CN114922200B - 一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种帮宽路堤的既有‑新建组合支挡结构及施工方法，涉及公路、铁路既有线路基拓宽改造工程技术领域。该帮宽路堤的既有‑新建组合支挡结构，包括既有桩基托梁衡重式挡土墙、斜拉预应力锚索、新建桩体及新建挡土板，所述新建桩体和新建挡土板设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙的内侧，所述斜拉预应力锚索的一端设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙的墙身上部。通过在既有桩基托梁衡重式挡土墙内侧加设桩板式挡土墙，适用于地形受限区段，实现路基帮宽，无需新增征收用地。在既有墙顶施加预应力锚索对其进行加固利用，既有‑新建组合支挡结构协同作用共同分担侧压力，最大限度利用既有工程，既节约投资又降低了施工风险。

Description

一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构及施工方法

技术领域

本发明涉及公路、铁路既有线路基拓宽改造工程技术领域，具体为一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构及施工方法。

背景技术

近年来我国铁路、公路等交通基础设施建设飞速发展，伴随着客、货运输需求的扩大，既有线改建及临近既有线的新建项目也逐年递增，特别是进入城市区段紧邻城市主干道的一些既有线高路堤，由于用地紧张无放坡条件，常采用支挡结构进行收坡。桩板式挡土墙具有桩位布置灵活，施工方便，节约用地、养护维修费用低等优点，特别适用于稳定滑坡、边坡加固及路基拓宽等工程中，其利用锚固段提供的锚固力和被动土压力来平衡受荷段所承受的滑坡推力或土压力，使其广泛应用于铁路、公路、建筑基坑支护、码头岸坡等众多工程领域，且桩板墙的设计、施工技术已十分成熟。当后续新建线路近接既有高路堤进行敷设，由于地形条件限制，可通过增设桩板式挡土墙，直接在既有路堤边坡上进行新建路堤帮填，新旧组合支挡结构协同作用，共同承担外荷载，既保证了既有线的稳定及列车的正常运行，又充分发挥了既有支挡结构的承载作用。

中国专利申请号CN201910502520.5公开了一种采用组合式桩板墙结构进行既有线路基帮宽改造的方法，在既有路基边坡开挖施工平台，沿既有线路中心线方向建造多个后排桩，在每个后排桩上一体浇筑横梁；在前排桩和横梁内预埋锚固组件的套筒和预埋钢板，将固定支座固接在横梁与前排桩之间；在相邻的后排桩地面以上悬臂端侧翼之间搭设预制好的挡土板，形成组合式桩板墙结构，完成既有线路基帮宽改造；待桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶，形成帮宽后路基边坡。该改造方法在既有桩板墙内侧加高挡土墙，实现路基帮宽，无需新增征收用地，不改变既有桩受力状态，无需拆除既有桩板墙，最大限度利用既有工程，节约投资，成功解决了既有桩板墙的加固再利用问题。

在路基帮宽时改造时，桩板式挡土墙存在牢固性较低难以重复利用的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构及施工方法，解决了既有挡土墙的加固再利用问题，充分利用既有路堤式挡土墙，在既有路堤边坡上新建支挡结构对路基进行帮宽改造，既节约投资又降低了施工风险。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，包括既有桩基托梁衡重式挡土墙、斜拉预应力锚索、新建桩体及新建挡土板，所述新建桩体和新建挡土板设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙的内侧，所述新建挡土板设置在新建桩体的顶部，所述新建桩体顶部高于既有桩基托梁衡重式挡土墙的墙顶，所述新建桩体的锚固深度大于既有桩基托梁衡重式挡土墙的桩基础深度，所述斜拉预应力锚索的一端设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙的墙身上部。

优选的，所述桩基托梁衡重式挡土墙包括衡重式挡土墙、托梁和桩基，所述桩基的顶部固定连接在所述托梁的底部，所述托梁的顶部一端固定连接在所述衡重式挡土墙的底部；所述衡重式挡土墙的墙身顶部上设置有斜拉预应力锚索，布置在两根新桩之间的挡土板下方，所述斜拉预应力锚索的下端锚固于既有路堤稳定岩土体内，所述斜拉预应力锚索的上端与所述衡重式挡土墙墙身顶部相连接，且斜拉预应力锚索与水平面成一夹角θ。

优选的，所述斜拉预应力锚索由紧固头、自由段、锚固段三部分组成，其中所述紧固头由水泥锚墩、钢垫板和锚具组成，所述水泥锚墩的一侧设置在所述衡重式挡土墙上，所述钢垫板的一侧连接在所述水泥锚墩的另一侧，所述钢垫板的另一侧连接在锚具的一侧，所述斜拉预应力锚索采用的是4～8股的钢绞线。

