CN113774928B - 适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，当边坡高度较低时，采用“重力式挡土墙+浆砌骨架护坡+CFG桩”的复合桩式支挡结构；当边坡高度较高时，采用“混凝土护墙+CFG桩+浆砌骨架护坡+水泥搅拌桩”的复合桩式支挡结构。本发明支挡结构解决了风积沙地区不同路基边坡高度风积沙松散不稳定且重载交通道路边坡稳定性差的问题，本发明支挡结构里外结合，双管齐下，很好的解决了不同高度边坡的风积沙松散不稳定、易坍塌等难题；同时避免了只采用水泥搅拌桩无法保证边坡整体稳定性以及只采用CFG桩导致施工造价高的问题。

Description

适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡 结构

技术领域

本发明属于路基边坡防护技术领域，具体是一种适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构。

背景技术

路基边坡是公路、铁路的重要支挡结构，当路基边坡处理不当或加固不合理时，容易发生边皮失稳，造成路基坍塌，既影响公路、铁路的正常运行，严重时造成交通瘫痪，又会造成人员的伤亡和重大的经济损失，总之会给社会带来严重的影响。

在风积沙地区的路基边坡防护中，通常采用锚杆框架梁、骨架护坡、挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等措施进行支挡防护，但其均具有一定的局限性。此外，在铁路路堑段上方为既有重载厂区道路时，单一的骨架护坡或挡土墙显然无法满足重载货车的通行条件，既有厂区道路对路基本体及边坡稳定性要求极高。所以为了满足铁路边坡及既有厂区道路的安全及经济适用性，边坡处理方案的选择显得十分重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中存在的问题，而提供一种适用于风积沙地区及上方为既有重载厂区道路的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，其包括如下两种情况：

对于低路基边坡（在风积沙地区或既有重载厂区道路旁边坡高度为0~7m）：设置一级边坡，一级边坡的坡面设置有浆砌骨架护坡，一级边坡的坡底设置有重力式挡土墙，重力式挡土墙的墙底基础填设碎土石，重力式挡土墙的外侧设置有排水沟，一级边坡内部采用若干CFG桩加固处理；

对于高路基边坡（在风积沙地区或既有重载厂区道路旁边坡高度为7m及以上）：设置一级边坡和二级边坡，一级边坡的坡面设置有混凝土护墙，混凝土护墙基础采用若干CFG桩加固处理，一级边坡的坡底设置有排水沟，一级边坡内部采用若干CFG桩加固处理；二级边坡的坡面设置有浆砌骨架护坡，二级边坡内部采用若干水泥搅拌桩加固处理。

进一步的，对于低路基边坡，重力式挡土墙采用梯形墙，墙高为3.0m，墙胸墙背坡率为1：0.25，墙身采用C20片石混凝土浇筑而成；重力式挡土墙的墙底基础碎土石的厚度为1m，两侧伸出长度为0.5m；重力式挡土墙的墙胸、墙背回填普通土并压实，压实标准同基床底层标准；重力式挡土墙的墙底基础埋深在侧沟平台以下不小于1.25m，并低于侧沟砌体底面不小于0.2m；重力式挡土墙沿线路方向每隔10～20m，设置宽0.02m的伸缩缝一道，缝内沿墙顶、内、外三边填塞沥青麻筋，深度不小于0.2m；重力式挡土墙的墙身位于侧沟平台以上的部分每隔2m上、下、左、右交错设置φ=0.1m的PVC管泄水孔；重力式挡土墙的墙背通长设置有0.5m厚的砂夹卵石反滤层。

进一步的，CFG桩加固处理时，若干CFG桩呈正方形布置，横向、纵向相邻CFG桩的间距为1.0m，单个CFG桩的直径为0.5m。

进一步的，对于高路基边坡，混凝土护墙基础埋置在路肩线以下不小于1.0m，并不高于侧沟砌体底面；混凝土护墙的墙背中部设置耳墙一道，耳墙底宽为1.0m；混凝土护墙的墙顶设置有墙帽，墙帽厚度为0.3m，并嵌入边坡内0.2m；混凝土护墙沿线路方向每隔10～20m设置伸缩缝一道，伸缩缝宽度为0.02m，伸缩缝周边填塞有沥青麻筋，填塞深度为0.1～0.2m；混凝土护墙上每隔2～3m上、下、左、右交错设置φ=0.1m的PVC管泄水孔，并在墙后设0.3m厚的卵砾石窝状反滤层和0.3m厚的夯填黏土层。

