CN108951335A - 一种轻型陡斜坡路基结构 - Google Patents

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何云勇
孙璐
叶尚其
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Abstract

本发明一种轻型陡斜坡路基结构，属于道路领域，目的是加固陡斜坡地基，提高陡斜坡路基稳定性。包括保护壁，以及浇筑于边坡坡面与保护壁包围区域内的气泡轻质土筑体，在边坡坡脚处设置有路基基础，路基基础包括浇筑于边坡坡脚内的底座和钢管桩；底座与保护壁均为钢筋混凝土结构，且底座的钢筋与保护壁的钢筋相连接，钢管桩的顶端与底座的钢筋相连接，且底端向下延伸至边坡的稳定区。本发明，通过钢管桩灌注水泥砂浆，固结地基岩土体，对边坡起到加强作用；并使钢管桩、底座和保护壁形成一个整体，钢管桩作为保护壁的基础，增强保护壁的稳定性。钢管桩埋设于气泡轻质土筑体下方的边坡结构内，提高了气泡轻质土筑体的整体性。

Description

一种轻型陡斜坡路基结构
技术领域
本发明属于道路领域，具体的是一种轻型陡斜坡路基结构。
背景技术
山区陡斜坡路基的塌方或沉陷灾害有两种，一种属于渐进性，为下边坡推移式滑坡，推移式滑坡是指整个路堤向下滑动，推动坡体变形或破坏，路面会出现明显的下沉，并出现拉裂缝。另一种属于突发性，如上边坡滑移或崩塌后掉落巨石砸损路基，因地震、泥石流的发生导致路基主体破损，失去其既有通车功能，突发性山区公路断道灾害因其发生突然、无明显征兆，常造成公路交通意外中断和人民生命财产损失，需要重点防治。
传统的常采用抗滑桩或重力式挡墙对路基边坡进行永久防护，但是，山区公路陡斜坡路段施工场地狭窄，大体积混凝土施工困难、工期长，工程规模巨大，特别不适用于地震、山洪、泥石流等灾后路基抢通保通工程。为了兼具快速施工、工程投资省及永久性修复的特点，保证路基边坡稳定且施工工期短，出现了利用气泡轻质土作为填土材料的路基结构，如图1所示，其通过竖直支撑于边坡坡脚的保护壁2与边坡坡面包围形成纵向的浇筑腔体，通过浇筑腔体内浇筑气泡轻质土形成气泡轻质土筑体，气泡轻质土筑体与边坡之间设置树根桩9，树根桩9沿着气泡轻质土筑体与边坡的结合面分布，且其一端浇筑于气泡轻质土筑体内，另一端伸入边坡的稳定层内。通过树根桩避免气泡轻质土筑体沿气泡轻质土筑体的坡面滑动。该结构，气泡轻质土的轻质性和自立性可简化路基边坡的支护结构。但是，树根桩与气泡轻质土刚度相差较大，一旦填筑的气泡轻质土发生位移，树根桩将刺破气泡轻质土结构，使其丧失整体性能，导致路基本体结构失稳。
发明内容
本发明的目的是一种轻型陡斜坡路基结构，解决陡斜坡路基施工困难、工期长、易滑动失稳的技术问题，以固结地基，提高路基支撑的稳定性。
本发明采用的技术方案是:一种轻型陡斜坡路基结构，包括竖直支撑于边坡坡脚的保护壁，以及浇筑于边坡坡面与保护壁包围区域内的气泡轻质土筑体，在边坡坡脚处设置有路基基础，所述路基基础包括浇筑于边坡坡脚内的底座和沿着气泡轻质土筑体纵向设置的一组钢管桩；所述底座与保护壁均为钢筋混凝土结构，且底座的钢筋与保护壁的钢筋相连接；所述钢管桩的顶端与底座的钢筋相连接，且底端向下延伸至边坡的稳定区。
进一步的，一组钢管桩沿着气泡轻质土筑体纵向设置成至少两列，且该一组钢管桩围成矩形区域。
进一步的，沿着气泡轻质土筑体竖向设置有N组钢筋网，各组钢筋网沿气泡轻质土筑体间隔布置成一列，且各组所述钢筋网水平铺设，且其一端与保护壁的钢筋固定连接，另一端埋设于边坡内。
