡坡路堤轻型组合支挡结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

①在陡坡地基上采用钻机分别施工上坡及下坡侧的锚杆群并高压注浆形成下锚杆注浆基础和上锚杆注浆基础；

②施工下锚杆注浆基础、上锚杆注浆基础顶部的下支撑台、上支撑台，下支撑台顶部中央预留圆弧形凹槽口，下支撑台、上支撑台的主钢筋分别与下锚杆注浆基础、上锚杆注浆基础的出露锚杆固定连接；

③安装支撑立柱，其下端圆弧凸形结构进入下支撑台顶部弧形凹槽口中；

④在支撑立柱及上支撑台之间固定设置支撑结构，以稳定支撑立柱；

⑤分段分层设置相邻支撑立柱之间的挡土板；

⑥分段分层填筑挡土板内侧的路堤工程，直至支撑钢筋附近；

⑦拆除支撑钢筋，填筑路堤工程直至其顶面。

本发明的有益效果是，组合结构中的锚杆注浆基础、支撑台均为小型机械施工，支撑立柱、挡土板为轻型预制件，支撑钢筋、锚索结构为轻型小构件，故施工简便、难度低，人工操作内容及强度指标大大降低，施工效率明显提高；锚杆注浆基础替代传统支挡结构中的加固桩基础，避免了人工开挖桩井难度大、风险高或钻孔桩机械搬运及施工困难、成本高等难题；支撑台作为锚杆注浆基础的顶部结构，增大了锚杆注浆基础的整体性，并作为上部支撑立柱的受力基础；支撑台与上部支撑立柱采用弧形凹凸结构铰接，使得上支撑立柱所受弯距不会传递给支撑台，可以大大改善支撑台和支撑立柱的受力，节约工程投资；通过在支撑立柱和上支撑台之间设置支撑钢筋，可以保证支撑立柱在路堤填筑前及填筑初期的稳定，使其不发生向坡体内侧的倾倒，在支撑立柱和上支撑台之间设置锚索结构可以为支撑立柱提供向内的有利拉力，确保支撑立柱的稳定并改善支撑立柱的受力条件，从而节约工程投资；上部支撑台通过上部锚杆注浆基础和锚索结构的作用为支撑立柱提供有利拉力。

该结构有效解决了高寒高海拔地区陡坡路堤收坡工程存在的施工困难、投资大、风险高等技术难题，具有推广应用前景，且符合环保的要求。

附图说明

本说明书包括如下四幅附图：

图1是本发明一种陡坡路堤轻型组合支挡结构的断面示意图；

图2是本发明一种陡坡路堤轻型组合支挡结构的正面示意图；

图3是实施例中方案I的结构和尺寸图；

图4是实施例中方案III的结构和尺寸图。

图中示出构件名称及所对应的标记：下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12、下支撑台21、上支撑台22、支撑立柱3、挡土板4、支撑钢筋5、锚索结构6、路堤工程7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

参照图1、图2，本发明的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构包括：下锚杆注浆基础11和上锚杆注浆基础12，间隔成排设置在路堤下坡侧及上坡的陡坡地基上；下支撑台21和上支撑台22，分别设置在下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12顶部，下支撑台21顶部中央预留圆弧形凹槽口；支撑立柱3，下端为圆弧凸形结构放置在下支撑台21顶部的弧形凹槽口中；挡土板4，搭接在相邻两支撑立柱3之间；支撑结构，两端分别与支撑立柱3上部和上支撑台22外侧连接；路堤工程7，分层填筑在支撑立柱3和挡土板4内侧的陡坡上。

参照图1，所述支撑结构包括支撑钢筋5和锚索结构6，支撑钢筋5两端分别固定在支撑立柱3上部和上支撑台22外侧，锚索结构6两端分别与支撑立柱3顶部和上支撑台22连接。

