CN114592391A - 一种适用于陡横坡地形上半挖半填路基的“微创型”组合结构 - Google Patents

一种适用于陡横坡地形上半挖半填路基的“微创型”组合结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，属于公路工程技术领域。本发明由抗滑桩、预应力锚索、悬挑梁、路面板、挡土板、短柱、扩大基础、防撞护栏等主要构件组成。本发明将多种支护形式有机组合，在靠近山体侧通过抗滑桩、预应力锚索和挡土板对路基边坡支挡锚固，并通过悬挑梁将一部分路基结构悬挑在山体外侧代替普通填方路基，有效减小了路基结构对自然山体的扰动范围。本发明具有边坡支挡、山体锚固、路面悬挑支撑等多功能。结构稳定性和可靠度较好、建造难度适中、环境和经济效益倶佳，为陡坡上半挖半填路基结构设计提供了“微创型”结构方案，在公路工程技术领域具有推广应用价值。

Description

一种适用于陡横坡地形上半挖半填路基的“微创型”组合结构
技术领域
本发明涉及公路路基结构，具体涉及一种适用于山区地面横坡较陡，半挖半填路基的“微创型”组合结构，属于公路工程技术领域。
背景技术
现有技术中，对公路傍山路基通常在靠山侧切坡增宽，在靠沟侧填土或修筑挡土墙增宽。该方法适用于地面较缓(缓于35°以下)的情形。但对所处山体地面横坡较陡(陡于40°以上)的傍山路基，若采用现有的挖填加支挡的技术，不仅会产生深挖高填，工程量巨大，而且路基整体稳定性较差，同时对自然山体的稳定及景观影响极大，甚至容易引发次生地质灾害。
本发明提出的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，通过将多种支护形式有机组合，在靠近山体侧通过抗滑桩、预应力锚索和挡土板对路基边坡支挡锚固，并通过悬挑梁将一部分路基结构悬挑在山体外侧代替普通填方路基，有效减小了路基结构对自然山体的扰动范围。本发明兼具边坡支挡、山体锚固、路面悬挑支撑等多功能。结构稳定性和可靠度较好、建造难度适中、环境和经济效益倶佳，为陡坡上半挖半填路基结构设计提供了“微创型”结构方案。
发明内容
本发明涉及公路路基结构，具体涉及一种适用于地处陡峻斜坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，属于公路工程技术领域。
本发明提出的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，兼具边坡支挡、山体锚固、路面悬挑支撑等多功能。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：该结构包括抗滑桩(1)、预应力锚索(2)、挡土板(3)、边沟(4)、悬挑梁(5)、路面板(6)、路面结构层(7)、防撞护栏(8)、短柱(9)、扩大基础(10)；所述多根抗滑桩(1)沿内侧路基按设计间距布置，其上布置有预应力锚索(2)用于进一步加固山体，抗滑桩(1)之间设置挡土板(3)；路基结构主要由悬挑梁(5)、路面板(6)、路面结构层(7)、防撞护栏(8)、短柱(9)和扩大基础(10)组成，所述悬挑梁(5)与抗滑桩(1)和短柱(9)刚接，扩大基础(10)位于短柱(9)下方，结构之间刚接，路面板(6)置于悬挑梁(5)之上，并在路面板(6)外侧边缘之上设置有防撞护栏(8)。
悬挑梁(5)与路面板(6)的部分和防撞护栏(8)悬挑于山体之上，下部有短柱(9)和扩大基础(10)给与支撑。
抗滑桩(1)纵向间距5-8米为宜，悬挑梁(5)的悬挑长度不宜过大，悬挑比合理的取值范围宜为1/4～1/3。
抗滑桩(1)、悬挑梁(5)、短柱(9)、扩大基础(10)宜在同一横断面内；所述结构沿纵向每20-30m为一个独立结构段，段间按要求设置结构缝；当所述结构用于直线路段时，宜根据路线长度合理设置抗滑桩(1)、悬挑梁(5)、短柱(9)和扩大基础(10)间距；当所述结构用于曲线路段时，应调整抗滑桩(1)、悬挑梁(5)、短柱(9)和扩大基础(10)间距，使多个结构段在平面上组合成折线型，以适应曲线段路幅；通过调整抗滑桩(1)悬臂长度和预应力锚索(2)的参数来适应桩顶地表的高程变化。
悬挑梁(5)与抗滑桩(1)交界处可设置倒角，以减小交界区域的应力集中。
可根据具体地质情况，按照相关设计规范设计调整预应力锚索(2)，若地质条件较好，抗滑桩(1)和挡土板(3)能满足支挡要求，可不设或者少设预应力锚索(2)。
悬挑梁(5)为矩形变截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C40；抗滑桩(1)、挡土板(3)、边沟(4)为矩形截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C30；防撞护栏(8)为多边形截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C30；路面板(6)为矩形截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C40；路面结构层(7)按照相关路基设计规范进行路基设计。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
本发明中一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，通过多种支护形式有机结合，将路基结构进行悬挑设计，使一部分路基结构悬挑在山体外侧代替普通填方路基结构，有效减小了路基结构对自然山体的扰动范围，降低了环境影响。
本发明中一种适用于陡坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，通过多种支护形式有机结合和创新，在靠近山体侧通过抗滑桩、预应力锚索和挡土板对路基边坡支挡锚固，因此还具有边坡支挡、山体锚固等功能，在减小了边坡开挖高度和范围的情况下，进一步提高了结构对山体边坡的加固作用，具有较好的稳定性和适用性。
附图说明
图1为本发明整体路基结构的三维图
图2为本发明整体路基结构的横断面图
图3为本发明整体路基支护结构的侧立面图
图4为本发明路基支护结构的俯视图
图中：1-抗滑桩、2-预应力锚索、3-挡土板、4-边沟、5-悬挑梁、6-路面板、7-路面结构层、8-防撞护栏、9-短柱、10-扩大基础、11-山体。
具体实施方式
实施例1
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案只是阐述，而不是限制本发明的范围。
如图1至图4，一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，包括抗滑桩1、预应力锚索2、挡土板3、边沟4、悬挑梁5、路面板6、路面结构层7、防撞护栏8、短柱9、扩大基础10、山体11。
上述的各个部件一般为钢筋混凝土结构以及预应力钢筋混凝土结构，各个部件的具体结构、尺寸及配筋等细节设计均应根据实际情况以及相关规范要求计算确定。
某山区公路的一段修建在地面横坡为45°的斜坡上的半挖半填路基，土层地基容许承载力在500-650kpa之间，拟采用本发明涉及的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构。
实施例按照本发明的路基结构方案采用“自内而外，自上而下”的施工方法，山体开挖是由暗挖到分步明挖，并与结构施工交替进行，既能保证山体和结构的稳定性，又能降低对自然环境的扰动。具体实施方法为：
首先，采用暗挖法由地表向下开挖至设计的抗滑桩1桩底标高，抗滑桩1采用矩形截面，浇筑并预留桩身锚索孔，沿路基结构内测浇筑多根竖直并排的抗滑桩1桩身混凝土。
在抗滑桩1桩身混凝土强度达到设计强度后，逐步分层挖除预应力锚索2范围内的桩前山体土，通过上部悬臂段的锚索预留孔向桩后山体钻锚索孔，然后安装预应力锚索2,并向锚索孔深部灌注高强度水泥砂浆，将锚索末段与山体锚固在一起，然后预应力锚索2进行预应力张拉利用外锚具将预应力锚索2锁定在抗滑桩1上。
待预应力锚索2预应力张拉完成并达到设计要求后，开挖山体至悬挑梁5上部标高，在过程中按要求安装挡土板3，待支挡结构施工完成，进行悬挑梁5、短柱9和扩大基础10的开挖、支模、浇筑施工，其中悬挑梁5是变截面混凝土结构，并与抗滑桩1进行刚接，悬挑梁5、短柱9和扩大基础10之间也进行刚接施工处理。
待悬挑梁5、短柱9和扩大基础10混凝土强度达到设计强度后，对路面板6、路面结构层7、防撞护栏8进行施工，其中路面板6和防撞护栏8采用工厂预制现场拼装的施工方式，路面结构层7根据相关设计要求进行现场铺设。

