CN113550336A - 一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑及施工方法，包括依次设置于既有建筑物外侧的陡坡侧边坡、路堤式路堑和缓坡侧边坡，陡坡侧边坡上方通过隔离层封闭并设置有绿植保护层和排水系统，其顶部沿远离既有建筑物的方向依次间隔设置有截水沟、钢板桩和上灌注桩，其底部设置有下灌注桩，且上灌注桩和下灌注桩顶部分别浇筑有遮挡土体的上挡墙和下挡墙；路堤式路堑按设计方案开挖换填至设计标高，其两侧通长铺设有盲沟，缓坡侧边坡按设计坡率放坡开挖至地面，其上方铺设有绿植防护层并设置有排水系统。本发明保证了既有建筑物的稳定，为上灌注桩施工提供了前期支护和开挖条件，减少了征地与拆迁费用，提高了铁路深路堑边坡的稳定性。

Description

一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑及施工方法

技术领域

本发明涉及深路堑边坡防护施工技术领域，具体涉及一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑及施工方法。

背景技术

在松散地层地区，地层地质条件较差，地层岩土体遇水后承载力急剧下降，边坡极易发生坍塌、产生病害，危及边坡稳定和铁路路基安全，此类边坡需按缓坡比进行放坡防护，但是，由于铁路路线附近既有建筑物的存在，征迁费用较高，严重限制了深路堑边坡的开挖范围，如何保障边坡稳定，确保边坡上部既有建筑物稳定安全而不会发生次生灾害，同时保证铁路路基及线路运营的安全成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提出一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑及施工方法，以解决背景技术中所述的技术问题。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，包括依次设置于既有建筑物外侧的陡坡侧边坡、路堤式路堑和缓坡侧边坡，所述陡坡侧边坡上方通过隔离层封闭并设置有绿植保护层和排水系统，其顶部沿远离既有建筑物的方向依次间隔设置有截水沟、钢板桩和上灌注桩，其底部设置有下灌注桩，且上灌注桩和下灌注桩顶部分别浇筑有遮挡土体的上挡墙和下挡墙；所述路堤式路堑按设计方案开挖换填至设计标高，其两侧通长铺设有盲沟，所述缓坡侧边坡按设计坡率放坡开挖至地面，其上方铺设有绿植防护层并设置有排水系统。

优选地，所述上灌注桩和下灌注桩均设置有相互平行的两排，所述钢板桩和两排上灌注桩的设置深度随着与既有建筑物距离的增大而增大，且两排下灌注桩的设置深度相同。

优选地，所述上灌注桩沿路线延伸方向间隔设置，且上灌注桩顶部通过冠梁连为一体，所述钢板桩沿路线延伸方向通长设置，其远离既有建筑物的一侧对应上灌注桩顶部冠梁位置通长设置有框架梁，且框架梁与冠梁之间通过间隔设置的系梁相连，使得钢板桩、上灌注桩和上挡墙形成一个防护结构整体。

优选地，所述上挡墙沿路线延伸方向通长设置于冠梁上方，其顶端与钢板桩顶端平齐设置，且其与钢板桩之间通过C类土回填压实，所述C类土与开挖地面上方铺设有土工膜并按设计坡率填筑有B类土，且上挡墙至截水沟范围内的B类土及地面之间采用六棱砖浆砌铺面封闭。

优选地，所述路堤式路堑自下而上依次设置有狗头石换填层、B类土填筑层和路面层，所述路面层顶部设置有双向排水横坡。

优选地，所述陡坡侧边坡自下而上依次通过B类土和C类土换填压实，所述B类土顶底两面均设置有台阶，且其底面台阶处铺设有土工膜，所述C类土回填至设计坡率，其上方安装有流水槽形成的排水系统，所述流水槽之间铺设有腐殖土并种草绿化形成绿植防护层。

优选地，所述陡坡侧边坡顶底两端均浇筑有防护带，所述防护带沿路线延伸方向通长设置，且上下两条防护带分别与上挡墙和下挡墙固结相连。

优选地，所述缓坡侧边坡中部及坡脚位置均浇筑有混凝土平台，所述混凝土平台沿路线延伸方向通长设置，且其顶面设置有向下倾斜的排水横坡。

另外，本发明还提供了上述一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑的施工方法，主要包括如下步骤：

