CN110080051B - 一种土工袋桥式路堤结构及其施工方法 - Google Patents

一种土工袋桥式路堤结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种土工袋桥式路堤结构及其施工方法，在高填方路段中，沿公路纵向采用土工袋桥式路堤，路堤包括路面结构层、土工袋路基与回填土三部分，既提高了路堤承载力，又节约了土工袋，回填土上方的土工袋采用土工格栅反包，增强整体性，该方法的原理为：土工袋在受到上部荷载作用下，袋子张力会给袋内土体提供一个附加凝聚力，从而提高路堤整体强度及竖向承载力，既提高路堤的承载能力，减少不均匀沉降，又减少土工袋用量，降低了工程成本。

Description

一种土工袋桥式路堤结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及土木工程领域，具体涉及一种土工袋桥式路堤结构及其施工方法。
背景技术：
随着我国社会经济的发展，家庭拥有车辆数急剧上升，我国近年来一直在不断扩大和完善交通网络建设。当公路选址原路面高程不满足设计标高时，往往需在原地面线以上填筑路堤至设计高程。填筑路堤所用的大量填料，通常都是就近取用当地土石，为保证路堤强度和稳定性，一般采用级配较好的砾类土、砂类土等粗粒土作为填料。当工程区周围土质不符合要求且填方量较大时，往往需要远距离运输或对当地土料进行处理，从而使工程成本大幅提高。因此，为降低工程成本，提高施工效率，亟需开发一种承载力高、材料易得且成本低廉的路堤结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种土工袋桥式路堤结构及其施工方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
一种土工袋桥式路堤结构，包括路面结构层、土工袋路基与回填土，所述路面结构层包括面层和基层，所述土工袋路基包括土工袋桥面、土工袋桥墩和土工袋斜坡，所述土工袋路基与原地面线所围成的空间采用所述回填土填筑。
优选的，所述土工袋桥面由多层土工袋构成，且相邻两层的土工袋交错排列。
优选的，所述土工袋桥面与土工袋桥墩之间通过土工格栅分隔开，所述土工格栅反包所述土工袋桥面中最底层的土工袋。
优选的，所述土工袋桥墩呈倒三角形沿垂直于路堤轴线方向延伸至路堤两侧，底部两层为一列土工袋，第三层以上每层依次增加一列土工袋。
优选的，所述土工袋斜坡为一列平行于路堤边坡堆放的土工袋，沿路堤轴线方向延伸。
优选的，路堤两侧表面覆盖有采用混凝土衬砌或由本地土壤和本地草本植物组成的生态衬砌。
一种土工袋桥式路堤结构的施工方法，包括如下步骤：
现场测量路堤结构，根据路堤结构进行填土压缩试验；
根据试验结果对预处理后的现场进行铺设施工。
优选的，所述填土压缩试验的方法包括如下步骤：
根据公路等级要求，确定路堤强度要求与工后沉降量要求，高速公路与一级公路容许工后沉降≤0.30m，二级公路允许工后沉降≤0.50m(参考JTGD30-2015公路路基设计规范)。
根据工程规模、场地条件、施工组织、设备与人员情况等因素确定土工袋规格与铺设方式，如工程规模较大，路堤较高，场地开阔，可以采用挖掘机机械铺设，土工袋尺寸可选择1.0m*1.0m*0.3m规格；如工程规模小，工作面较窄，大型机械设备不便施工时，土工袋尺寸可选择0.5m*0.5m*0.15m规格，采用人工方式进行铺设。
收集公路沿线气候、水文、地形地貌等资料，做好沿线地质、回填土勘察试验工作。
初步拟定路堤结构，包括土工袋桥面厚度与土工袋桥墩高度等，一般土工袋桥面厚度不小于三层土工袋厚度，高路堤适当增加土工袋桥面厚度。