进一步的，对于高路基边坡，水泥搅拌桩加固处理时，水泥搅拌桩呈正方形布置，横向、纵向相邻水泥搅拌桩的间距为1.0m，单个水泥搅拌桩的直径为0.5m。

进一步的，对于高路基边坡，水泥搅拌桩采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为16%，水泥浆水灰比为0.45～0.55；水泥搅拌桩水灰比为0.45～0.7，灰砂比为1：0.3～0.7，水泥砂浆中的砂为中砂、粉细砂或粉煤灰。在制作水泥砂浆时，掺入石膏、三乙醇胺、木质素碳酸钙，其掺入量分别取水泥重量的2%、0.05%、0.2%。

进一步的，水泥砂浆中掺入有粉煤灰和AR-3型外加剂，其掺入量分别取水泥重量的10%和5%。

进一步的， 水泥搅拌桩成桩28天后进行无侧限抗压强度检测，测得抗压强度不小于1.2MPa，桩体压缩模量不小于50～60MPa。

本发明支挡结构解决了风积沙地区不同路基边坡高度风积沙松散不稳定且重载交通道路边坡稳定性差的问题，本发明支挡结构是汲取了重力式挡土墙、混凝土护墙、浆砌骨架护坡、CFG桩、水泥搅拌桩等措施的复合桩式路基边坡支挡结构，以此进行防护，里外结合，双管齐下，很好的解决了不同高度边坡的风积沙松散不稳定、易坍塌等难题：同时避免了只采用水泥搅拌桩无法保证边坡整体稳定性以及只采用CFG桩导致施工造价高的问题。

附图说明

此处的附图用来提供对本发明的进一步说明，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用来解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为对于低路基边坡的本发明复合桩式支挡结构的截面示意图。

图2为对于高路基边坡的本发明复合桩式支挡结构的截面示意图。

图3为本发明中所述混凝土护墙的截面示意图。

图中：1-混凝土护墙、1.1-泄水孔、1.2-夯填黏土层、1.3-卵砾石窝状反滤层、1.4-耳墙、1.5-C25混凝土平台、1.6-栓绳环、2- CFG桩、3-水泥搅拌桩、4-排水沟、5-重力式挡土墙、6-碎石土、7-浆砌骨架护坡。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合参考附图并结合实施例对本发明作进一步清楚、完整的说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

一种适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，包括如下两种情况：

对于低路基边坡，即在风积沙地区或既有重载厂区道路旁边坡高度为0~7m：如图1所示，设置一级边坡，一级边坡的坡面设置有浆砌骨架护坡7，一级边坡的坡底设置有重力式挡土墙5，重力式挡土墙5的墙底基础填设碎土石6，重力式挡土墙5的外侧设置有排水沟4，一级边坡内部采用若干CFG桩2加固处理；

对于高路基边坡，即在风积沙地区或既有重载厂区道路旁边坡高度为7m及以上：如图2和图3所示，设置一级边坡和二级边坡，一级边坡的坡面设置有混凝土护墙1，混凝土护墙1基础采用若干CFG桩2加固处理，一级边坡的坡底设置有排水沟4，一级边坡内部采用若干CFG桩2加固处理；二级边坡的坡面设置有浆砌骨架护坡7，二级边坡内部采用若干水泥搅拌桩3加固处理。

一、对于上述复合桩式支挡结构，在具体施工过程中，重力式挡土墙5的施工说明：

1）重力式挡土墙5采用梯形墙，墙高为3.0m，墙胸墙背坡率为1：0.25，墙身采用C20片石混凝土浇筑而成；重力式挡土墙5的墙底基础碎土石6的厚度为1m，两侧伸出长度为0.5m；重力式挡土墙5的墙胸、墙背回填普通土并压实，压实标准同基床底层标准；

