CN109252542B - 一种用于道路拓宽的树根桩轻质挡墙及其施工方法 - Google Patents
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- E02D5/285—Prefabricated piles made of steel or other metals tubular, e.g. prefabricated from sheet pile elements
Abstract
本发明公开了一种用于单车道路拓宽的树根桩轻质挡墙及其施工方法，包括树根桩、连梁和泡沫轻质土挡墙，连梁设置于树根桩的上端，由钢筋笼浇注混凝土而成，以包裹树根桩上端，且连梁内嵌于泡沫轻质土挡墙的下部；所述树根桩为注浆钢管桩群，包括竖向设置的多个钢管桩和向四周倾斜设置的多个钢管桩；泡沫轻质土挡墙的上表面与待拓宽路基平齐，且与待拓宽路基的连接处为台阶状。与现有的路基拓宽情况比较，本发明通过使用挡墙，缩小了路基边坡放坡长度，泡沫轻质土挡墙既可以作为挡墙，又可以作为拓宽部分的路基，大大节省了路基拓宽所占用的空间，以适应道路两侧空间较为狭窄的情况。
Description
技术领域
本发明属于道路路基拓宽工程领域，具体涉及一种用于道路拓宽的树根桩轻质挡墙及其施工方法。
背景技术
路基拓宽是目前各级公路拓宽改建必要的环节，由于路基边坡放坡占地面积较大，采用挡土墙可以有效减小放坡宽度，有利于节约土地、降低工程造价，即先填料拓宽路基，再使用挡土墙支挡土体，传统挡土墙的作用一般是用于支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳，挡土墙难以成为路基的一部分，且挡土墙占据一定的宽度，难以达到空间的最佳利用率。加筋土挡墙的筋带长度需要大于6m，对于道路拓宽情况并不适用。对于软弱地基上的重力式挡土墙，由于天然地基承载力较低，若地基不加以处理或处理不当，则极易因为地基承载力不足而产生事故，在此情况下可以使用轻质土挡墙。由于在南方某些城市，地下水位高，泡沫轻质土容重较小，轻质土挡墙容易上浮，因而影响道路的使用。在施工方面，挡土墙墙背的填土需分层压实，需要许多设备且工序复杂，需要较大的施工空间。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于道路拓宽的树根桩轻质挡墙及其施工方法。树根桩轻质挡墙采用泡沫轻质土制备挡墙，并配合树根桩，以适应承载力较低的地基，同时适应地下水位较高的环境。使用轻质挡墙作为道路拓宽的路基部分，避免了新建路基填土的分层压实，简化了施工工序，大大减小了路基拓宽占用的空间，以适应道路周围是居民区，空间狭窄的情况。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种用于道路拓宽的树根桩轻质挡墙，包括树根桩、连梁和泡沫轻质土挡墙，连梁设置于树根桩的上端，由钢筋笼浇注混凝土而成，以包裹树根桩上端，且连梁内嵌于泡沫轻质土挡墙的下部；
所述树根桩为注浆钢管桩群，包括竖向设置的多个钢管桩和向四周倾斜设置的多个钢管桩；
泡沫轻质土挡墙的上表面与待拓宽路基平齐，且与待拓宽路基的连接处为台阶状。
用树根桩来支承泡沫轻质土挡墙，树根桩不仅可以承担竖向荷载，也可以承担一定的水平荷载。通过使用树根桩来加固轻质挡墙，可有效提升轻质土挡墙的抗剪、抗滑、抗倾覆能力。树根桩分斜向和竖向两种形式，具有整体稳定性好、不扰动地基土的优点，为轻质土挡墙提供竖向和侧向支撑，增强挡墙的抗滑、抗剪能力。树根桩采用注浆钢管桩，具有以下优点：1、可以增加围压，使混凝土处于三向应力状态，使混凝土的强度更高；2、钢管混凝土具有承载力高、延性极好等力学性能，还具备占地面积小、结构自重轻、免除钢筋加工、施工快速、减少混凝土用量等优点；3、由于采用了钢管，可以避免钻孔灌注桩施工过程中可能产生的流砂、坍孔的危害和由泥浆护臂所带来的排渣等弊病，成桩质量较好；4、钢管打进土体不用拨出，避免了沉管灌注桩拔管时出现的混凝土缩颈现象。
