CN109235156A - 双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构 - Google Patents
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Abstract
双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，既满足铁路浸水区段高填方边坡支挡的安全稳定性要求，又能解决深厚软土地基处理问题和浸水条件下的结构耐久性问题，同时还能有效缩短工期，使施工更加方便，特别适合路堤顶面宽度较大的情况。包括由两侧面板和位于其背面的反滤层、包裹体和填筑于两侧包裹体之间的路基本体构成的包裹对拉式加筋土构筑体，路基本体分层设置包裹式对拉土工格栅，包裹式对拉土工格栅横向两端对包裹体形成反卷包裹。所述包裹对拉式加筋土结构体下方设置双侧悬臂式挡墙构筑体，双侧悬臂式挡墙构筑体由两侧悬臂式挡墙和填筑于其间的下部路基本体构成，两侧悬臂式挡墙立臂上部内侧于下部路基本体上设置钢筋混凝土基础，两侧面板的下端分别坐落在同侧钢筋混凝土基础上；所述双侧悬臂式挡墙由趾板和踵板构成的底板坐落在砂垫层，砂垫层铺设在加固地基上。
Description
技术领域
本发明涉及铁路高填方路堤复合支挡结构，特别涉及一种针对浸水高填软土地基且路基宽度较大的新型支挡结构。
背景技术
随着我国铁路建设事业的蓬勃发展，在建设过程中对经济性和适应性的要求越来越高。特别是在地形地貌受限、结构物属性受限的地方，例如桥头高填方路基放坡受限的条件。上述情况如采用延伸桥梁段或采用重力式(衡重式)挡土墙收坡的方案必然会增加较大的投资，同时重力式(衡重式)挡土墙对地基承载力要求较高。因此为了降低投资，又能满足适用性并确保路基稳定性，加筋土挡土墙的设计思路被越来越多地应用到填方边坡设计工作中。面板、拉筋和填筑体形成的一种复合结构物也应运而生，其具有可预制性、适应性强、经济效益好、造型美观等特点。
传统的加筋土挡土墙是由墙面板、拉筋、拉接件、填料、基础和帽石等组成，其设计思路是将拉筋受到荷载竖向作用产生的锚固摩擦力直接传递到面板上，用来平衡荷载横向作用力，从而使填筑体形成一个紧固的整体。这样一来，力系直接作用在面板上，对面板整体性、稳定性要求非常高，一旦面板损坏，整个结构物便失效，风险较大，国内已经出现公路加筋土挡土墙工点破坏的情况。并且，该类加筋土挡墙单级高度一般不会太高。考虑到铁路车辆运行速度快、等效荷载大、振动加速度影响范围广的特点，有必要研究新型加筋土挡土墙结构用以适应并推动铁路事业的发展。
目前，具有一定运用性的包裹式加筋挡土墙，是将包裹体土工格栅的锚固摩擦力传递到包裹体上，用来平衡荷载横向作用力，使得包裹体作为替代面板成为受荷结构，以降低加筋土挡墙风险，进一步增强了加筋土挡墙的适用性。在该类型结构的使用过程中往往伴随着在浸水条件下耐久性差、施工过程繁琐复杂等缺点，有待于对其结构形式进行进一步的研究。
实际上，加筋土挡土墙除了是支挡结构以外，它还是路基本体结构的一部分，需要考虑地基实际情况，要达到满足其设计承载力的要求。同时，桥头区段涌水位较高，需同步考虑抗冲刷能力及侧向水压力作用，以及长期浸水的结构物耐久性问题。目前，国内外关于双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土挡土墙在浸水高填路基工程的应用与研究未见报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，既满足铁路浸水区段高填方边坡支挡的安全稳定性要求，又能解决深厚软土地基处理问题和浸水条件下的结构耐久性问题，同时还能有效缩短工期，使施工更加方便，特别适合路堤顶面宽度较大的情况。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
本发明的双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，包括包裹对拉式加筋土构筑体，包裹对拉式加筋土构筑体由两侧面板和位于其背面的反滤层、包裹体和填筑于两侧包裹体之间的路基本体构成，路基本体内分层设置包裹式对拉土工格栅，包裹式对拉土工格栅横向两端对包裹体形成反卷包裹，其特征是：所述包裹对拉式加筋土结构体下方设置双侧悬臂式挡墙构筑体，双侧悬臂式挡墙构筑体由两侧悬臂式挡墙和填筑于其间的下部路基本体构成，两侧悬臂式挡墙立臂上部内侧于下部路基本体上设置钢筋混凝土基础，两侧面板的下端分别坐落在同侧钢筋混凝土基础上；所述双侧悬臂式挡墙由趾板和踵板构成的底板坐落在砂垫层上，砂垫层铺设在加固地基上。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
