CN109183818A - 一种膨胀土岩路堑边坡支挡减胀结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及膨胀土/岩路堑边坡防护技术领域，尤其是涉及一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，包括：钢筋混凝土基础、钢筋混凝土挡土墙和减胀装置；钢筋混凝土挡土墙设置于所述钢筋混凝土基础上；减胀装置设置于所述钢筋混凝土基础上，且所述减胀装置、钢筋混凝土挡土墙由内到外依次设于膨胀土/岩体的外部；所述减胀装置采用不同密度泡沫铝加工而成；所述减胀装置由内到外依次设置有碎石减胀层、砂砾石反滤层；顶板混凝土平台，设置于所述减胀装置的上方。该结构可耗散膨胀土(岩)体积膨胀对墙体产生的膨胀力，且兼顾了排水功能，具有施工工序简单，质量易于控制，经济效益显著的特点。
Description
技术领域
本发明涉及膨胀土/岩路堑边坡防护技术领域，尤其是涉及一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构。
背景技术
膨胀土(岩)是一种具有膨胀结构、多裂隙性、强胀缩性的高塑性黏土。“遇水膨胀，失水收缩”是膨胀土的典型特征。膨胀土这种典型特征给公路、铁路的建设及运营造成极大的安全隐患。对于公路、铁路项目的线路设计而言，虽然尽量绕避不良地质地段，但仍难避免出现膨胀土(岩)路堑。目前，对于膨胀土(岩)路堑边坡的支挡和防护常采用刚性挡土墙或桩板墙，但效果并不理想。其原因在于降雨入渗会使得膨胀土(岩)产生较大的膨胀变形，由于挡土墙等刚性结构物的约束，使得膨胀土(岩)对结构物产生较大膨胀力，长期作用下，导致结构物损毁；不仅增加了工程建设的费用，也给后期的安全运营造成隐患。因此，亟需一种能够减弱膨胀土遇水膨胀变形对结构物作用，且施工工序简单、质量易控制、经济效益显著的新型膨胀土 (岩)路堑边坡支挡结构。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，以解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其包括：
钢筋混凝土基础；
钢筋混凝土挡土墙，设置于所述钢筋混凝土基础上；
减胀装置，设置于所述钢筋混凝土基础上，且所述减胀装置、钢筋混凝土挡土墙由内到外依次设于膨胀土/岩体的外部；所述减胀装置采用不同密度泡沫铝加工而成；所述减胀装置由内到外依次设置有碎石减胀层、砂砾石反滤层；
顶板混凝土平台，设置于所述减胀装置的上方。
作为一种进一步的技术方案，所述减胀装置为双层结构，通过钢板进行分隔，其中两层钢板通过加强肋钢板连接。
作为一种进一步的技术方案，所述减胀装置与膨胀土/岩体接触一侧的内部填充有高密度泡沫铝耗能材料；所述减胀装置与钢筋混凝土挡土墙接触一侧的内部填充有低密度泡沫铝耗能材料。
作为一种进一步的技术方案，所述减胀装置直接与膨胀土/岩体接触层厚度为80～150cm；所述减胀装置与钢筋混凝土挡土墙接触层厚度为100～150cm。
作为一种进一步的技术方案，所述减胀装置的宽度为200cm～ 300cm；所述减胀装置在钢筋混凝土挡土墙后的布设间距为200～ 250cm。
作为一种进一步的技术方案，膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构还包括：排水沟；所述排水沟的一侧与基床结构连接，另一侧通过混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙边缘相连接。
作为一种进一步的技术方案，所述排水沟为矩形钢筋混凝土排水沟，所述矩形钢筋混凝土排水沟的一侧与基床结构连接，另一侧通过水平设置的100～200cm宽的混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙边缘相连接。
作为一种进一步的技术方案，所述钢筋混凝土挡土墙上设置有泄水孔。
作为一种进一步的技术方案，所述碎石减胀层的厚度不小于 50cm，其中填充的碎石直径3～5cm。