2）重力式挡土墙5的墙底基础埋深在侧沟平台以下不小于1.25m，并低于侧沟砌体底面不小于0.2m；

3）重力式挡土墙5沿线路方向每隔10～20m，设置宽0.02m的伸缩缝一道，缝内沿墙顶、内、外三边填塞沥青麻筋，深度不小于0.2m；

4）重力式挡土墙5的墙身位于侧沟平台以上的部分每隔2m上、下、左、右交错设置φ=0.1m的PVC管泄水孔1.1；

5）重力式挡土墙5的墙背通长设置有0.5m厚的砂夹卵石反滤层；

6）重力式挡土墙5的墙背开挖线采用挖台阶处理，台阶宽度不小于2.0m。

二、对于上述复合桩式支挡结构，在具体施工过程中，混凝土护墙1的施工说明：

1）混凝土护墙1基础埋置在路肩线以下不小于1.0m，并不高于侧沟砌体底面；

2）混凝土护墙1的墙顶设置为坡度4%的C25混凝土平台1.5；

3）混凝土护墙1的高度在一般情况下不宜超过6.0m，当坡度较缓时，混凝土护墙的高度不宜超过10.0m；

4）为增强混凝土护墙1的稳定性，在混凝土护墙1的墙背中部设置耳墙1.4一道，耳墙1.4底宽为1.0m；

5）混凝土护墙1的墙顶设置有墙帽，墙帽厚度为0.3m，并嵌入边坡内0.2m，以防表水灌入墙背；

6）当混凝土护墙1的高度大于6.0m时，在混凝土护墙1的墙顶（C25混凝土平台1.5）上设置栓绳环1.6，间距为5.0m；

7）混凝土护墙1沿线路方向每隔10～20m设置伸缩缝一道，伸缩缝宽度为0.02m，伸缩缝周边填塞有沥青麻筋，填塞深度为0.1～0.2m；混凝土护墙1上每隔2～3m上、下、左、右交错设置φ=0.1m的PVC管泄水孔1.1，并在墙后设0.3m厚的卵砾石窝状反滤层1.3和0.3m厚的夯填黏土层1.2；

8）在混凝土护墙1上适当的位置设台阶式踏步，宽0.6m，台阶高0.2m；

9）混凝土护墙1的墙背与路堑坡面密贴，局部超挖处应补砌与护墙墙身相同之圬工；

10）地下水露头处应增设引水设施。

如下列举几例混凝土护墙及其具体尺寸，如图3所示：

混凝土护墙尺寸表（1）

胸坡坡率=1：1.25 背坡坡率=1：1.25

混凝土护墙尺寸表（2）

胸坡坡率=1：1.00 背坡坡率=1：0.95

三、对于上述复合桩式支挡结构，在具体施工过程中，CFG桩2的施工说明：

1）CFG桩2加固处理时，若干CFG桩2呈正方形布置，横向、纵向相邻CFG桩2的间距为1.0m，单个CFG桩2的直径为0.5m；桩长、桩数按具体情况设计布置；

2）CFG桩2采用长螺旋成孔管内泵压混合料灌注成桩法工艺成桩，具体应通过各工点的地质条件、设计桩长、桩间距选择有效的施工工艺，施工前应进行成桩工艺试验，以检验设备、工艺是否适宜，确定选用的技术参数是否满足设计要求；

3）CFG桩2桩体材料：桩体原材料采用碎石、砂子、水泥配合而成，材料按C20砼配比，水泥应为P042.5级及以上的普通硅酸盐水泥，混合料28天龄期标准试块抗压强度不小于13.4MPa，桩体压缩模量不小于130～150MPa；施工前应由室内试验室进行配比试验，施工时按配合比配制混合料；成桩过程中，应抽样做混合料试块，每台机械每天至少应做一组（不少于3块）试块，标准养护，测定其抗压强度；

4）必须按照设计的桩位、桩径、桩长和桩数施工，桩位偏差不大于0.4倍桩径，桩长不应小于设计值，垂直度偏差不应大于1%，CFG桩施工应严格按照试桩确定的工艺操作，灰浆应搅拌均匀；

5）长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工的坍落度宜为160～200mm；

6）长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工在钻至设计深度后，应准确掌握提拔钻杆时间，混合料泵送量应与拔管速度相配合，遇到饱和砂土或饱和粉土层，不得停泵待料；

7）CFG桩2桩身的施工质量检验：成桩7天后低应变动力试验，抽检率为桩数的10%；成桩28天后采用单桩或复合地基载荷试验，抽检率为桩数的0.2%，且每一工点不少于3根；桩长大于15m时检测桩身无侧限抗压强度，抽检率为桩数的0.2%，且不少于3根。

四、对于上述复合桩式支挡结构，在具体施工过程中，对于高路基边坡中涉及的水泥搅拌桩3的施工说明：

1）水泥搅拌桩3加固处理时，水泥搅拌桩3呈正方形布置，横向、纵向相邻水泥搅拌桩3的间距为1.0m，单个水泥搅拌桩3的直径为0.5m，桩长、桩间距按各工点设计施工，桩长必须穿透软弱层至硬底；当与注浆联合处理时，应先施工水泥搅拌桩3，后施工注浆，并将注浆孔采用M15水泥砂浆封闭；