连梁下部包裹住树根桩，上部内嵌于泡沫轻质土挡墙的下部，可以将泡沫轻质土挡墙牢牢固定住，既可以提供给泡沫轻质土挡墙向上的支撑力，在地下水丰富时，又可以提供给泡沫轻质土挡墙向下的拉力，以避免泡沫轻质土挡墙漂浮，影响车辆的正常行驶。
泡沫轻质土是通过气泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，并经物理化学作用硬化形成的一种轻质材料。泡沫轻质土挡墙采用泡沫轻质土制成，具有较小的自重，比较适合于承载力较弱的地区，其上表面与待拓宽路基平齐，且采用特殊的泡沫轻质土制备而成，具有良好的抗压性能，使得泡沫轻质土挡墙既可以作为挡墙，又可以作为拓宽部分的路基，大大节省了路基拓宽所占用的空间，以适应道路两侧空间较为狭窄的情况。
泡沫轻质土挡墙与待拓宽路基的连接处为台阶状，以适应路面横坡，并且可以使泡沫轻质土挡墙与原来的路面更好地搭接。
优选的，倾斜设置的钢管桩相对于竖直方向的夹角不超过45°，进一步优选为20°-40°。
优选的，所述钢管桩的直径为100-300mm。
优选的，竖向设置的钢管桩与倾斜设置的钢管桩的数量比为2-3:1。
上述用于单车道路拓宽的树根桩轻质挡墙的施工方法，包括如下步骤：
1)勘测场地，确定树根桩深度、孔径以及树根桩的倾斜角度，确定地基加固区域树根桩的具体位置；
2)采用锤击或振动的方法将与桩的设计尺寸相适应的钢管(下端带有桩尖)沉入土中，再向钢管中灌注混凝土，得到注浆钢管桩群；
3)对老路基进行开挖台阶；
4)对注浆钢管桩群上部开挖，在露出的钢管桩处放置钢筋笼，使用混凝土砂浆砌筑连梁；
5)在开挖后的地基上平铺水泥砂浆，使水泥砂浆表面与水平面相平行，将墙面板嵌入水泥砂浆，墙面板所在平面垂直于水泥砂浆表面，且墙面板的上表面与路基表面平齐；
6)待水泥砂浆固化，墙面板与地基连为一体后，在墙面板内摊铺泡沫轻质土填料，使连梁内嵌于泡沫轻质土填料内。
优选的，所述泡沫轻质土填料为湿密度为850-950kg/m3的泡沫轻质土，其每立方米的水泥、水、泡沫质量比为：540-600:280-330:20-40。
该泡沫轻质土具有较好的抗压性能外，长期浸水条件下，对强度有损害，所以需要在其顶面与底面加防水土工膜。
优选的，老路基开完台阶长宽比为1.5:1。
本发明的有益效果为：
1、与现有的路基拓宽情况比较，本发明通过使用挡墙，缩小了路基边坡放坡长度，泡沫轻质土挡墙既可以作为挡墙，又可以作为拓宽部分的路基，大大节省了路基拓宽所占用的空间，以适应道路两侧空间较为狭窄的情况。
2、本发明中的轻质挡墙更加适合软弱地基，不需要太大的地基承载力，降低地基处理的难度。
3、本发明使用树根桩来加固轻质挡墙，可有效提升轻质土挡墙的抗剪、抗滑、抗倾覆能力。
4、将轻质土与路基连接的地方改为台阶状，泡沫轻质土路基横断面宜采用台阶以适应路面横坡。可以使泡沫轻质土与老路更好的搭接。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为树根桩轻质挡墙的主视图；
图2为树根桩轻质挡墙的侧视图。
图中，1、泡沫轻质土挡墙，2、连梁，3、树根桩，4、路基。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
如图1和图2所示，一种用于单车道路拓宽的树根桩轻质挡墙，包括树根桩3、连梁2和泡沫轻质土挡墙1，连梁2设置于树根桩3的上端，由钢筋笼浇注混凝土而成，以包裹树根桩3上端，且连梁2内嵌于泡沫轻质土挡墙1的下部；树根桩3为注浆钢管桩群，包括竖向设置的多个钢管桩和向四周倾斜设置的多个钢管桩；泡沫轻质土挡墙1的上表面与待拓宽路基4平齐，且与待拓宽路基4的连接处为台阶状。倾斜设置的钢管桩相对于竖直方向的夹角不超过45°，进一步优选为20°-40°。钢管桩的直径为100-300mm。竖向设置的钢管桩与倾斜设置的钢管桩的数量比为2-3:1。
使用湿密度900kg/m3的泡沫轻质土，配合比及抗压强度如表1所示。
表1