步骤一，场地清表并进行路基中心线和两侧边坡开口线放样，明确既有建筑物与边坡开口线的位置关系；

步骤二，在陡坡侧边坡开口线以外设置截水沟；

步骤三，确定钢板桩施工位置，并将钢板桩施工至设计标高，以保护开口线外的既有建筑物；

步骤四，在钢板桩背侧进行土方开挖并形成钻桩平台；

步骤五，在钻桩平台上进行上灌注桩桩位放样，并将钢筋混凝土结构的上灌注桩施工至设计标高；

步骤六，在钢板桩背侧施工框架梁，在上灌注桩顶部施工冠梁，在冠梁上方施工上挡墙，并在框架梁和冠梁之间施工系梁，将钢板桩、上灌注桩和上挡墙连成一个整体支护结构；

步骤七，在上挡墙和钢板桩之间进行C类土回填压实，在C类土及开挖地面顶部铺设土工膜进行封闭隔水，并在土工膜上方按设计坡率回填B类土进行压实；

步骤八，在上挡墙至截水沟范围内的B类土及地面之间采用六棱砖进行浆砌封闭，减少外部空气和雨水进入；

步骤九，按设计开挖方案进行路堑开挖施工，并开挖至陡坡侧边坡坡脚位置；

步骤十，在陡坡侧边坡坡脚位置进行下灌注桩桩位放样，并将钢筋混凝土结构的下灌注桩施工至设计标高；

步骤十一，在下灌注桩顶部施工冠梁，并在冠梁顶部进行下挡墙施工；

步骤十二，对上挡墙与下挡墙两级桩基挡墙之间的陡坡侧边坡进行放台阶开挖、填筑隔离层封闭并设置绿植保护层和排水系统；

步骤十三，开挖下挡墙以下的正线路基，进行换填和盲沟施工，并按设计方案形成路堤式路堑结构；

步骤十四，按设计坡率进行路线缓坡侧边坡的开挖施工，进行绿植防护层铺设并安装排水系统。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明充分发挥了钢板桩防护快速便捷的特点，对路堑边坡顶部的既有建筑物进行短期内防护，在保证既有建筑物稳定的情况下，为上灌注桩的设置提供前期支护和开挖条件；

2、本发明通过钢板桩的引入，减少了铁路边坡上部的征地与拆迁，施工对外部环境友好，解决了开挖范围有限的问题，既加快了施工进度，又节省了征迁费用；

3、本发明钢板桩与上下两级混凝土灌注桩联合作用，并与两级桩基挡墙形成永久性、多层次的复合边坡支挡防护结构，提高了铁路深路堑边坡的稳定性；

4、本发明通过土方换填和土工膜铺设，对铁路边坡进行封闭，减少外部空气和雨水对边坡内松散地层产生影响，保证了边坡的永久性安全。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明涉及的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑的断面结构示意图；

图2为本发明涉及的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑的平面结构示意图。

附图标记：1-既有建筑物、2-截水沟、3-钢板桩、4-框架梁、5-上灌注桩、6-冠梁、7-系梁、8-上挡墙、9-陡坡侧边坡、10-下灌注桩、11-下挡墙、12-路堤式路堑、13-缓坡侧边坡、14-B类土、15-C类土、16-土工膜、17-六棱砖、18-绿植防护层、19-防护带、20-盲沟、21-混凝土平台。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本发明的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑及施工方法的实施例。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”、“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。

本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。下面结合图1-2，以拉伊铁路项目某深路堑为例，对本发明进一步详细说明：

本项目场区施工区域地层主要为强风化泥灰岩，由于多年的雨水侵蚀，施工区域泥灰岩风化现象严重，且开挖出露的泥灰岩在与大气接触和雨水作用下，分解很快，其承载能力急剧下降，而且，路线左侧存在既有建筑物和一条油气管线，昂贵的征拆费用导致边坡开挖范围有限。

