CN111287041A - 一种有限空间下的新型挡土结构及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种有限空间下的新型挡土结构，应用在原生坡面上，所述新型挡土结构包括位于下部的加筋土挡土结构、位于上部的泡沫轻质土挡土结构，所述新型挡土结构上铺设有路基路面结构；所述加筋土挡土结构包括预制加筋土结构面板、与所述预制加筋土结构面板相连的若干土工格栅，所述土工格栅之间铺设有土工填料；所述泡沫轻质土挡土结构包括预制泡沫轻质土结构面板、泡沫轻质土；所述加筋土挡土结构与所述泡沫轻质土挡土结构之间以及所述土工填料、所述泡沫轻质土与所述原生坡面之间设置有排水系统。本发明从整体上解决了适用于有限空间的挡土结构作为山区公路路堤，同时该结构在偏僻山区易于填筑施工的技术需求。

Description

一种有限空间下的新型挡土结构及其施工工艺

技术领域

本发明涉及一种有限空间下的新型挡土结构及其施工工艺，属于土木工程技术领域。

背景技术

我国山区众多、地势险峻多变、地形复杂，这些山区艰险地区公路建设中的路堤填筑十分重要，这些填筑路堤经常遇到填筑空间受限的难题。采用常规挡土结构难以保障路堤安全，急需适用于有限空间的挡土结构作为山区公路路堤，同时该结构在偏僻山区易于填筑施工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种有限空间下的新型挡土结构及其施工工艺，解决适用于有限空间的挡土结构作为山区公路路堤，同时该结构在偏僻山区易于填筑施工的技术需求。

为解决上述技术问题，本发明提供一种有限空间下的新型挡土结构，应用在原生坡面上，其特征在于，所述新型挡土结构包括位于下部的加筋土挡土结构、位于上部的泡沫轻质土挡土结构，所述新型挡土结构上铺设有路基路面结构；

所述加筋土挡土结构包括预制加筋土结构面板、与所述预制加筋土结构面板相连的若干土工格栅，所述土工格栅之间铺设有土工填料；

所述泡沫轻质土挡土结构包括预制泡沫轻质土结构面板、泡沫轻质土，所述预制泡沫轻质土结构面板由若干预制开槽面板单元拼接组成；

所述加筋土挡土结构与所述泡沫轻质土挡土结构之间以及所述土工填料、所述泡沫轻质土与所述原生坡面之间设置有排水系统。

作为一种较佳的实施例，排水系统包括水平排水系统、台阶式排水系统，水平排水系统设置于加筋土挡土结构与泡沫轻质土挡土结构之间，水平排水系统包括碎石层、反滤层，反滤层设置于碎石层上方；台阶式排水系统设置于土工填料、泡沫轻质土与原生坡面之间，沿所开挖台阶逐层铺设。

作为一种较佳的实施例，预制加筋土结构面板的顶部内预埋一对角钢，用于与预制泡沫轻质土结构面板连接。

作为一种较佳的实施例，预制泡沫轻质土结构面板由若干预制开槽面板单元拼接砌筑成L型。

作为一种较佳的实施例，路基路面结构包括路基材料、路面结构，路面结构设置于路基材料的上方，路基材料设置于泡沫轻质土挡土结构的上方。

作为一种较佳的实施例，路基结构与泡沫轻质土挡土结构之间设置有防水层。

作为一种较佳的实施例，加筋土挡土结构的下方铺设有碎石整平层，碎石整平层设置有贯穿预制加筋土结构面板的PVC排水管。

作为一种较佳的实施例，预制开槽面板单元上设置有预埋环，预埋环之间通过钢筋焊接成钢筋网，钢筋网通过拉筋固定连接原生坡面的山坡土体中。

本发明还提出一种有限空间下的新型挡土结构的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：平整场地，铺设碎石整平层，对原生坡面进行台阶式开挖并逐级铺设排水系统；

步骤SS2：在底层硂底座上砌筑安装第一层预制加筋土结构面板单元，逐层布置土工格栅，填筑土工填料并碾压压实，继续砌筑第二层预制加筋土结构面板单元并重复以上SS2步骤至加筋土挡墙计算高度H₁；