一、双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，改善了普通包裹式加筋土挡土墙的在浸水区段的耐久性。普通加筋土挡土墙在浸水区段水位变化和长期浸泡作用下不利于填料自身的稳定性，目前常用的包裹式加筋土挡土墙依靠填料与筋带之间的摩擦力作用，受填料影响很大；对于双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土结构，因其下部采用的是悬臂式钢筋混凝土结构，故能有效减少外界不良环境对路堤性能的侵蚀作用，可提高路堤结构整体的耐久性。
二、双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土路堤结构，比普通包裹对拉式加筋土挡墙施工更简单，工期更短。普通包裹对拉式加筋土挡土墙施工时只能分层夯实，逐层增高，当填方高度较高时施工较为繁琐、工艺较为复杂；而双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土路堤结构可以分上下两部分进行施工，下部浇筑钢筋混凝土悬臂式挡墙，并在两侧墙体立臂之间夯实填土；上部包裹对拉式结构分层夯实，逐层增高。这种结构可以缩短工期，且施工工艺简单、操作方便,有利于控制投资和工程进度。
三、双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土路堤结构由于采用双L型悬臂式挡墙，两悬臂式挡墙之间未设连接，故可任意拉开两悬臂式挡墙间距，可用于宽度较大的路堤结构，如：双线铁路或一侧用地受到限制的单线路堤边坡。
四、地基处理结构形式选择灵活多样，可采用水泥搅拌桩、CFG桩、打入桩、混凝土灌注桩等结构进行地基处理。
五、上部砌块式面板采用直立或近直立型式，在地形界限受制约时有良好的加固收坡效果，在征地拆迁困难地段，有效减少拆迁投资，减缓征拆压力，有利于工程顺利推进。
附图说明
本说明书包括如下十五幅附图：
图1是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构标准横断面图；
图2是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构立面图；
图3是图1中A节点的大样图；
图4是图1中B节点的大样图；
图5是图1中C节点的大样图；
图6是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构泄水孔大样图；
图7是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构标准砌块立体图；
图8是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构标准砌块立面图；
图9是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构标准砌块正面图；
图10是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构标准砌块俯视图；
图11是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构辅助砌块俯视图；
图12是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构环形钢筋大样图；
图13是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构土工格栅与砌块钢筋连接图；
图14是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构土工格栅包裹体大样图；
图15是本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构砌块连接钢筋安装示意图。