表1中的水泥是普通硅酸盐水泥(PO.425)，泡沫是由水泥发泡剂与水1:50混合，通过机械发泡方式进行发泡，泡沫密度55Kg/m3。按照表1中各种材料比例，在搅拌机中提前制备水泥净浆，然后将固定质量的泡沫加入水泥净浆中，混合搅拌均匀，湿密度达到目标密度即可。水泥发泡剂购自山东烟台驰龙建筑节能科技有限公司。
一种用于路基拓宽的树根桩轻质挡墙的施工工艺，包括以下步骤：
步骤1：勘测场地，根据实际情况确定树根桩深度、孔径以及树根桩的倾斜角度，确定地基加固区域树根桩的具体位置；
步骤2：采用锤击或振动的方法将一根与桩的设计尺寸相适应的钢管(下端带有桩尖)沉入土中，再灌注混凝土。竖向形式树根桩钻孔应与路面垂直，倾斜角度不能超过1°；
步骤3：根据设计情况对老路基进行开挖台阶；
步骤4：在注浆钢管群的上部进行开挖，使修建成的挡墙有一定埋深，在露出的树根桩处放置钢筋笼，使用混凝土砂浆砌筑连梁；
步骤5：在开挖后的地基上垫水泥砂浆，使水泥砂浆表面与水平面相平行，将墙面板嵌入水泥砂浆，墙面板所在平面垂直于水泥砂浆表面；
步骤6：待水泥砂浆固化，墙面板与地基连为一体后，摊铺泡沫轻质土填料，使连梁内嵌于泡沫轻质土填料内。
实施例2
泡沫轻质土挡墙采用湿密度900kg/m3的泡沫轻质土填料，配合比及抗压强度如表2所示，其他步骤如实施例1。
表2
泡沫是由复合型发泡剂与水混合，通过机械发泡方式进行发泡，泡沫密度50Kg/m3。按照表2中各种材料比例，在搅拌机中提前制备水泥净浆，然后将固定质量的泡沫加入水泥净浆中，混合搅拌均匀，湿密度达到目标密度即可。
实施例3
泡沫轻质土挡墙采用湿密度900kg/m3的泡沫轻质土填料，配合比及抗压强度如表3所示，其他步骤如实施例1。
表3
泡沫是由复合型发泡剂与水混合，通过机械发泡方式进行发泡，泡沫密度60Kg/m3。按照表3中各种材料比例，在搅拌机中提前制备水泥净浆，然后将固定质量的泡沫加入水泥净浆中，混合搅拌均匀，湿密度达到目标密度即可。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于软弱地基单车道路拓宽的树根桩轻质挡墙，其特征在于：包括树根桩、连梁和泡沫轻质土挡墙，连梁设置于树根桩的上端，由钢筋笼浇注混凝土而成，以包裹树根桩上端，且连梁内嵌于泡沫轻质土挡墙的下部；
所述树根桩为注浆钢管桩群，包括竖向设置的多个钢管桩和向四周倾斜设置的多个钢管桩；倾斜设置的钢管桩相对于竖直方向的夹角为20°-40°；竖向设置的钢管桩与倾斜设置的钢管桩的数量比为2-3:1；
泡沫轻质土挡墙的上表面与待拓宽路基平齐，且与待拓宽路基的连接处为台阶状；所述泡沫轻质土挡墙在垂直设置的墙面板内填充泡沫轻质土填料；
所述泡沫轻质土填料为湿密度为850-950kg/m3的泡沫轻质土，其每立方米的水泥、水、泡沫质量比为：540-600:280-330:20-40。
2.根据权利要求1所述的用于软弱地基单车道路拓宽的树根桩轻质挡墙，其特征在于：所述钢管桩的直径为100-300mm。
3.权利要求1或2所述用于软弱地基单车道路拓宽的树根桩轻质挡墙的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
1）勘测场地，确定树根桩深度、孔径以及树根桩的倾斜角度，确定地基加固区域树根桩的具体位置；
2）采用锤击或振动的方法将与桩的设计尺寸相适应的钢管沉入土中，再向钢管中灌注混凝土，得到注浆钢管桩群；
3）对老路基进行开挖台阶；
4）对注浆钢管桩群上部开挖，在露出的钢管桩处放置钢筋笼，使用混凝土砂浆砌筑连梁；
5）在开挖后的地基上平铺水泥砂浆，使水泥砂浆表面与水平面相平行，将墙面板嵌入水泥砂浆，墙面板所在平面垂直于水泥砂浆表面，且墙面板的上表面与路基表面平齐；
6）待水泥砂浆固化，墙面板与地基连为一体后，在墙面板内摊铺泡沫轻质土填料，使连梁内嵌于泡沫轻质土填料内。
4.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：老路基开挖台阶长宽比为1.5:1。
5.根据权利要求3所述的施工方法，其特征在于：所述泡沫的密度为50-60Kg/m3。
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