如图1-2所示，本发明优选的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，包括依次设置于既有建筑物1外侧的陡坡侧边坡9、路堤式路堑12和缓坡侧边坡13，所述陡坡侧边坡9上方通过隔离层封闭并设置有绿植保护层18和排水系统，其顶部沿远离既有建筑物1的方向依次间隔设置有截水沟2、钢板桩3和上灌注桩5，其底部设置有下灌注桩10；

所述上灌注桩5和下灌注桩10均设置有相互平行的两排，所述钢板桩3和两排上灌注桩5的设置深度随着与既有建筑物1距离的增大而增大，且两排下灌注桩10的设置深度相同，上灌注桩5与下灌注桩10均沿路线延伸方向间隔设置，二者顶部均通过冠梁6连为一体，且二者顶部冠梁6上分别浇筑有遮挡土体的上挡墙8和下挡墙11，所述钢板桩3沿路线延伸方向通长设置，其远离既有建筑物1的一侧对应上灌注桩5顶部冠梁6位置通长设置有框架梁4，且框架梁4与冠梁6之间通过间隔设置的系梁7相连，使得钢板桩3、上灌注桩5和上挡墙8形成一个防护结构整体，本实施例中，钢板桩3需距离既有建筑物1或油气管线3-5米，上灌注桩5与钢板桩3之间的距离为4-6米，下灌注桩10根据路基设计断面来定，需在路基边沟外1米，相邻两根上灌注桩5或下灌注桩10桩基中心之间的距离为3米，且钢板桩3设置深度一般为8-12米，有些地方泥灰岩风化不严重，设置至无法打入深度为止，入土深度一般在8米以上，上灌注桩5第一排桩基深度超过钢板桩3的设置深度8-10米，第二排桩基再加深8-10米，满足边坡稳定性检算为准，下灌注桩10设置深度为6-8米，主要是防护路基安全，减少边坡开挖，上灌注桩5施工完毕后，在其顶部施工；

所述上挡墙8沿路线延伸方向通长设置于冠梁6上方，其顶端与钢板桩3顶端平齐设置，且其与钢板桩3之间通过C类土15回填压实，所述C类土15与开挖地面上方铺设有土工膜16并按设计坡率填筑有B类土14，且上挡墙8至截水沟2范围内的B类土14及地面之间采用六棱砖17浆砌铺面封闭；

上挡墙8与下挡墙11之间的陡坡侧边坡9自下而上依次通过B类土14和C类土15换填压实形成隔离层，所述B类土14顶底两面均设置有台阶，且其底面台阶处铺设有土工膜16，所述C类土15回填至设计坡率，其上方安装有流水槽形成的排水系统，所述流水槽之间铺设有腐殖土并种草绿化形成绿植防护层18，且陡坡侧边坡9的绿植防护层18坡顶及坡脚位置均浇筑有防止雨水冲刷的防护带19，所述防护带19沿路线延伸方向通长设置，且上下两条防护带19分别与上挡墙8和下挡墙11固结相连；

所述路堤式路堑12按设计方案开挖换填至设计标高，其主体结构自下而上依次设置有狗头石换填层、B类土14填筑层和路面层，且路面层顶部按设计坡度设置有双向排水横坡，路堤式路堑12两侧通长铺设有混凝土预制结构的盲沟20作为排水通道；

所述缓坡侧边坡13按设计坡率放坡开挖至地面，其坡体中部及坡脚位置均浇筑有混凝土平台21，其上方安装有流水槽形成的排水系统、铺设有腐殖土并种草绿化形成绿植防护层18，所述混凝土平台21沿路线延伸方向通长设置，且其顶面设置有向下倾斜的排水横坡。

另外，本发明还提供了上述一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑的施工方法，主要包括如下步骤：