Claims (7)

1.一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：包括抗滑桩(1)、预应力锚索(2)、挡土板(3)、边沟(4)、悬挑梁(5)、路面板(6)、路面结构层(7)、防撞护栏(8)、短柱(9)、扩大基础(10)；所述多根抗滑桩(1)沿路基结构内侧按设计间距布置，抗滑桩(1)的内侧布置有若干预应力锚索(2)用于加固山体；各个抗滑桩(1)之间设置有挡土板(3)；悬挑梁(5)、路面板(6)、路面结构层(7)、防撞护栏(8)、短柱(9)和扩大基础(10)组成路基结构，所述悬挑梁(5)与抗滑桩(1)和短柱(9)刚接，悬挑梁(5)与抗滑桩(1)之间为水平刚接，悬挑梁(5)与短柱(9)之间为竖直刚接；扩大基础(10)设置于短柱(9)的下方，扩大基础(10)与短柱(9)之间为刚接；路面板(6)置于悬挑梁(5)之上，并在路面板(6)外侧边缘之上设置有防撞护栏(8)，路面板(6)上铺设有路面结构层(7)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：所述悬挑梁(5)与路面板(6)的部分和防撞护栏(8)悬挑于山体之上，下部由短柱(9)和扩大基础(10)进行支撑。
3.根据权利要求1所述的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：抗滑桩(1)纵向间距5-8米，悬挑梁(5)的悬挑比取值范围为1/4～1/3。
4.根据权利要求1所述的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：抗滑桩(1)、悬挑梁(5)、短柱(9)、扩大基础(10)在同一横断面内；所述结构沿纵向每20-30m为一个独立结构段，段间按要求设置结构缝；当所述结构用于直线路段时，根据路线长度设置抗滑桩(1)、悬挑梁(5)、短柱(9)和扩大基础(10)间距；当所述结构用于曲线路段时，调整抗滑桩(1)、悬挑梁(5)、短柱(9)和扩大基础(10)间距，使多个结构段在平面上组合成折线型，以适应曲线段路幅；通过调整抗滑桩(1)悬臂长度和预应力锚索(2)的参数来适应桩顶地表的高程变化。
5.根据权利要求1所述的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：悬挑梁(5)与抗滑桩(1)交界处设置倒角，以减小交界区域的应力集中。
6.根据权利要求1所述的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：根据具体地质情况，按照相关设计规范设计调整预应力锚索(2)；若抗滑桩(1)和挡土板(3)能满足支挡要求，不设或者少设预应力锚索(2)。
7.根据权利要求1所述的一种适用于陡横坡上半挖半填路基的“微创型”组合结构，其特征在于：悬挑梁(5)为矩形变截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C40；抗滑桩(1)、挡土板(3)、边沟(4)为矩形截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C30；防撞护栏(8)为多边形截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C30；路面板(6)为矩形截面钢筋混凝土结构构件，混凝土强度等级≧C40；路面结构层(7)按照相关路基设计规范进行路基设计。
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