优选的，在衡重式挡土墙距离墙顶顶部不小0.5m处沿线路方向按一定间距钻设放置斜拉预应力锚索的锚索孔。

一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在既有桩基托梁衡重式挡土墙内侧一定距离开挖桩孔，布设钢筋并向桩孔内灌注混凝土，形成桩体；开挖时首先在桩孔顶部地面浇筑0.5m高护壁锁口，护壁及护壁锁口均采用C25钢筋混凝土灌注；然后桩孔开挖，每开挖一米设置一节护壁，桩孔成型后浇筑混凝土成桩，得到新建桩体；

步骤二、在既有桩基托梁衡重式挡土墙墙身顶部设置斜拉预应力锚索，斜拉预应力锚索的下端锚固于既有路基稳定岩土体内，斜拉预应力锚索上端与所述既有桩基托梁衡重式挡土墙的墙身距离墙顶不小于0.5m处相连接，且斜拉预应力锚索与水平面成一夹角θ，斜拉预应力锚索布置在两根新建桩体之间的新建挡土板的下方，用于平衡新帮填路基自重通过新建挡土板下方传递到既有桩基托梁衡重式挡土墙上的侧压力，最后张拉、压浆和封锚；

步骤三、在既有路堤边坡开挖台阶，台阶的宽度不小于1.0m，不小于高度0.65m，并设置4%向内倾斜坡度；然后，在相邻的桩体边坡坡面以上悬臂端侧翼之间搭设预制好的新建挡土板，形成桩板墙结构，在新建挡土板后侧设置一定厚度的反滤层，并捣固密实，使板与桩体密贴，待桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶，选择符合要求的填料并按规定的压实度进行压实，完成既有线路基帮宽改造。

优选的，既有路堤边坡上部是新建路堤边坡，沿着既有路堤边坡开挖台阶。

优选的，新建挡土板采用工厂预制，现场拼装的方式施工，每块新建挡土板的跨中底部设置一个排水孔，并在新建挡土板后侧设置一定厚度的反滤层，新建挡土板应边安装边填筑板后反滤层，并捣固密实，使新建挡土板与新建桩体紧密贴合，待新建桩体桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶，选择符合要求的填料并按规定的压实度进行压实，形成帮宽后新建路堤边坡。

优选的，所述新建桩体施工应间隔开挖，严禁全段同时施工，为减轻开挖时对孔壁的震动，应以风镐开挖为主，不宜爆破，以免造成震动。

优选的，所述新建桩体桩孔顶部设置高度0.5m的护壁锁口，为保证桩孔开挖的施工安全和护壁质量，桩孔采取边开挖边支护的方法进行施工，护壁衬砌必须及时紧跟开挖。

优选的，所述新建桩体桩身混凝土应振捣密实，保证材料之间结合牢固，桩身混凝土应连续灌注，避免形成施工缝，竖向主筋或其它钢材的搭接接头应错开。

本发明提供了一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构及施工方法。具备以下有益效果：

本发明通过将斜拉预应力锚索的一端设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙的墙身上部，新建桩体和新建挡土板设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙的内侧，新建桩体顶部高于既有桩基托梁衡重式挡土墙的墙顶，新建桩体的锚固深度大于既有桩基托梁衡重式挡土墙的桩基础深度，在既有桩基托梁衡重式挡土墙内侧加设桩板式挡土墙，适用于地形受限区段，实现路基帮宽，无需新增征收用地，为保证既有挡土墙的正常使用，在墙顶施加预应力锚索对其进行加固利用，无需拆除既有挡土墙，二者协同作用共同分担侧压力，最大限度利用既有工程，既节约投资又降低了施工风险，通过改变桩板墙桩身截面尺寸、锚固段和悬臂段长度、桩间距等，来满足不同条件下的工程需求。

附图说明

图1是本发明实施例中桩基托梁衡重式挡土墙的断面图；

图2是本发明实施例中帮宽路堤的既有与新建组合支挡结构立面图；

图3是本发明实施例中帮宽路堤的既有与新建组合支挡结构侧面图；

图4是本发明实施例中帮宽路堤的既有与新建组合支挡结构平面图；

图5是本发明实施例中斜拉预应力锚索的紧固头示意图。

图中：1、桩基托梁衡重式挡土墙；2、斜拉预应力锚索；3、新建桩体；4、新建挡土板；5a、衡重式挡土墙；5b、托梁；5c、桩基；6、水平面；7、水泥锚墩；8、钢垫板；9、锚具；10、排水孔；11、反滤层；12、既有路堤边坡；13、新建路堤边坡；14、台阶；15、锚索孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-图5所示，本发明实施例提供一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，包括既有桩基托梁衡重式挡土墙1、斜拉预应力锚索2、新建桩体3及新建挡土板4，新建桩体3和新建挡土板4设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙1的内侧，新建挡土板4设置在新建桩体3的顶部，新建桩体3顶部高于既有桩基托梁衡重式挡土墙1的墙顶，新建桩体3的锚固深度大于既有桩基托梁衡重式挡土墙1的桩基础深度，斜拉预应力锚索2的一端设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙1的墙身上部。