步骤一，场地现场清表并进行路基中心线和两侧边坡开口线放样，明确既有建筑物1、油气管线与边坡开口线的位置关系；

步骤二，在陡坡侧边坡9开口线以外设置截水沟2；

步骤三，确定钢板桩3施工位置，进行现场震动锤12米钢板桩3施工，直至达到设计标高；

步骤四，第一阶段路基放坡开挖施工（深度4.0-5.0米），在钢板桩3背侧进行土方开挖达到设计标高后整修钻桩平台；

步骤五，在钻桩平台上进行两排上灌注桩5桩位放样，并将钢筋混凝土结构的上灌注桩5施工至设计标高（第一排桩长20.0米、第二排桩长28.0米）；

步骤六，在钢板桩3背侧施工框架梁4，在上灌注桩5顶部施工冠梁6，在冠梁6上方施工上挡墙8（高3.0米、宽0.6米），并在框架梁4和冠梁6之间施工系梁7（宽1.0米、高1.0米，间距中对中3.0米），将钢板桩3、上灌注桩5和上挡墙8连成一个整体支护结构；

步骤七，在上挡墙8和钢板桩3之间进行C类土15回填压实，在C类土15及开挖地面顶部铺设土工膜16进行封闭隔水，并在土工膜16上方按设计坡率（1:1.75）回填B类土14进行压实；

步骤八，在上挡墙8至截水沟2范围内的B类土14坡面及地面之间采用8厘米厚预制六棱砖17进行浆砌封闭；

步骤九，进行第二阶段路基放坡开挖施工（深度约6.0-10.0米），按设计开挖方案进行路堑开挖施工，并开挖至陡坡侧边坡9坡脚位置；

步骤十，达到设计标高后整修钻桩平台，在陡坡侧边坡9坡脚位置进行下灌注桩10桩位放样，并进行钢筋混凝土结构的下灌注桩10桩基施工（桩长6.0米）；

步骤十一，在下灌注桩10顶部施工冠梁6，并在冠梁6顶部进行下挡墙11（高2.0米、宽0.6米）施工；

步骤十二，对上挡墙8与下挡墙11两级桩基挡墙之间的陡坡侧边坡9进行换填开挖并设置台阶（台阶高度1.0米、宽度4.5米，换填厚度2.0米），在台阶上铺设土工膜16，然后用B类土14进行回填，然后采用C类土15回填（厚度1.0-2.0米）至设计坡率（1:4.5），然后安装流水槽形成排水系统，并在流水槽之间铺设腐殖土和种草绿化形成绿植保护层18；

步骤十三，进行第三阶段路基放坡开挖施工（深度约2.0-4.0米），开挖下挡墙11以下的正线路基，路基底部进行2.0米的狗头石换填、施工正线路基两侧的盲沟20，回填B类土14至设计标高形成路堤式路堑12结构；

步骤十四，对正线路基右侧边坡进行混凝土平台21施工（宽度5.0米，厚度0.5米），然后按设计坡率进行路线缓坡侧边坡13的放坡开挖、边坡的刷坡、流水槽安装、铺设腐殖土及种草绿化形成绿植防护层18，完成整个边坡防护及深路堑路基施工。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：包括依次设置于既有建筑物（1）外侧的陡坡侧边坡（9）、路堤式路堑（12）和缓坡侧边坡（13），所述陡坡侧边坡（9）上方通过隔离层封闭并设置有绿植保护层（18）和排水系统，其顶部沿远离既有建筑物（1）的方向依次间隔设置有截水沟（2）、钢板桩（3）和上灌注桩（5），其底部设置有下灌注桩（10），且上灌注桩（5）和下灌注桩（10）顶部分别浇筑有遮挡土体的上挡墙（8）和下挡墙（11）；所述路堤式路堑（12）按设计方案开挖换填至设计标高，其两侧通长铺设有盲沟（20），所述缓坡侧边坡（13）按设计坡率放坡开挖至地面，其上方铺设有绿植防护层（18）并设置有排水系统。

2.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述上灌注桩（5）和下灌注桩（10）均设置有相互平行的两排，所述钢板桩（3）和两排上灌注桩（5）的设置深度随着与既有建筑物（1）距离的增大而增大，且两排下灌注桩（10）的设置深度相同。

3.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述上灌注桩（5）沿路线延伸方向间隔设置，且上灌注桩（5）顶部通过冠梁（6）连为一体，所述钢板桩（3）沿路线延伸方向通长设置，其远离既有建筑物（1）的一侧对应上灌注桩（5）顶部冠梁（6）位置通长设置有框架梁（4），且框架梁（4）与冠梁（6）之间通过间隔设置的系梁（7）相连，使得钢板桩（3）、上灌注桩（5）和上挡墙（8）形成一个防护结构整体。