步骤SS3：铺设水平排水系统的碎石层和反滤层，并在其上铺设防水层；

步骤SS4：组成预制泡沫轻质土结构面板的预制开槽面板单元垂直咬合拼接成L型面板单元，L型面板单元与预制加筋土结构面板通过预埋角钢固定连接；

步骤SS5：砌筑L型的预制泡沫轻质土结构面板至指定高度，浇筑泡沫轻质土，并在其上做防水层；

步骤SS6：在步骤SS5中的防水层上方填筑路基材料，然后施工路面结构，最终完成新型挡土结构的施工。

作为一种较佳的实施例，步骤SS2中的加筋土挡墙计算高度H₁的计算过程如下：

步骤1)：输入加筋土挡墙的高度H₁；

步骤2)：计算泡沫轻质土挡墙高度H2＝H-H1，H为新型挡土结构的高度；

步骤3)：加筋土挡土结构上覆荷载计算；

步骤4)：加筋土挡墙稳定性计算；

步骤5)：对步骤3)和步骤4)的计算结果进行安全设计判定，若判定不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若判定满足安全设计要求，则校核泡沫轻质土挡墙部分稳定性，并转入步骤6)；

步骤6)：对泡沫轻质土挡墙部分稳定性进行校核，若校核不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若校核满足安全设计要求，则校核新型挡土结构总体稳定性，并转入步骤7)；

步骤7)：对新型挡土结构总体稳定性进行校核，若校核不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H1；若校核满足安全设计要求，则输出H1、H2。

本发明所达到的有益效果：(1)本发明的新型挡土结构及施工工艺满足了艰险山区有限空间下公路路堤填筑的需要，保障了公路路堤建设的安全。(2)本发明的新型挡土结构易于填筑，施工速度快，加快了工程进度。(3)本发明的新型挡土结构造价低，节省了工程造价；(4)本发明的新型挡土结构及施工工艺从整体上解决了适用于有限空间的挡土结构作为山区公路路堤，同时该结构在偏僻山区易于填筑施工的技术需求。

附图说明

图1是本发明的一种有限空间下的新型挡土结构的优选实施例的原理示意图。

图2是本发明的预制加筋土结构面板与预制泡沫轻质土结构面板的连接示意图。

图3是本发明的预制开槽面板单元的示意图。

图4是本发明的加筋土挡墙计算高度和泡沫轻质土挡墙高度的确定流程图。

图中标记的含义：1-碎石整平层，2-预制加筋土结构面板，3-土工填料，4-PVC排水管，5-土工格栅，6-角钢，7-泡沫轻质土，8-预制泡沫轻质土结构面板，9-水平排水系统，10-防水层，11-路基材料，12-路面结构，13-原生坡面，14-台阶式排水系统，15-螺丝，16-预制开槽面板单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1是本发明的一种有限空间下的新型挡土结构的优选实施例的原理示意图，本发明的新型挡土结构，主要包含下部的加筋土挡土结构和上部的泡沫轻质土挡土结构，新型挡土结构上铺设有路基材料11和路面结构12；下部的加筋土挡土结构，包含预制加筋土结构面板2，与预制加筋土结构面板2相连的若干土工格栅5，以及土工格栅5之间铺设的土工填料3；上部的泡沫轻质土挡土结构，包含预制泡沫轻质土结构面板8和泡沫轻质土7，预制泡沫轻质土结构面板8由带预埋环的预制开槽面板单元16拼接而成，拼接后的预埋环之间通过钢筋焊接成钢筋网，钢筋网通过拉筋固定到山坡土体上，加筋土挡土结构与泡沫轻质土挡土结构之间，以及土工填料3、泡沫轻质土7与原生坡面13之间分别设有水平排水系统9、台阶式排水系统14。

水平排水系统9由碎石层和反滤层组成，反滤层位于碎石层之上，反滤层自下而上包含有粗砂层、细沙层和土工膜；台阶式排水系统14位于土工填料3、泡沫轻质土7构成的填土与原生坡面13之间，沿所开挖台阶逐层铺设，铺设材料可以为碎石堆砌。