进一步的，所述气泡轻质土筑体高度为H，相邻两组钢筋网的间距为D；所述H＜5m,则，所述N＝2，各组钢筋网中钢筋网仅有一层，且最顶部钢筋网距离气泡轻质土筑体顶面的距离≤500mm，最底部钢筋网距离气泡轻质土筑体底面的距离≤500mm；
所述5m≤H≤7m，则，所述N＝2，各组钢筋网中钢筋网设置有两层，且最顶部钢筋网距离气泡轻质土筑体顶面的距离≤1000mm，最底部钢筋网距离气泡轻质土筑体底面的距离≤1000mm；
所述7m＜H≤10m，则，所述N＞2，各组钢筋网中钢筋网设置有两层，且最顶部钢筋网距离气泡轻质土筑体顶面的距离≤1000mm，最底部钢筋网距离气泡轻质土筑体底面的距离≤1000mm；250mm＜D≤500mm。
进一步的，所述气泡轻质土筑体与边坡的结合面呈阶梯状，且所述结合面包括水平踏面和倾斜踢面。
进一步的，所述水平踏面向边坡方向向下倾斜，且倾边坡度为2％-4％。
进一步的，设置有排水结构，所述排水结构包括沿气泡轻质土筑体竖向分布的一组纵向碎石盲沟和一组横向排水管；且各纵向碎石盲沟沿气泡轻质土筑体纵向延伸并设置于对应的水平踏面处；所述横向排水管与纵向碎石盲沟一一对应，且各横向排水管一端与对应纵向碎石盲沟相连通，另一端沿气泡轻质土筑体横向贯穿保护壁延伸至气泡轻质土筑体外。
进一步的，沿着气泡轻质土筑体竖向在所述结合面上埋设有透水管，各纵向碎石盲沟经所述透水管相连通。
本发明的有益效果是：本发明，通过钢管桩的底端向下延伸至边坡的稳定区，对边坡起到加强作用，同时，钢管桩灌注水泥砂浆，水泥砂浆渗入陡斜坡地基固结岩土体，提高地基承载力和稳定性。通过底座的钢筋与保护壁的钢筋相连接，且钢管桩的顶端与底座的钢筋相连接，使得钢管桩、底座和保护壁形成一个整体，使得钢管桩不仅起到加强边坡稳定性的作用，还作为保护壁的基础，增强保护壁的稳定性。钢管桩、底座和保护壁构成一个整体承力系统，对气泡轻质土筑体本身起到抗滑移作用，避免气泡轻质土筑体沿边坡的坡面滑动。最重要的是，钢管桩埋设于气泡轻质土筑体下方的边坡结构内，其不伸入气泡轻质土筑体内，不会对气泡轻质土筑体产生剪切，提高了气泡轻质土筑体的整体性。
附图说明
图1为现有技术结构示意图；
图2为本发明结构示意图。
图中，边坡1、保护壁2、气泡轻质土筑体3、底座4、钢管桩5、钢筋网6、水平踏面71、倾斜踢面72、纵向碎石盲沟81、横向排水管82、透水管83、树根桩9。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明如下：
一种轻型陡斜坡路基结构，如图2所示，包括竖直支撑于边坡1坡脚的保护壁2，以及浇筑于边坡1坡面与保护壁2包围区域内的气泡轻质土筑体3，在边坡1坡脚处设置有路基基础，所述路基基础包括浇筑于边坡1坡脚内的底座4和沿着气泡轻质土筑体3纵向设置的一组钢管桩5；所述底座4与保护壁2均为钢筋混凝土结构，且底座4的钢筋与保护壁2的钢筋相连接，所述钢管桩5的顶端与底座4的钢筋相连接，且底端向下延伸至边坡1的稳定区。
本发明，通过钢管桩5的底端向下延伸至边坡1的稳定区，对边坡1起到加强作用，同时，钢管桩5钢管桩灌注M30水泥砂浆，M30水泥砂浆渗入陡斜坡地基固结岩土体，提高地基承载力和稳定性。通过底座4的钢筋与保护壁2的钢筋相连接，且钢管桩5的顶端与底座4的钢筋相连接，使得钢管桩5、底座4和保护壁2形成一个整体，使得钢管桩5不仅起到加强边坡1稳定性的作用，还作为保护壁2的基础，增强保护壁2的稳定性。钢管桩5、底座4和保护壁2构成一个整体承力系统，对气泡轻质土筑体3本身起到抗滑移作用，避免气泡轻质土筑体3沿边坡1的坡面滑动。最重要的是，钢管桩5埋设于气泡轻质土筑体3下方的边坡1结构内，其不伸入气泡轻质土筑体3内，不会对气泡轻质土筑体3产生剪切，提高了气泡轻质土筑体3的整体性。该发明可用于塌方路基的治理，也可以用于新建边坡路基。
