CN108708239B - 一种返包式土工格栅陡坡路堤结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种返包式土工格栅陡坡路堤结构，在边坡的临空面处上下层叠设置多个返包土工格栅层，在返包土工格栅层的外侧依次铺设厚砂砾垫层调节层和方格网预制块，并在方格网预制块中填充卵石；每一层的返包土工格栅层包括土工格栅，该土工格栅的截面为一侧开口的梯形槽结构，土工格栅的封闭端位于边坡的临空面，土工格栅的末端与路基固定，土工格栅内壁铺设土工布，土工布中填充砾类土路基填料。本发明通过一种更有利于土工格栅充分发挥加筋性能，从而提高加筋陡坡路堤稳定的土工格栅加筋土结构，以及配套的施工工艺来解决土工格栅铺设过程中，临空面附近土体难以压实和格栅张拉费工费时的问题。

Description

一种返包式土工格栅陡坡路堤结构及施工方法

技术领域

本发明属于路堤填筑技术领域，具体涉及一种格栅能自动张紧的返包式土工格栅陡坡路堤结构及施工方法。

背景技术

在山区公路的修筑过程中遇到地面横坡陡峭的情况则无法采用常规的大坡脚设计，通常采用圬工结构来收缩坡脚，采用土工格栅加筋陡坡路堤可以替代圬工结构，显著降低工程的施工难度，缩短工期，达到减少工程费用，加快工程进度。但是，国内外在施工时对于土工格栅加筋陡坡路堤临空面施工均采用在临空面码放植生袋作为临时支护的方法，这种方法的缺点是不适于坡面植被难以生长的干旱地区，且袋内的填土仍然难以压实、格栅张紧需要单独张拉、人工成本极高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供了一种返包式土工格栅陡坡路堤结构及施工方法，用于解决土工格栅—砾类土加筋陡坡路堤临空面施工与格栅张拉一体化施工的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种返包式土工格栅陡坡路堤结构，在边坡的临空面处自下而上层叠设置多个返包土工格栅层，在返包土工格栅层的外侧依次铺设厚砂砾垫层调节层和方格网预制块，并在方格网预制块中填充卵石；

每一层的返包土工格栅层包括用于包裹砾类土路基填料的土工格栅，该土工格栅的截面为一侧开口的梯形槽结构，土工格栅的封闭端位于边坡的临空面，土工格栅的末端与路基固定，土工格栅内壁铺设土工布，土工布中填充砾类土路基填料。

优选的，每一层的返包土工格栅层的顶面设置浅弧形沟槽，与其相邻的土工格栅与浅弧形沟槽贴合，并处于拉紧状态。

优选的，浅弧形沟槽的宽度为1m，深度小于20cm。

优选的，所述返包土工格栅层的高度为50cm。

优选的，该路堤坡度为缓于1:0.5任意坡度。

本发明还提供了一种返包式土工格栅陡坡路堤结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、在路堤的台阶上画出边坡边缘线和边坡内部土工格栅的铺设边缘线，在土工格栅的锚固段开挖浅弧形沟槽；

步骤2、沿边坡内部土工格栅的铺设边缘线铺设土工格栅，土工格栅的返包段土工格栅放置在边坡边缘线以外，土工格栅拉紧后与路基固定；

步骤3、在步骤2的土工格栅上铺设土工布，土工布与土工格栅固连，土工布的返包段土工布放置在边坡边缘线以外；

步骤4、在土工格栅上填筑砾类土路基填料，填筑至路基填土虚铺顶面后进行碾压，碾压后土工格栅与浅弧形沟槽紧贴，然后按照边坡设计坡率对边坡进行处理；

步骤5、将返包段土工布和返包段土工格栅沿边坡向上进行返包，返包至压实后路基填土顶面，形成返包土工格栅层；

步骤6、在返包土工格栅层上重复步骤1-5，逐层施工至设计层数，下层的返包段土工格栅与上层的土工格栅固连；

步骤7、施工至设计层数后，在顶层的返包土工格栅层的顶部现浇混凝土压顶和路面结构层，并在返包土工格栅层的外侧依次铺设砂砾垫层调节层和方格网预制块，并在方格网预制块中填充卵石。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过在边坡临空面处自下而上层叠设置多个返包土工格栅层，每一层的返包土工格栅层采用返包段土工布和返包段土工格栅对填筑的松散砾类土路基填料进行包裹，然后将下层的返包段土工格栅与上层的土工格栅采用连接棒进行连接，使得上下两层土工格栅在坡面临空面处形成一个对土体有侧向约束作用的半封闭环形返包土工格栅层。