2）水泥搅拌桩3采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为16%，水泥浆水灰比为0.45～0.55；水泥搅拌桩3水灰比为0.45～0.7，灰砂比为1：0.3～0.7，水泥砂浆中的砂为中砂、粉细砂或粉煤灰。在制作水泥砂浆时，掺入石膏、三乙醇胺、木质素碳酸钙，其掺入量分别取水泥重量的2%、0.05%、0.2%；当地下水具有侵蚀性时，应参入粉煤灰和AR-3型外加剂，其掺入量分别取水泥重量的10%和5%； 水泥搅拌桩3成桩28天后进行无侧限抗压强度检测，测得抗压强度不小于1.2MPa，桩体压缩模量不小于50～60Mpa；当用于止水帷幕时，还应满足渗透系数K≤1×10-7/cm/s；

3）施工前应通过工艺性试桩，掌握对该场地的成桩经验及各种操作技术参数，各工点试验桩不得少于3根；搅拌桩施工时全桩上下应复搅不得少于一次，当桩周土为成层状地层时，应对相对软弱的土层增加复搅次数，并增加水泥掺入量；

4）根据地基的加固深度选择合适的钻机、粉体（浆）发送器及配套设备；采用的材料应具有质量合格证，采用的固化剂和外加剂的品种、规格及性能应满足设计要求。

5）施工时应定时检查机械的成桩直径及搅拌均匀程度，对使用的钻头应定期复核检查，其直径磨耗量不得大于20mm；施工时应控制钻机下钻深度、喷粉（浆）高程及停灰面，确保桩长；在成桩过程中遇有故障而停止喷粉（浆）时，第二次喷粉（浆）接桩时，其重叠长度不得小于1m（浆体喷射搅拌桩为不小于0.5m），接桩间隔时间不大于24小时，否则应重打该桩；

6）施工中随时检查加固料用量、桩长、复搅长度及施工中有无异常情况，记录其处理办法及措施；

7）水泥搅拌桩3的施工质量检验：成桩28天后无侧限抗压强度，抽检率为桩数的0.2%，且不少于3根；单桩或复合地基载荷试验，抽检率为桩数的0.2%，且每一工点不少于3根。

上面是对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，其特征正在于：

对于高路基边坡：设置一级边坡和二级边坡，一级边坡的坡面设置有混凝土护墙，混凝土护墙基础采用若干CFG桩加固处理，一级边坡的坡底设置有排水沟，一级边坡内部采用若干CFG桩加固处理；二级边坡的坡面设置有浆砌骨架护坡，二级边坡内部采用若干水泥搅拌桩加固处理；混凝土护墙基础埋置在路肩线以下不小于1.0m，并不高于侧沟砌体底面；混凝土护墙的墙背中部设置耳墙一道，耳墙底宽为1.0m；混凝土护墙的墙顶设置有墙帽，墙帽厚度为0.3m，并嵌入边坡内0.2m；混凝土护墙沿线路方向每隔10～20m设置伸缩缝一道，伸缩缝宽度为0.02m，伸缩缝周边填塞有沥青麻筋，填塞深度为0.1～0.2m；混凝土护墙上每隔2～3m上、下、左、右交错设置φ＝0.1m的PVC管泄水孔，并在墙后设0.3m厚的卵砾石窝状反滤层和0.3m厚的夯填黏土层；

对于高路基边坡，水泥搅拌桩采用PO42.5及以上普通硅酸盐水泥，水泥掺入比为16％，水泥浆水灰比为0.45～0.55；水泥搅拌桩水灰比为0.45～0.7，灰砂比为1：0.3～0.7，水泥砂浆中的砂为中砂、粉细砂或粉煤灰；在制作水泥砂浆时，掺入石膏、三乙醇胺、木质素碳酸钙，其掺入量分别取水泥重量的2％、0.05％、0.2％。

2.根据权利要求1所述的适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，其特征正在于：CFG桩加固处理时，若干CFG桩呈正方形布置，横向、纵向相邻CFG桩的间距为1.0m，单个CFG桩的直径为0.5m。

3.根据权利要求1所述的适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，其特征正在于：对于高路基边坡，水泥搅拌桩加固处理时，水泥搅拌桩呈正方形布置，横向、纵向相邻水泥搅拌桩的间距为1.0m，单个水泥搅拌桩的直径为0.5m。

4.根据权利要求1所述的适用于特殊地区、路段的不同高度路基边坡的复合桩式支挡结构，其特征正在于：水泥搅拌桩成桩28天后进行无侧限抗压强度检测，测得抗压强度不小于1.2MPa，桩体压缩模量不小于50～60MPa。

Images