根据公路交通量、路堤结构等确定路堤承受总荷载Q＝Q1+Q2+Q3，式中，Q1为路堤永久荷载，Q2为路堤可变荷载，Q3为路堤自重荷载；公路一级车道的路堤永久荷载为均布荷载，可取标准值为10.5kN/m，路堤可变荷载为集中荷载，可按以下标准选取：计算跨径L0≤5m，P＝180kN；L0≥50m，P＝360kN；5<L0<50m，P值采用线性内插求得，公路二级按公路一级车道荷载的0.75倍采用。路堤自重荷载由回填土重度计算得到。
根据初步拟定的路堤结构，进行土工袋及回填土压缩试验。
优选的，对现场预处理的方法包括如下步骤：
对施工现场范围内的树木、杂草、灌木和垃圾进行清除；
采用机械或人工对现场地面进行整平处理。
优选的，所述铺设施工的方法包括如下步骤：
水平分层铺设土工袋并填筑回填土，每铺设完成一层采用碾压设备静碾压实，上下层土工袋交错铺设直至土工袋桥墩顶部；
将土工格栅放置在施工面上，在土工格栅上铺设第一层土工袋桥面，铺设完成后用土工格栅端部反包外侧土工袋并压紧于相邻土工袋之间；
逐层交错铺设土工袋直至路堤顶部；
在路堤边坡表面修建衬砌，在路堤顶部铺设路面。
本发明的优点在于：该种土工袋桥式路堤结构及其施工方法：
(1)提高道路承载力，增强路基稳定性。土工袋的加筋作用增强了路基的稳定性，从而减少了道路的不均匀沉降，降低了路面开裂的可能性；
(2)利用现场开挖弃土，或城市渣土、建筑废料等无污染的固体废弃物装填土工袋，使其得到了有效的再生利用，是一项节能环保工程；
(3)减少道路建设成本及维护投资，袋体填料可就地取材直接进行装袋，无需开挖料场，对填料工程特性要求也极为宽松。
附图说明
图1为土工袋桥式路堤立体图。
图2为土工袋桥式路堤纵剖面图。
图3为土工袋桥式路堤桥墩部分横剖面图。
图4为土工袋桥式路堤斜坡部分横剖面图。
其中：1-路面结构层，2-土工袋路基，3-回填土，4-土工袋桥面，5-土工袋桥墩，6-土工袋斜坡，7-原地面线，8-衬砌，9-面层，10-基层，11-土工格栅。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图4所示，一种如图1所示，一种土工袋桥式路堤结构，在高填方路段中，沿公路纵向采用土工袋桥式路堤，路堤包括路面结构层、土工袋路基与回填土三部分，优选土工袋尺寸为100cm*100cm*30cm，分层交错铺设。路堤边坡表面设置衬砌9，避免紫外线直接照射土工袋，可采用混凝土衬砌或由本地土壤和本地草本植物组成的生态衬砌。在路堤顶部铺设沥青路面5包括面层6与基层7，面层优选表面平整、无接缝、养护简单的沥青混凝土路面，基层优选强度高、抗渗性好的水泥稳定碎石基层。
具体施工方案如下：
(1)根据公路等级要求，确定路堤强度要求与工后沉降量要求；
(2)根据工程规模、场地条件、施工组织、设备与人员情况等因素确定土工袋规格与铺设方式；
(3)收集公路沿线气候、水文、地形地貌等资料，做好沿线地质、回填土勘察试验工作；
(4)初步拟定路堤结构，包括土工袋桥面厚度与土工袋桥墩高度等；
(5)根据公路交通量、路堤结构等确定路堤承受总荷载Q＝Q1+Q2+Q3；
式中，Q1为路堤永久荷载，Q2为路堤可变荷载，Q3为路堤自重荷载；
(6)根据初步拟定的路堤结构，进行土工袋及回填土压缩试验；
(7)根据试验结果确定路堤的最大沉降量是否满足设计要求，若满足，则按照步骤(4)初步确定的路堤结构进行设计；若不满足，则增大土工袋桥面厚度并重复步骤(4)至(6)直至最大沉降量满足设计要求；
(8)清除路线用地范围内的树木、杂草、灌木等，并对原地面线(7)进行整平处理；
(9)制备土工袋，采用机械或人工方式将填充材料装入编织袋中并封口。编织袋采用添加抗紫外线助剂的聚乙烯塑料编织袋，采用机械或人工装填土工袋。袋内装填材料最大粒径不宜大于土工袋厚度的1/3，且不应有尖锐棱角。土工袋封口高度为3～5cm，要求封口不能有漏缝、错缝的现象出现，缝口所用的线强度不低于编织袋的径向抗拉强度；