同时，在上层覆土体荷载的作用下，返包土工格栅层中的砾类土路基填料在压实过程中产生向外的张力，使边坡临空面的土工格栅产生向外张力，从而使土工格栅产生预张拉力，充分发挥了土工格栅的高强度特性，可以有效提高边坡的稳定性，在上部土体碾压过程中坡面的返包段土工格栅产生的张力使土工格栅的加筋效果最大程度的发挥，从而减少加筋陡坡路基内部的变形。

本发明通过增大陡坡路堤临空面处半封闭的返包土工格栅层的体积，在路基填筑过程中靠返包土工格栅层上方土体的自重荷载和返包土工格栅层对内部砾类土路基填料的侧向约束力的双重作用，使其内部砾类土路基填料压缩，增大边坡临空面处土体的压实度，免去了对临空面边缘土体的碾压，解决了临空面土体难以压实的问题，降低了造价成本，减少了施工工期，达到了需要的效果。

附图说明

图1为本发明陡坡路堤结构示意图；

图2为第一层土工格栅铺设示意图；

图3为第一层土工格栅返包示意图；

图4为第二层土工格栅铺设示意图；

图5为方格网预制块的结构示意图。

图中：图中：1—土工格栅，2—返包段土工格栅，3—返包段土工布，4—边坡设计坡率，5—陡坡路堤边坡边缘，6—路基边缘无法压实部分，7—路基填土虚铺顶面，8—压实后路基填土顶面，9—碾压边缘线，10—浅弧形沟槽开挖部分，11—浅弧形沟槽，12—边坡内部土工格栅的铺设边缘线，13—边坡边缘线，14—连接棒，15—砂砾垫层调节层，16—方格网预制块，17—卵石，18—现浇混凝土压顶，19—路面结构层，20—砾类土路基填料，21—锚杆，22—U形钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明提供的一种返包式土工格栅陡坡路堤结构，该路堤坡度为缓于1:0.5任意坡度，在边坡的临空面处上下层叠设置多个返包土工格栅层，在返包土工格栅层的外侧依次铺设厚砂砾垫层调节层15和方格网预制块16，并在方格网预制块16中填充卵石17；

每一层的返包土工格栅层包括土工格栅1，该土工格栅1工作状态的截面为一侧开口的梯形槽结构，土工格栅1的封闭端位于边坡的临空面，土工格栅1内壁铺设土工布，土工布中填充砾类土路基填料。每一层的返包土工格栅层的顶面设置浅弧形沟槽11，与其相邻的土工格栅1与浅弧形沟槽11贴合，并处于拉紧状态。

返包段土工格栅层的高度为50cm，土工格栅1的末尾嵌固端用U形钉22固定在路基上，土工格栅1铺设后进行路堤碾压，碾压后土工格栅1紧贴宽100cm最大深度20cm的浅弧形沟槽11，土工格栅1沿着浅弧形沟槽11受拉变形使土工格栅1起到了自动张拉的作用，坡面采用返包段土工布3和返包段土工格栅2依次返包，同时与浅弧形沟槽11共同作用，使土工格栅1的抗拉强度充分发挥。坡面铺设15cm厚砂砾垫层调节层15，在砂砾垫层调节层15上方铺设方格网预制块16和卵石17填塞空隙共同组成适用于干旱地区的柔性坡面防护系统。

本发明通过在边坡临空面处层叠设置多层返包土工格栅层，每一层中采用返包段土工布和返包段土工格栅对松散的砾类土路基填料进行包裹，然后将下层的返包段土工格栅2与上层的土工格栅1采用连接棒14进行连接，使得上下两层的土工格栅在坡面临空面处形成一个对土体有侧向约束作用的半封闭环形包裹体，即返包土工格栅层。