作为一种进一步的技术方案，所述砂砾石反滤层的透水率不小于 70％。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明提供一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，对传统刚性挡土墙的结构进行优化设计，在刚性挡土墙后设置碎石减胀层和由不同密度泡沫铝加工而成的减胀装置，两者均为柔性弹性体，在膨胀力的作用下，能够发生一定的弹性变形，适应膨胀土反复胀缩体变的特点，很大程度上减小膨胀力直接对钢筋混凝土挡土墙的影响。此外在减胀装置之间设置砂砾石反滤层和泄水孔，兼顾了墙体的排水功能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构的1-1剖面俯视图。
图中标记为：1、钢筋混凝土基础；2、矩形钢筋混凝土排水沟； 3、钢筋混凝土挡土墙；4、泄水孔；5、Q235钢板；6、Q235加筋肋钢板；7、Q345钢板；8、顶板混凝土平台；9、预应力紧固件卡槽； 10、低密度泡沫铝耗能材料；11、高密度泡沫铝耗能材料；12、碎石减胀层；13、砂砾石反滤层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
结合图1至图2所示，本实施例提供一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其包括：钢筋混凝土基础1、钢筋混凝土挡土墙3、减胀装置；钢筋混凝土挡土墙3设置于所述钢筋混凝土基础1上；减胀装置设置于所述钢筋混凝土基础1上，且所述减胀装置、钢筋混凝土挡土墙3由内到外依次设于膨胀土/岩体的外部；所述减胀装置采用不同密度泡沫铝加工而成；所述减胀装置由内到外依次设置有碎石减胀层12、砂砾石反滤层13；顶板混凝土平台8设置于所述减胀装置的上方。该结构通过碎石减胀层12和密度不同的泡沫铝耗能材料耗散膨胀土(岩)体积膨胀对墙体产生的膨胀力，且兼顾了排水功能，具有施工工序简单，质量易于控制，经济效益显著的特点。
优选的，所述减胀装置为双层结构，通过钢板进行分隔，其中两层钢板通过加强肋钢板连接。具体地，其中与膨胀土(岩)接触处为 Q235钢板5，内层为Q345钢板7，两层钢板之间为Q235加筋肋钢板 6。
优选的，所述减胀装置与膨胀土/岩体接触一侧的内部填充有高密度泡沫铝耗能材料11；所述减胀装置与钢筋混凝土挡土墙3接触一侧的内部填充有低密度泡沫铝耗能材料10。低密度泡沫铝耗能材料10、高密度泡沫铝耗能材料11共同构成双层复合减胀装置，在施工安装前提前进行组装预制；双层复合减胀装置通过预应力紧固件卡槽9中的预应力紧固连接片与钢筋混凝土挡土墙3连接。
优选的，所述减胀装置直接与膨胀土/岩体接触层厚度为80～ 150cm；所述减胀装置与钢筋混凝土挡土墙3接触层厚度为100～ 150cm。
优选的，所述减胀装置的宽度为200cm～300cm；所述减胀装置在钢筋混凝土挡土墙3后的布设间距为200～250cm。
作为一种进一步的技术方案，膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构还包括：排水沟；所述排水沟的一侧与基床结构连接，另一侧通过混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙3边缘相连接。
更具体地，所述排水沟为矩形钢筋混凝土排水沟2，所述矩形钢筋混凝土排水沟2的一侧与基床结构连接，另一侧通过水平设置的 100～200cm宽的混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙3边缘相连接。
优选的，所述钢筋混凝土挡土墙3上设置有泄水孔4。其中，所述钢筋混凝土挡土墙3竖向每隔200～300cm设置一个泄水孔4；所述泄水孔4直径为8～10cm。
优选的，泄水孔4设置于两减胀装置之间的钢筋混凝土挡土墙3 上；竖向每隔200～300cm设置一个泄水孔4；泄水孔4直径为8～ 10cm。
进一步的，所述碎石减胀层12的厚度不小于50cm，其中填充的碎石直径3～5cm。此外，所述砂砾石反滤层13的透水率不小于70％。
本实施例膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构的施工过程：
参照图1，开挖膨胀土(岩)路堑，并对施工场地进行平整；在施工场地的平整度与承载力符合规范要求的前提下，对钢筋混凝土基础1进行施工。
待钢筋混凝土基础1的强度达到设计强度的85％以上时，对上部钢筋混凝土挡土墙3进行施工。