图中示出构件和对应的标记：基床表层1、基床底层2、路基本体3、下部路基本体4、加固地基5、立臂6、趾板7、踵板8、砂垫层9、钢筋混凝土基础11、面板12、帽石13、预制砌块14、凹槽14a、凸榫14b、安装孔14c、泄水孔砌块15、反滤层16、包裹体18、黏土或混凝土隔水层19、包裹式对拉土工格栅20、面板连接格栅21、泄水孔22、排水管23、连接钢筋24、水泥砂浆25、预埋钢筋26、镀锌钢筋27、土工棒28、透水性土工布29、积水槽30、沉降缝31、地面线D1、墙趾线D2、墙顶设计线D3、路肩设计线D4、涌水线D5。
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和图5，本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，包括包裹对拉式加筋土构筑体，包裹对拉式加筋土构筑体由两侧面板12和位于其背面的反滤层16、包裹体18和填筑于两侧包裹体18之间的路基本体3构成，路基本体3内分层设置包裹式对拉土工格栅20，包裹式对拉土工格栅20横向两端对包裹体18形成反卷包裹。所述包裹对拉式加筋土结构体下方设置双侧悬臂式挡墙构筑体，双侧悬臂式挡墙构筑体由两侧悬臂式挡墙和填筑于其间的下部路基本体4构成，两侧悬臂式挡墙立臂6上部内侧于下部路基本体4上设置钢筋混凝土基础11，两侧面板12的下端分别坐落在同侧钢筋混凝土基础11上。所述双侧悬臂式挡墙由趾板7和踵板8构成的底板坐落在砂垫层9上，砂垫层9铺设在加固地基5上。
参照图1，双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，改善了普通包裹式加筋土挡土墙的在浸水区段的耐久性。普通加筋土挡土墙在浸水区段水位变化和长期浸泡作用下不利于填料自身的稳定性，目前常用的包裹式加筋土挡土墙依靠填料与筋带之间的摩擦力作用，受填料影响很大；对于双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土结构，因其下部采用的是悬臂式钢筋混凝土结构，故能有效减少外界不良环境对路堤性能的侵蚀作用，可提高路堤结构整体的耐久性。
参照图2、图3和图4，所述面板12是由预制挡土墙砌块14、泄水孔砌块15横向成排拼装、纵向交错拼装形成的面板拼装体，面板拼装体的上端设置帽石13。所述面板拼装体内纵向间隔设置连接钢筋24，连接钢筋24竖向穿过拼装体的安装孔14c，其下端与钢筋混凝土基础11固定连接，上端锚入帽石13中。所述安装孔14c内灌注水泥砂浆25封闭连接钢筋24。参照图4，所述包裹体18的最底层置于黏土或混凝土隔水层19之上。所述下部路基本体4位于涌水线D5以下，由粗粒填料分层填筑而成。
参照图1、图3和图4，所述路基本体3位于涌水线D5以上，由普通合格填料分层填筑而成，路基本体3顶面以上依次填筑基床底层2、基床表层1。路基本体3中竖向间隔设置水平的面板连接格栅21、包裹式对拉土工格栅20，面板连接格栅21两侧端头与同侧预制挡土墙砌块14、泄水孔砌块15连接，包裹式对拉土工格栅20的两端环绕包裹同侧包裹体17。所述包裹式对拉土工格栅20作为结构格栅，以其抗拉强度承载抵消荷载水平分力，使面板12不受荷载作用，面板连接格栅21仅作为构造结构。
本发明中的上部结构是一种对传统包裹式加筋土挡土墙的改进。通过包裹体对拉土工格栅20的抗拉强度承载抵消荷载水平分力，使包裹体17实际上成为了传统意义上的面板，而真正的砌块式面板12不受荷载作用，让面板连接土工格栅21成为构造结构，从而提高了面板12的安全性，降低了面板12破坏的风险，同时该结构稳定性的加强更有利于在软弱地基中的使用，抗倾覆抗滑动能力超过单侧包裹式加筋土挡土墙。
参照图6至图14，所述预制挡土墙砌块14、泄水孔砌块15顶部设置凹槽14a，底部设置与之对应的凸榫14b，内部设置闭环结构的预埋钢筋26和横向间隔设置竖向的安装孔14c，预埋钢筋26延伸出预制挡土墙砌块14的后侧壁形成外露端。通过凹槽14a和凸榫14b的咬合及连接钢筋24竖向固定，更加加强了面板12的稳定性。所述预埋钢筋26外露端与镀锌钢筋27连接，所述包裹式对拉土工格栅20和面板连接格栅21分别穿过包裹体17和镀锌钢筋27后回折并再次环绕土工棒28形成固结，与包裹体18和面板12形成有效连接。所述泄水孔砌块15在顶部一侧设置缺口，相邻泄水孔砌块15的缺口形成泄水孔22，泄水孔22内固定安装排水管23，排水管23里端位于反滤层16内且孔口包裹透水性土工布包裹29，外端则伸出面板12。