同时，在陡坡路堤填筑过程中通过上覆土体荷载的作用对半封闭的返包土工格栅层向下压实，使返包段土工格栅在边坡临空面处产生向外张力，从而使土工格栅预张拉力，充分发挥了土工格栅的高强度特性，可以有效提高边坡的稳定性，在上部土体碾压过程中坡面的返包段土工格栅2产生的张力，使土工格栅的加筋效果最大程度的发挥，从而减少加筋陡坡路基内部的变形。

本发明通过增大陡坡路堤临空面处半封闭的返包土工格栅层的体积，在路基填筑过程中靠返包土工格栅层上方土体的自重荷载和返包土工格栅层对内部土体的侧向约束力的双重作用来使内部土体压缩，增大边坡临空面处土体的压实度，免去了对临空面边缘土体的碾压，解决了临空面土体难以压实的问题，降低了造价成本，减少了施工工期，达到了需要的效果。

如图2-5所示，本发明提供的一种返包式土工格栅陡坡路堤结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、按照《公路路基施工技术规范》要求对原地面表层腐殖土、表土、草皮等进行清理，先根据设计图中标注放样出的每层台阶位置和标高，然后将原地面按照平面和纵面整体安排台阶开挖，保证同一层台阶整体开挖。台阶的最小宽度不得小于2.5m，台阶修成向内倾斜4.5％的横坡，然后对台阶进行压实处理，压实度不小于92％。

步骤2、按照设计图纸画出边坡边缘线13的位置和边坡内部土工格栅的铺设边缘线12，撒上石灰作为标记，边坡内部土工格栅的铺设边缘线12至临空面方向2m为土工格栅1的锚固段，在锚固段开挖浅弧形沟槽11，挖除浅弧形沟槽开挖部分10，清除浅弧形沟槽11中松散块体和对土工格栅1有损伤的尖锐物。

步骤3、按照设计标高在最底层台阶上铺设第一层土工格栅1，土工格栅1的下料长度为设计图纸中的土工格栅1铺设长度和坡面长度和返包长度，铺设时土工格栅1的返包段土工格栅2垂放在边坡边缘线13以外。

返包段土工格栅2包括坡面长度和返包在砾类土路基填料顶部的长度。

步骤4、以边坡边缘线13为控制线，在土工格栅1上铺设裁剪好的土工布，土工布的返包段土工布垂放在边坡边缘线13以外；

边坡边缘线13以内土工布和返包在砾类土路基填料顶部的土工布的宽度均不小于0.5m，采用U形钉22沿临空面边缘线内侧30cm处，将返包段土工布3和土工格栅1用U形22固定，将土工格栅铺平、拉紧后，将边坡内部土工格栅的铺设边缘线12内侧的土工格栅1横肋用U形钉22与路基固定。

步骤5、在铺设好的土工格栅1上面进行填筑砾类土路基填料20，填筑至路基填土虚铺顶面7后进行机械碾压，除路基边缘无法压实部分6以外的其它地方进行压实，形成压实后路基填土顶面8，碾压后土工格栅1紧贴浅弧形沟槽11，土工格栅1受拉变形对土工格栅1起到了张拉的作用，同时碾压过程中填土与土工格栅1之间产生一定的相互位移，促进了格栅网孔与土颗粒之间的嵌固，可有效的利用土工格栅的高强度性能充分发挥土工格栅在砾类土中的加筋效果。

步骤6、碾压后的陡坡路堤边坡边缘5和路基边缘无法压实部分6，按照边坡设计坡率4对边坡进行人工修坡处理。

步骤7、将预留在边坡边缘线13以外的返包段土工布3进行返包，用U形钉22固定在路基填土顶面8上，将预留的返包用土工格栅1沿着人工修坡处理的边坡进行返包至路基填土顶面8，然后铺设上一层土工格栅1，将新铺设的上一层土工格栅1与下面一层的返包段土工格栅2用连接棒14进行连接，形成一个完整的坡面返包体单元。