预制泡沫轻质土结构面板8包含如图3所示的预制开槽面板单元16，该预制开槽面板单元16通过垂直咬合拼接成L型面板连接单元，如图2所示，将L型面板连接单元放到预制加筋土挡土结构面板2预埋的两个预埋角钢6之间，并在L型面板连接单元的另外两个拐角处也放至预埋角钢6，用螺丝15对四个预埋角钢6进行固定，固定时四个螺丝15旋进方向宜为顺时针或逆时针方向。

作为一种较佳的实施例，排水系统包括水平排水系统9、台阶式排水系统14，水平排水系统9设置于加筋土挡土结构与泡沫轻质土挡土结构之间，水平排水系统9包括碎石层、反滤层，反滤层设置于碎石层上方；台阶式排水系统14设置于土工填料3、泡沫轻质土7与原生坡面13之间，沿所开挖台阶逐层铺设。

作为一种较佳的实施例，预制加筋土结构面板2的顶部内预埋一对角钢6，用于与预制泡沫轻质土结构面板8连接。

作为一种较佳的实施例，预制泡沫轻质土结构面板8由若干预制开槽面板单元16拼接砌筑成L型。

作为一种较佳的实施例，路基路面结构包括路基材料11、路面结构12，路面结构12设置于路基材料11的上方，路基材料11设置于泡沫轻质土挡土结构的上方。

作为一种较佳的实施例，路基结构11与泡沫轻质土挡土结构之间设置有防水层10。

作为一种较佳的实施例，加筋土挡土结构的下方铺设有碎石整平层1，碎石整平层1设置有贯穿预制加筋土结构面板2的PVC排水管4。

作为一种较佳的实施例，预制开槽面板单元16上设置有预埋环，预埋环之间通过钢筋焊接成钢筋网，钢筋网通过拉筋固定连接原生坡面13的山坡土体中。

本发明还提出一种有限空间下的新型挡土结构的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：平整场地，铺设碎石整平层1，对原生坡面13进行台阶式开挖并逐级铺设排水系统14；

步骤SS2：在底层硂底座上砌筑安装第一层预制加筋土结构面板单元，逐层布置土工格栅5，填筑土工填料3并碾压压实，继续砌筑第二层预制加筋土结构面板单元并重复以上SS2步骤至加筋土挡墙计算高度H₁；

步骤SS3：铺设水平排水系统9的碎石层和反滤层，并在其上铺设防水层10；

步骤SS4：组成预制泡沫轻质土结构面板8的预制开槽面板单元16垂直咬合拼接成L型面板单元，L型面板单元与预制加筋土结构面板2通过预埋角钢6固定连接；

步骤SS5：砌筑L型的预制泡沫轻质土结构面板8至指定高度，浇筑泡沫轻质土7，并在其上做防水层10；

步骤SS6：在步骤SS5中的防水层10上方填筑路基材料11，然后施工路面结构12，最终完成新型挡土结构的施工。

如图4所示，作为一种较佳的实施例，步骤SS2中的加筋土挡墙计算高度H₁的计算过程如下：

步骤1)：输入加筋土挡墙的高度H₁；

步骤2)：计算泡沫轻质土挡墙高度H2＝H-H1，H为新型挡土结构的高度；

步骤3)：加筋土挡土结构上覆荷载计算；

步骤4)：加筋土挡墙稳定性计算；

步骤5)：对步骤3)和步骤4)的计算结果进行安全设计判定，若判定不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若判定满足安全设计要求，则校核泡沫轻质土挡墙部分稳定性，并转入步骤6)；

步骤6)：对泡沫轻质土挡墙部分稳定性进行校核，若校核不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若校核满足安全设计要求，则校核新型挡土结构总体稳定性，并转入步骤7)；

步骤7)：对新型挡土结构总体稳定性进行校核，若校核不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若校核满足安全设计要求，则输出H₁、H₂。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种有限空间下的新型挡土结构，应用在原生坡面(13)上，其特征在于，所述新型挡土结构包括位于下部的加筋土挡土结构、位于上部的泡沫轻质土挡土结构，所述新型挡土结构上铺设有路基路面结构；