参照图1和图2，本发明中的下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12、下支撑台21和上支撑台22均采用小型机械施工，支撑立柱3、挡土板4为轻型预制件，支撑钢筋5、锚索结构6为轻型小构件，故施工简便、难度低，人工操作内容及强度指标大大降低，施工效率明显提高。以下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12替代传统支挡结构中的加固桩基础，避免了人工开挖桩井难度大、风险高或钻孔桩机械搬运及施工困难、成本高等难题。以下支撑台21、上支撑台22作为下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12的顶部结构，增大了锚杆注浆基础的整体性，并作为上部支撑立柱3的受力基础。下支撑台21与上部支撑立柱3采用弧形凹凸结构铰接，使得上部支撑立柱3所受弯距不会传递给下支撑台21，可以大大改善下支撑台21和支撑立柱3的受力，节约工程投资。挡土板4的作用是拦挡支撑立柱3间的路堤填筑土。通过在支撑立柱3和上支撑台22之间设置支撑钢筋5，可以保证支撑立柱3在路堤填筑前及填筑初期的稳定，使其不发生向坡体内侧的倾倒。通过在支撑立柱3和上部支撑台22之间设置锚索结构5，可以为支撑立柱3提供向内的有利拉力，确保支撑立柱3的稳定并改善支撑立柱3的受力条件，从而节约工程投资。上支撑台22通过上部锚杆注浆基础12为支撑立柱3提供有利拉力。

参照图1，所述锚杆注浆基础1采用锚杆高压注浆形成地基基础，锚杆设置深度不小于8m，平面通常采用正方形或长方形布置。所述下支撑台21和上支撑台22采用钢筋混凝土浇筑，其主钢筋与下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12出露锚杆固定连接。所述下支撑台21顶部弧形凹槽口的深度不小于0.5m，支撑立柱3的上端和上支撑台22外侧预埋钢筋拉环，用于固定支撑钢筋5和锚索结构6。所述支撑立柱3采用钢筋混凝土预制，其下端圆弧凸形结构与下支撑台21顶部弧形凹槽口相匹配。所述挡土板4采用钢筋混凝土预制，其两端与支撑立柱(3)搭接宽度不小于0.2m。所述支撑钢筋5采用直径不小于32mm的钢筋或钢管，对支撑立柱3起临时稳定作用。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种陡坡路堤轻型组合支挡结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

①在陡坡地基上采用钻机分别施工上坡及下坡侧的锚杆群并高压注浆形成下锚杆注浆基础11和上锚杆注浆基础12；

②施工下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12顶部的下支撑台21、上支撑台22，下支撑台21顶部中央预留圆弧形凹槽口，下支撑台21、上支撑台22的主钢筋分别与下锚杆注浆基础11、上锚杆注浆基础12的出露锚杆固定连接；

③安装支撑立柱3，其下端圆弧凸形结构进入下支撑台21顶部弧形凹槽口中；

④在支撑立柱3及上支撑台22之间固定设置支撑结构，以稳定支撑立柱3；

⑤分段分层设置相邻支撑立柱3之间的挡土板4；

⑥分段分层填筑挡土板4内侧的路堤工程7，直至支撑钢筋5附近；

⑦拆除支撑钢筋5，填筑路堤工程7直至其顶面。

实施例：

以某高寒高海拔陡坡路基工程为例。参照图2，陡坡路基收坡方案I采用传统的路肩桩板墙措施，采用人工开挖及立模方式施工。参照图4，方案II采用本发明的组合式收坡加固结构，采用小型机械化施工。由于施工过程中所采用的挡土板结构及土石方工程相差不大，在此只进行500m长度支挡工程投资对比，支挡工程设置间距为6m。

1、方案I费用概算如下：

①下部人工挖孔桩桩井每天进尺约1m，人工费约600元/天，氧气配置费约200元/天，小爆破炸药费用约30元，挖石运费约20元/m³，桩截面尺寸为1.75m*2.5m。