待上部钢筋混凝土挡土墙3的施工强度达到设计强度的85％以上时，进行双层复合减胀装置的安装。
待双层复合减胀装置安装完毕后，在双层复合减胀装置之间分层填筑碎石和砂砾石，组成碎石减胀层12和砂砾石反滤层13。
待碎石减胀层12和砂砾石反滤层13施工完毕后，将顶板混凝土平台8浇筑于减胀装置、碎石减胀层12和砂砾石反滤层13之上，并整平。
对钢筋混凝土挡土墙3和顶板混凝土平台8接缝处进行防水处理。
对矩形钢筋混凝土排水沟2进行施工，矩形钢筋混凝土排水沟2 通过混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙3连接。
综上，本发明具有如下有益效果：
(1)通过利用泡沫铝耗能材料和碎石减胀层12的耗能作用，可以有效耗散膨胀土体积膨胀后对墙体产生的膨胀力，提高了支挡结构的安全性和稳定性。
(2)双层复合减胀装置，采用不同密度的泡沫铝耗能材料，分层组合设置，充分考虑了减胀装置的受力特点，避免材料的浪费，一定程度上节约了工程成本。
(3)双层复合减胀装置，可以进行工业化生产，现场标准化安装，产品质量与施工质量容易得到保障。
(4)在减胀装置之间设置碎石减胀层12和砂砾石反滤层13，具有减胀和反滤的功能，有效防止膨胀土(岩)颗粒进入泄水孔4，阻塞排水通道，影响排水效果。
(5)每隔一定距离在墙体内部设置排水通道，兼顾排水功能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，包括：
钢筋混凝土基础；
钢筋混凝土挡土墙，设置于所述钢筋混凝土基础上；
减胀装置，设置于所述钢筋混凝土基础上，且所述减胀装置、钢筋混凝土挡土墙由内到外依次设于膨胀土/岩体的外部；所述减胀装置采用不同密度泡沫铝加工而成；所述减胀装置由内到外依次设置有碎石减胀层、砂砾石反滤层；
顶板混凝土平台，设置于所述减胀装置的上方。
2.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述减胀装置为双层结构，通过钢板进行分隔，其中两层钢板通过加强肋钢板连接。
3.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述减胀装置与膨胀土/岩体接触一侧的内部填充有高密度泡沫铝耗能材料；所述减胀装置与钢筋混凝土挡土墙接触一侧的内部填充有低密度泡沫铝耗能材料。
4.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述减胀装置直接与膨胀土/岩体接触层厚度为80～150cm；所述减胀装置与钢筋混凝土挡土墙接触层厚度为100～150cm。
5.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述减胀装置的宽度为200cm～300cm；所述减胀装置在钢筋混凝土挡土墙后的布设间距为200～250cm。
6.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，还包括：排水沟；所述排水沟的一侧与基床结构连接，另一侧通过混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙边缘相连接。
7.根据权利要求6所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述排水沟为矩形钢筋混凝土排水沟，所述矩形钢筋混凝土排水沟的一侧与基床结构连接，另一侧通过水平设置的100～200cm宽的混凝土平台与钢筋混凝土挡土墙边缘相连接。
8.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述钢筋混凝土挡土墙竖向每隔200～300cm设置一个泄水孔；所述泄水孔直径为8～10cm。
9.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述碎石减胀层的厚度不小于50cm，其中填充的碎石直径3～5cm。
10.根据权利要求1所述的膨胀土/岩路堑边坡支挡减胀结构，其特征在于，所述砂砾石反滤层的透水率不小于70％。
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