4.根据权利要求3所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述上挡墙（8）沿路线延伸方向通长设置于冠梁（6）上方，其顶端与钢板桩（3）顶端平齐设置，且其与钢板桩（3）之间通过C类土（15）回填压实，所述C类土（15）与开挖地面上方铺设有土工膜（16）并按设计坡率填筑有B类土（14），且上挡墙（8）至截水沟（2）范围内的B类土（14）及地面之间采用六棱砖（17）浆砌铺面封闭。

5.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述路堤式路堑（12）自下而上依次设置有狗头石换填层、B类土（14）填筑层和路面层，所述路面层顶部设置有双向排水横坡。

6.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述陡坡侧边坡（9）自下而上依次通过B类土（14）和C类土（15）换填压实，所述B类土（14）顶底两面均设置有台阶，且其底面台阶处铺设有土工膜（16），所述C类土（15）回填至设计坡率，其上方安装有流水槽形成的排水系统，所述流水槽之间铺设有腐殖土并种草绿化形成绿植防护层（18）。

7.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述陡坡侧边坡（9）顶底两端均浇筑有防护带（19），所述防护带（19）沿路线延伸方向通长设置，且上下两条防护带（19）分别与上挡墙（8）和下挡墙（11）固结相连。

8.根据权利要求1所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑，其特征在于：所述缓坡侧边坡（13）中部及坡脚位置均浇筑有混凝土平台（21），所述混凝土平台（21）沿路线延伸方向通长设置，且其顶面设置有向下倾斜的排水横坡。

9.一种施工方法，用于权利要求1-8任意一项所述的一种邻近既有建筑物的松散地层区铁路深路堑的施工过程之中，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，场地清表并进行路基中心线和两侧边坡开口线放样，明确既有建筑物（1）与边坡开口线的位置关系；

步骤二，在陡坡侧边坡（9）开口线以外设置截水沟（2）；

步骤三，确定钢板桩（3）施工位置，并将钢板桩（3）施工至设计标高；

步骤四，在钢板桩（3）背侧进行土方开挖并形成钻桩平台；

步骤五，在钻桩平台上进行上灌注桩（5）桩位放样，并将钢筋混凝土结构的上灌注桩（5）施工至设计标高；

步骤六，在钢板桩（3）背侧施工框架梁（4），在上灌注桩（5）顶部施工冠梁（6），在冠梁（6）上方施工上挡墙（8），并在框架梁（4）和冠梁（6）之间施工系梁（7），将钢板桩（3）、上灌注桩（5）和上挡墙（8）连成一个整体支护结构；

步骤七，在上挡墙（8）和钢板桩（3）之间进行C类土（15）回填压实，在C类土（15）及开挖地面顶部铺设土工膜（16）进行封闭隔水，并在土工膜（16）上方按设计坡率回填B类土（14）进行压实；

步骤八，在上挡墙（8）至截水沟（2）范围内的B类土（14）及地面之间采用六棱砖（17）进行浆砌封闭；

步骤九，按设计开挖方案进行路堑开挖施工，并开挖至陡坡侧边坡（9）坡脚位置；

步骤十，在陡坡侧边坡（9）坡脚位置进行下灌注桩（10）桩位放样，并将钢筋混凝土结构的下灌注桩（10）施工至设计标高；

步骤十一，在下灌注桩（10）顶部施工冠梁（6），并在冠梁（6）顶部进行下挡墙（11）施工；

步骤十二，对上挡墙（8）与下挡墙（11）两级桩基挡墙之间的陡坡侧边坡（9）进行放台阶开挖、填筑隔离层封闭并设置绿植保护层（18）和排水系统；

步骤十三，开挖下挡墙（11）以下的正线路基，进行换填和盲沟（20）施工，并按设计方案形成路堤式路堑（12）结构；

步骤十四，按设计坡率进行路线缓坡侧边坡（13）的开挖施工，进行绿植防护层（18）铺设并安装排水系统。

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