费用约：(600+200+30+20*1.75*2.5)*13＝11927.5元

②加固桩钢筋绑扎人工费约600元/工天，用时3工天。

费用约：600*3＝1800元

③钢筋混凝土浇筑及立模耗时约4工天，人工费约600元/工天。

费用约：600*4＝2400元

④钢筋混凝土材料单价约1500元/m3

费用约：1500*(13+5.5)*1.75*2.5＝121406.25元

方案I总费用约：(137533.75*500/6)/10000＝1146.11万元

2方案II费用概算如下：

①锚杆注浆基础施工费用：采用小型机械施工，每天施工两处锚杆注浆基础，人工费600元/天，机械租借费200元/天。

费用约：600+200＝800元

②支撑台基础施工费用：每天施工两处支撑台，人工费600元/天，费用约600元。

③预制支撑立柱采用小型机械施工，每天约可以施工近100根(500m长约84根)，费用约1000元。

④支撑钢筋采用人工施工，每天可以施工20根，500m约需要5天，人工费约5*600＝3000元

⑤锚索结构采用人工施工，每天可以施工20根，500m约需要5天，人工费约5*600＝3000元

⑥工程材料费：

上下锚杆注浆基础费用约：2000*(10+8.5)＝37000元

上下支承台钢筋混凝土费用约：5.2*1500＝7800元

立柱钢筋混凝土费用约：1.5*1.75*1500＝3937.5元

支撑钢筋费用约：100*20＝2000元

锚索结构费用约：400*20＝8000元

材料小计：58737.5元

方案II总费用约：

[(800+600+58737.5)*500/6+1000+3000+3000]/10000＝501.85万元

由此可见，方案II比方案I节约工程投资约644.26万元，节约比例近56％。

以上所述只是用图解说明本发明一种陡坡路堤轻型组合支挡结构及其施工方法的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和施工方法适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (9)

1.一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是它包括：下锚杆注浆基础（11）和上锚杆注浆基础（12），间隔成排设置在路堤下坡侧及上坡的陡坡地基上；下支撑台（21）和上支撑台（22），分别设置在下锚杆注浆基础（11）、上锚杆注浆基础（12）顶部，下支撑台（21）顶部中央预留圆弧形凹槽口；支撑立柱（3），下端为圆弧凸形结构放置在下支撑台（21）顶部的弧形凹槽口中；挡土板（4），搭接在相邻两支撑立柱（3）之间；支撑结构，两端分别与支撑立柱（3）上部和上支撑台（22）外侧连接；路堤工程（7），分层填筑在支撑立柱（3）和挡土板（4）内侧的陡坡上。

2.如权利要求1所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述支撑结构包括支撑钢筋（5）和锚索结构（6），支撑钢筋（5）两端分别固定在支撑立柱（3）上部和上支撑台（22）外侧，锚索结构（6）两端分别与支撑立柱（3）顶部和上支撑台（22）连接。

3.如权利要求1所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述锚杆注浆基础（1）采用锚杆高压注浆形成地基基础，锚杆设置深度不小于8m，平面采用正方形或长方形布置。

4.如权利要求1所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述下支撑台（21）和上支撑台（22）采用钢筋混凝土浇筑，其主钢筋与下锚杆注浆基础（11）、上锚杆注浆基础（12）出露锚杆固定连接。

5.如权利要求4所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述下支撑台（21）顶部弧形凹槽口的深度不小于0.5m，支撑立柱（3）的上端和上支撑台（22）外侧预埋钢筋拉环。

6.如权利要求1所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述支撑立柱（3）采用钢筋混凝土预制，其下端圆弧凸形结构与下支撑台（21）顶部弧形凹槽口相匹配。

7.如权利要求1所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述挡土板（4）采用钢筋混凝土预制，其两端与支撑立柱（3）搭接宽度不小于0.2m。

8.如权利要求2所述的一种陡坡路堤轻型组合支挡结构，其特征是：所述支撑钢筋(5)采用直径不小于32mm的钢筋或钢管，对支撑立柱（3）起临时稳定作用。

9.如权利要求1-8任意一项所述一种陡坡路堤轻型组合支挡结构的施工方法，该方法包括如下步骤：

①在陡坡地基上采用钻机分别施工上坡及下坡侧的锚杆群并高压注浆形成下锚杆注浆基础（11）和上锚杆注浆基础（12）；

②施工下锚杆注浆基础（11）、上锚杆注浆基础（12）顶部的下支撑台（21）、上支撑台（22），下支撑台（21）顶部中央预留圆弧形凹槽口，下支撑台（21）、上支撑台（22）的主钢筋分别与下锚杆注浆基础（11）、上锚杆注浆基础（12）的出露锚杆固定连接；

③安装支撑立柱（3），其下端圆弧凸形结构进入上支撑台（22）顶部弧形凹槽口中；

④在支撑立柱（3）及上支撑台（22）之间固定设置支撑结构，以稳定支撑立柱（3）；

⑤分段分层设置相邻支撑立柱（3）之间的挡土板（4）；

⑥分段分层填筑挡土板（4）内侧的路堤工程（7），直至支撑钢筋（5）附近；

⑦拆除支撑钢筋（5），填筑路堤工程（7）直至其顶面。