一组钢管桩5沿着气泡轻质土筑体3纵向设置成至少两列，且该一组钢管桩5围成矩形区域。由钢管桩5围成的矩形区域形成土拱效应，压力注浆固结滑动带，提高陡斜坡自身的稳定性。若陡斜坡存在滑动推力，当计算推力T≤300kN/m时，设置两排钢管桩；当计算推力小于300kN/m＜T≤400kN/m时，设置三排钢管桩。
为了进一步避免气泡轻质土筑体3沿边坡1的坡面滑动，约束保护壁2水平位移，优选的，沿着气泡轻质土筑体3竖向设置有N组钢筋网6，各组钢筋网6沿气泡轻质土筑体3间隔布置成一列，且各组所述钢筋网6水平铺设，且其一端与保护壁2的钢筋固定连接，另一端埋设于边坡1内。
通过钢筋网6的设置，将气泡轻质土筑体3与边坡1固定，当具有沿边坡1坡面滑动的作用力时，钢筋网6将气泡轻质土筑体3拉向边坡1，提高了抗气泡轻质土筑体3滑移及倾翻的作用。
优选的，所述气泡轻质土筑体3高度为H，相邻两组钢筋网6的间距为D；所述H＜5m,则，所述N＝2，各组钢筋网6中钢筋网6仅有一层，且最顶部钢筋网6距离气泡轻质土筑体3顶面的距离≤500mm，最底部钢筋网6距离气泡轻质土筑体3底面的距离≤500mm；
所述5m≤H≤7m，则，所述N＝2，各组钢筋网6中钢筋网设置有两层，且最顶部钢筋网6距离气泡轻质土筑体3顶面的距离≤1000mm，最底部钢筋网6距离气泡轻质土筑体3底面的距离≤1000mm；
所述7m＜H≤10m，则，所述N＞2，各组钢筋网6中钢筋网设置有两层，且最顶部钢筋网6距离气泡轻质土筑体3顶面的距离≤1000mm，最底部钢筋网6距离气泡轻质土筑体3底面的距离≤1000mm；250mm＜D≤500mm。
为了提高气泡轻质土筑体3与边坡1结合的稳定性，进一步提高抗滑移性能，优选的，所述气泡轻质土筑体3与边坡1的结合面呈阶梯状，且所述结合面包括水平踏面71和倾斜踢面72。
水平踏面71可以与水平面呈0度夹角，优选的，所述水平踏面71向边坡方向向下倾斜，且倾边坡度为2％-4％。
该结构，水平踏面71对气泡轻质土筑体3施加向边坡方向的摩擦力，该摩擦力将气泡轻质土筑体3拉向边坡1，利于阻止气泡轻质土筑体3滑移。
若地下渗水汇集于边坡1与气泡轻质土筑体3的结合面，长期积累，易造成结合面对应处边坡1出现滑动带，导致气泡轻质土筑体3滑动或者沉降，为了避免上述问题，优选的，设置有排水结构，所述排水结构包括沿气泡轻质土筑体3竖向分布的一组纵向碎石盲沟81和一组横向排水管82；且各纵向碎石盲沟81沿气泡轻质土筑体3纵向延伸并设置于对应的水平踏面71处；所述横向排水管82与纵向碎石盲沟81一一对应，且各横向排水管82一端与对应纵向碎石盲沟81相连通，另一端沿气泡轻质土筑体3横向贯穿保护壁2延伸至气泡轻质土筑体3外。
该排水结构，在每级水平踏面71处均设置有一条纵向碎石盲沟81，纵向碎石盲沟81沿气泡轻质土筑体3纵向延伸，如此，与每级水平踏面71相邻的上方倾斜踢面72的水及水平踏面71对应的水均渗入纵向碎石盲沟81，每条纵向碎石盲沟81均倾斜设置，横向排水管82与纵向碎石盲沟81较低的一端相连通，则汇集于纵向碎石盲沟81的地下渗水，最终经横向排水管82导排至路基外。
优选的，沿着气泡轻质土筑体3竖向在所述结合面上埋设有透水管83，各纵向碎石盲沟81经所述透水管83相连通。
透水管83的设置，首先提高地下水渗入纵向碎石盲沟81的速度；其次，各纵向碎石盲沟81经所述透水管83相连通，通过透水管83起到分配各纵向碎石盲沟81排水能力的作用，避免因不同地段地下水含量差异，造成渗入各纵向碎石盲沟81的水量差异较大，使得某些纵向碎石盲沟81导排能力不足而无法满足排水要求的局面。

Claims (8)