步骤8、按照上述步骤逐层进行施工，到达设计层数时，由于开挖沟槽和自重的双重作用加筋陡坡内的土工格栅1自动张紧。不需要压路机对路基边缘无法压实部分6进行碾压，降低了造价成本，减少了施工工期，达到了需要的效果，同时还方便了施工。

步骤9、填筑到指定高度以后，人工安装方格网预制块16后，用1m长锚杆21固定方格网护坡，在方格网预制块16内码砌15cm厚卵石17填塞方格网网孔，并用砾类土填塞坡面空隙，到顶后实施现浇混凝土压顶18和路面结构层19。

本发明主要解决的技术问题是土工格栅—砾类土加筋陡坡路堤临空面施工与格栅张拉一体化施工的问题，通过一种更有利于土工格栅充分发挥加筋性能，从而提高加筋陡坡路堤稳定的土工格栅加筋土结构，以及配套的施工工艺来解决土工格栅铺设过程中，临空面附近土体难以压实和格栅张拉费工费时的问题。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种返包式土工格栅陡坡路堤结构，其特征在于，在边坡的临空面处自下而上层叠设置多个返包土工格栅层，在返包土工格栅层的外侧依次铺设砂砾垫层调节层（15）和方格网预制块（16），并在方格网预制块（16）中填充卵石（17）；

每一层的返包土工格栅层包括用于包裹砾类土路基填料的土工格栅（1），该土工格栅（1）的截面为一侧开口的梯形槽结构，土工格栅（1）的封闭端位于边坡的临空面，土工格栅（1）的末端与路基固定，土工格栅（1）内壁铺设土工布，土工布中填充砾类土路基填料；下层的返包段土工格栅与上层的土工格栅采用连接棒进行连接，使得上下两层土工格栅在坡面临空面处形成一个对土体有侧向约束作用的半封闭环形返包土工格栅层；

每一层的返包土工格栅层的顶面设置浅弧形沟槽（11），与其相邻的土工格栅（1）与浅弧形沟槽（11）贴合，并处于拉紧状态，浅弧形沟槽（11）的宽度为1m，深度小于20cm；

所述返包式土工格栅陡坡路堤结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤1、在路堤的台阶上画出边坡边缘线（13）和边坡内部土工格栅的铺设边缘线（12），在土工格栅（1）的锚固段开挖浅弧形沟槽（11）；

步骤2、沿边坡内部土工格栅的铺设边缘线（12）铺设土工格栅（1），土工格栅（1）的返包段土工格栅（2）放置在边坡边缘线（13）以外，土工格栅（1）拉紧后与路基固定；

步骤3、在步骤2的土工格栅（1）上铺设土工布，土工布与土工格栅（1）固连， 土工布的返包段土工布（3）放置在边坡边缘线（13）以外；

步骤4、在土工格栅（1）上填筑砾类土路基填料（20），填筑至路基填土虚铺顶面（7）后进行碾压，碾压后土工格栅（1）与浅弧形沟槽（11）紧贴，然后按照边坡设计坡率对边坡进行处理；

步骤5、将返包段土工布（3）和返包段土工格栅（2）沿边坡向上进行返包，返包至压实后路基填土顶面（8），形成返包土工格栅层；

步骤6、在返包土工格栅层上重复步骤1-5，逐层施工至设计层数，下层的返包段土工格栅（2）与上层的土工格栅（1）固连；

步骤7、施工至设计层数后，在顶层的返包土工格栅层的顶部现浇混凝土压顶（18）和路面结构层（19），在返包土工格栅层的外侧依次铺设砂砾 垫层调节层（15）和方格网预制块（16），并在方格网预制块（16）中填充卵石（17）。

2.根据权利要求1所述一种返包式土工格栅陡坡路堤结构，其特征在于，所述返包土工格栅层的高度为50cm。

3.根据权利要求1所述一种返包式土工格栅陡坡路堤结构，其特征在于，该路堤坡度为缓于1:0.5任意坡度。