所述加筋土挡土结构包括预制加筋土结构面板(2)、与所述预制加筋土结构面板(2)相连的若干土工格栅(5)，所述土工格栅(5)之间铺设有土工填料(3)；

所述泡沫轻质土挡土结构包括预制泡沫轻质土结构面板(8)、泡沫轻质土(7)，所述预制泡沫轻质土结构面板(8)由若干预制开槽面板单元(16)拼接组成；

所述加筋土挡土结构与所述泡沫轻质土挡土结构之间以及所述土工填料(3)、所述泡沫轻质土(7)与所述原生坡面(13)之间设置有排水系统。

2.根据权利要求1所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述排水系统包括水平排水系统(9)、台阶式排水系统(14)，所述水平排水系统(9)设置于所述加筋土挡土结构与所述泡沫轻质土挡土结构之间，所述水平排水系统(9)包括碎石层、反滤层，所述反滤层设置于所述碎石层上方；所述台阶式排水系统(14)设置于所述土工填料(3)、所述泡沫轻质土(7)与所述原生坡面(13)之间，沿所开挖台阶逐层铺设。

3.根据权利要求1所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述预制加筋土结构面板(2)的顶部内预埋一对角钢(6)，用于与所述预制泡沫轻质土结构面板(8)连接。

4.根据权利要求1所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述预制泡沫轻质土结构面板(8)由若干所述预制开槽面板单元(16)拼接砌筑成L型。

5.根据权利要求1所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述路基路面结构包括路基材料(11)、路面结构(12)，所述路面结构(12)设置于所述路基材料11)的上方，所述路基材料(11)设置于所述泡沫轻质土挡土结构的上方。

6.根据权利要求5所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述路基结构(11)与所述泡沫轻质土挡土结构之间设置有防水层(10)。

7.根据权利要求1所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述加筋土挡土结构的下方铺设有碎石整平层(1)，所述碎石整平层(1)设置有贯穿所述预制加筋土结构面板(2)的PVC排水管(4)。

8.根据权利要求1所述的一种有限空间下的新型挡土结构，其特征在于，所述预制开槽面板单元(16)上设置有预埋环，所述预埋环之间通过钢筋焊接成钢筋网，所述钢筋网通过拉筋固定连接所述原生坡面(13)的山坡土体中。

9.一种如权利要求1所述的有限空间下的新型挡土结构的施工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1：平整场地，铺设碎石整平层(1)，对原生坡面(13)进行台阶式开挖并逐级铺设排水系统(14)；

步骤SS2：在底层硂底座上砌筑安装第一层预制加筋土结构面板单元，逐层布置土工格栅(5)，填筑土工填料(3)并碾压压实，继续砌筑第二层预制加筋土结构面板单元并重复以上SS2步骤至加筋土挡墙计算高度H₁；

步骤SS3：铺设水平排水系统(9)的碎石层和反滤层，并在其上铺设防水层(10)；

步骤SS4：组成预制泡沫轻质土结构面板(8)的预制开槽面板单元(16)垂直咬合拼接成L型面板单元，所述L型面板单元与预制加筋土结构面板(2)通过预埋角钢(6)固定连接；

步骤SS5：砌筑L型的预制泡沫轻质土结构面板(8)至指定高度，浇筑泡沫轻质土(7)，并在其上做防水层(10)；

步骤SS6：在步骤SS5中的所述防水层(10)上方填筑路基材料(11)，然后施工路面结构(12)，最终完成新型挡土结构的施工。

10.根据权利要求9所述的一种有限空间下的新型挡土结构的施工工艺，其特征在于，所述步骤SS2中的所述加筋土挡墙计算高度H₁的计算过程如下：

步骤1)：输入加筋土挡墙的高度H₁；

步骤2)：计算泡沫轻质土挡墙高度H2＝H-H1，H为新型挡土结构的高度；

步骤3)：加筋土挡土结构上覆荷载计算；

步骤4)：加筋土挡墙稳定性计算；

步骤5)：对所述步骤3)和所述步骤4)的计算结果进行安全设计判定，若判定不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若判定满足安全设计要求，则校核泡沫轻质土挡墙部分稳定性，并转入步骤6)；

步骤6)：对泡沫轻质土挡墙部分稳定性进行校核，若校核不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若校核满足安全设计要求，则校核新型挡土结构总体稳定性，并转入步骤7)；

步骤7)：对新型挡土结构总体稳定性进行校核，若校核不满足安全设计要求，则转入步骤1)重新输入加筋土挡墙高度H₁；若校核满足安全设计要求，则输出H₁、H₂。

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