以上所述只是用图解说明本发明双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构的一些原理，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 (8)
1.双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，包括包裹对拉式加筋土构筑体，包裹对拉式加筋土构筑体由两侧面板(12)和位于其背面的反滤层(16)、包裹体(18)和填筑于两侧包裹体(18)之间的路基本体(3)构成，路基本体(3)内分层设置包裹式对拉土工格栅(20)，包裹式对拉土工格栅(20)横向两端对包裹体(18)形成反卷包裹，其特征是：所述包裹对拉式加筋土结构体下方设置双侧悬臂式挡墙构筑体，双侧悬臂式挡墙构筑体由两侧悬臂式挡墙和填筑于其间的下部路基本体(4)构成，两侧悬臂式挡墙立臂(6)上部内侧于下部路基本体(4)上设置钢筋混凝土基础(11)，两侧面板(12)的下端分别坐落在同侧钢筋混凝土基础(11)上；所述双侧悬臂式挡墙由趾板(7)和踵板(8)构成的底板坐落在砂垫层(9)上，砂垫层(9)铺设在加固地基(5)上。
2.如权利要求1所述的双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述面板(12)是由预制挡土墙砌块(14)、泄水孔砌块(15)横向成排拼装、纵向交错拼装形成的面板拼装体，面板拼装体的上端设置帽石(13)；所述面板拼装体内纵向间隔设置连接钢筋(24)，连接钢筋(24)竖向穿过拼装体的安装孔(14c)，其下端与钢筋混凝土基础(11)固定连接，上端锚入帽石(13)中；所述安装孔(14c)内灌注水泥砂浆(25)封闭连接钢筋(24)。
3.如权利要求2所述的双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述路基本体(3)位于涌水线(D5)以上，由普通合格填料分层填筑而成，路基本体(3)顶面以上依次填筑基床底层(2)、基床表层(1)；路基本体(3)中竖向间隔设置水平的面板连接格栅(21)、包裹式对拉土工格栅(20)，面板连接格栅(21)两侧端头与同侧预制挡土墙砌块(14)、泄水孔砌块(15)连接，包裹式对拉土工格栅(20)的两端环绕包裹同侧包裹体(18)；所述包裹式对拉土工格栅(20)作为结构格栅，以其抗拉强度承载抵消荷载水平分力，使面板(12)不受荷载作用，面板连接格栅(21)仅作为构造结构。
4.如权利要求1所述双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述包裹体(18)的最底层置于黏土或混凝土隔水层(19)之上。
5.如权利要求1所述双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述预制挡土墙砌块(14)、泄水孔砌块(15)顶部设置凹槽(14a)，底部设置与之对应的凸榫(14b)，内部设置闭环结构的预埋钢筋(26)和横向间隔设置竖向的安装孔(14c)，预埋钢筋(26)延伸出预制挡土墙砌块(14)的后侧壁形成外露端。
6.如权利要求5所述双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述预埋钢筋(26)外露端与镀锌钢筋(27)连接，所述包裹式对拉土工格栅(20)和面板连接格栅(21)分别穿过包裹体(18)和镀锌钢筋(27)后回折并再次环绕土工棒(28)形成固定结。
7.如权利要求5所述双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述泄水孔砌块(15)在顶部一侧设置缺口，相邻泄水孔砌块(15)的缺口形成泄水孔(22)，泄水孔(22)内固定安装排水管(23)，排水管(23)里端位于反滤层(16)内且孔口包裹透水性土工布(29)，外端则伸出面板(12)。
8.如权利要求1所述双侧悬臂式挡墙上托包裹对拉式加筋土铁路路堤结构，其特征是：所述下部路基本体(4)位于涌水线(D5)以下，由粗粒填料分层填筑而成。
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