1.一种轻型陡斜坡路基结构，包括竖直支撑于边坡(1)坡脚的保护壁(2)，以及浇筑于边坡(1)坡面与保护壁(2)包围区域内的气泡轻质土筑体(3)，其特征在于：在边坡(1)坡脚处设置有路基基础，所述路基基础包括浇筑于边坡(1)坡脚内的底座(4)和沿着气泡轻质土筑体(3)纵向设置的一组钢管桩(5)；所述底座(4)与保护壁(2)均为钢筋混凝土结构，且底座(4)的钢筋与保护壁(2)的钢筋相连接；所述钢管桩(5)的顶端与底座(4)的钢筋相连接，且底端向下延伸至边坡(1)的稳定区。
2.如权利要求1所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：一组钢管桩(5)沿着气泡轻质土筑体(3)纵向设置成至少两列，且该一组钢管桩(5)围成矩形区域。
3.如权利要求1所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：沿着气泡轻质土筑体(3)竖向设置有N组钢筋网(6)，各组钢筋网(6)沿气泡轻质土筑体(3)间隔布置成一列，且各组所述钢筋网(6)水平铺设，且其一端与保护壁(2)的钢筋固定连接，另一端埋设于边坡(1)内。
4.如权利要求3所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：所述气泡轻质土筑体(3)高度为H，相邻两组钢筋网(6)的间距为D；所述H＜5m,则，所述N＝2，各组钢筋网(6)中钢筋网(6)仅有一层，且最顶部钢筋网(6)距离气泡轻质土筑体(3)顶面的距离≤500mm，最底部钢筋网(6)距离气泡轻质土筑体(3)底面的距离≤500mm；
所述5m≤H≤7m，则，所述N＝2，各组钢筋网(6)中钢筋网设置有两层，且最顶部钢筋网(6)距离气泡轻质土筑体(3)顶面的距离≤1000mm，最底部钢筋网(6)距离气泡轻质土筑体(3)底面的距离≤1000mm；
所述7m＜H≤10m，则，所述N＞2，各组钢筋网(6)中钢筋网设置有两层，且最顶部钢筋网(6)距离气泡轻质土筑体(3)顶面的距离≤1000mm，最底部钢筋网(6)距离气泡轻质土筑体(3)底面的距离≤1000mm；250mm＜D≤500mm。
5.如权利要求1-4任意一项权利要求所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：所述气泡轻质土筑体(3)与边坡(1)的结合面呈阶梯状，且所述结合面包括水平踏面(71)和倾斜踢面(72)。
6.如权利要求5所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：所述水平踏面(71)向边坡方向向下倾斜，且倾边坡度为2％-4％。
7.如权利要求6所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：设置有排水结构，所述排水结构包括沿气泡轻质土筑体(3)竖向分布的一组纵向碎石盲沟(81)和一组横向排水管(82)；且各纵向碎石盲沟(81)沿气泡轻质土筑体(3)纵向延伸并设置于对应的水平踏面(71)处；所述横向排水管(82)与纵向碎石盲沟(81)一一对应，且各横向排水管(82)一端与对应纵向碎石盲沟(81)相连通，另一端沿气泡轻质土筑体(3)横向贯穿保护壁(2)延伸至气泡轻质土筑体(3)外。
8.如权利要求7所述的一种轻型陡斜坡路基结构，其特征在于：沿着气泡轻质土筑体(3)竖向在所述结合面上埋设有透水管(83)，各纵向碎石盲沟(81)经所述透水管(83)相连通。
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