(10)水平分层铺设土工袋与填筑回填土，每铺设完成一层采用碾压设备静碾压实，以使土工袋袋体发挥张力。土工袋逐层交错铺设，直至土工袋桥墩顶部；
(11)将土工格栅放置在施工面上，在土工格栅上铺设第一层土工袋桥面，铺设完成后用土工格栅端部反包外侧土工袋并压紧于相邻土工袋之间；
(12)逐层交错铺设土工袋直至路堤顶部；
(13)在路堤边坡表面修建衬砌9，最后铺设沥青路面6，先铺设水泥稳定碎石基层8，后铺设沥青混凝土面层7。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (8)

1.一种土工袋桥式路堤结构，其特征在于，包括路面结构层(1)、土工袋路基(2)和回填土(3)，所述路面结构层(1)包括面层(9)和基层(10)，所述土工袋路基(2)包括土工袋桥面(4)、土工袋桥墩(5)和土工袋斜坡(6)，所述土工袋路基(2)与原地面线(7)所围成的空间采用所述回填土(3)填筑；
所述土工袋桥墩(5)呈倒三角形沿垂直于路堤轴线方向延伸至路堤两侧，底部两层为一列土工袋，第三层以上每层依次增加一列土工袋。
2.根据权利要求1所述的一种土工袋桥式路堤结构，其特征在于：所述土工袋桥面(4)由多层土工袋构成，且相邻两层的土工袋交错排列。
3.根据权利要求1所述的一种土工袋桥式路堤结构，其特征在于：所述土工袋桥面(4)与土工袋桥墩(5)之间通过土工格栅(11)分隔开，所述土工格栅(11)反包所述土工袋桥面(4)中最底层的土工袋。
4.根据权利要求1所述的一种土工袋桥式路堤结构，其特征在于：所述土工袋斜坡(6)为一列平行于路堤边坡堆放的土工袋，沿路堤轴线方向延伸。
5.根据权利要求1所述的一种土工袋桥式路堤结构，其特征在于：路堤两侧的表面覆盖有采用混凝土或本地土壤和本地草本植物组成的衬砌(8)。
6.根据权利要求1-5所述的一种土工袋桥式路堤结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：
现场测量路堤结构，根据路堤结构进行填土压缩试验；
根据试验结果对预处理后的现场进行铺设施工；
所述填土压缩试验的方法包括如下步骤：
根据公路等级要求，确定路堤强度要求与工后沉降量要求；
根据工程规模、场地条件、施工组织、设备与人员情况因素确定土工袋规格与铺设方式；
收集公路沿线气候、水文、地形地貌资料，做好沿线地质、回填土勘察试验工作；
初步拟定路堤结构，包括土工袋桥面厚度与土工袋桥墩高度；
根据公路交通量、路堤结构确定路堤承受总荷载Q＝Q1+Q2+Q3，式中，Q1为路堤永久荷载，Q2为路堤可变荷载，Q3为路堤自重荷载；
根据初步拟定的路堤结构，进行土工袋及回填土压缩试验。
7.根据权利要求6所述的一种土工袋桥式路堤结构的施工方法，其特征在于：对现场预处理的方法包括如下步骤：
对施工现场范围内的树木、杂草、灌木和垃圾进行清除；
采用机械或人工对现场地面进行整平处理。
8.根据权利要求6所述的一种土工袋桥式路堤结构的施工方法，其特征在于：所述铺设施工的方法包括如下步骤：
水平分层铺设土工袋并填筑回填土(3)，每铺设完成一层采用碾压设备静碾压实，上下层土工袋交错铺设直至土工袋桥墩(5)顶部；
将土工格栅(11)放置在施工面上，在土工格栅(11)上铺设第一层土工袋桥面(4)，铺设完成后用土工格栅(11)端部反包外侧土工袋并压紧于相邻土工袋之间；
逐层交错铺设土工袋直至路堤顶部；
在路堤边坡表面修建衬砌(8)，在路堤顶部铺设路面。
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