通过将斜拉预应力锚索2的一端设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙1的墙身上部，新建桩体3和新建挡土板4设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙1的内侧，新建桩体3顶部高于既有桩基托梁衡重式挡土墙1的墙顶，新建桩体3的锚固深度大于既有桩基托梁衡重式挡土墙1的桩基础深度，适用于地形受限区段，在既有桩基托梁衡重式挡土墙内侧加设桩板式挡土墙，实现路基帮宽，无需新增征收用地，为保证既有挡土墙的正常使用，在墙顶施加预应力锚索对其进行加固利用，无需拆除既有挡土墙，二者协同作用共同分担侧压力，最大限度利用既有工程，既节约投资又降低了施工风险，通过改变桩板墙桩身截面尺寸、锚固段和悬臂段长度、桩间距等，来满足不同条件下的工程需求。

桩基托梁衡重式挡土墙1包括衡重式挡土墙5a、托梁5b和桩基5c，桩基5c的顶部固定连接在托梁5b的底部，托梁5b的顶部一端固定连接在衡重式挡土墙5a的底部；衡重式挡土墙5a的墙身顶部上设置有斜拉预应力锚索2，布置在两根新桩之间的挡土板下方，斜拉预应力锚索2的下端锚固于既有路堤稳定岩土体内，斜拉预应力锚索2的上端与衡重式挡土墙5a墙身顶部相连接，且斜拉预应力锚索2与水平面6成一夹角θ。

斜拉预应力锚索2由紧固头、自由段、锚固段三部分组成，其中紧固头由水泥锚墩7、钢垫板8和锚具9组成，水泥锚墩7的一侧设置在衡重式挡土墙5a上，钢垫板8的一侧连接在水泥锚墩7的另一侧，钢垫板8的另一侧连接在锚具9的一侧，斜拉预应力锚索2采用的是4～8股的钢绞线。

在衡重式挡土墙5a距离墙顶顶部不小0.5m处沿线路方向按一定间距钻设放置斜拉预应力锚索2的锚索孔15。

实施例二：

如图1-5所示，本实施例提供一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在既有桩基托梁衡重式挡土墙1内侧一定距离开挖桩孔，通常人工开挖，必要时可使用风镐，布设钢筋并向桩孔内灌注混凝土，形成桩体；

开挖时首先在桩孔顶部地面浇筑0.5m高护壁锁口，护壁及护壁锁口均采用C25钢筋混凝土灌注；然后桩孔开挖，每开挖一米设置一节护壁，桩孔成型后浇筑混凝土成桩，得到新建桩体3；

步骤二、在既有桩基托梁衡重式挡土墙1墙身顶部设置斜拉预应力锚索2，斜拉预应力锚索2的下端锚固于既有路基稳定岩土体内，斜拉预应力锚索2上端与既有桩基托梁衡重式挡土墙1的墙身距离墙顶不小于0.5m处相连接，且斜拉预应力锚索2与水平面6成一夹角θ，斜拉预应力锚索2布置在两根新建桩体3之间的新建挡土板4的下方，用于平衡新帮填路基自重通过新建挡土板4下方传递到既有桩基托梁衡重式挡土墙1上的侧压力，斜拉预应力锚索2由紧固头，自由段，锚固段三部分组成，其中紧固头由水泥锚墩、钢垫板和锚具组成，预应力锚索采用的是4～8股的钢绞线；最后张拉、压浆和封锚；

步骤三、在既有路堤边坡12开挖台阶14，台阶14的宽度不小于1.0m，不小于高度0.65m，并设置4%向内倾斜坡度；

然后，在相邻的桩体边坡坡面以上悬臂端侧翼之间搭设预制好的新建挡土板4，形成桩板墙结构，在新建挡土板4后侧设置一定厚度的反滤层11，并捣固密实，使板与桩体密贴，待桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶14，选择符合要求的填料并按规定的压实度进行压实，完成既有线路基帮宽改造。

为充分发挥既有挡土墙的承载作用，通过在墙顶施加预应力锚索对其进行加固利用，无需拆除既有挡土墙，二者协同作用共同分担侧压力，最大限度利用既有工程，节约投资又降低了施工风险，通过改变桩板墙桩身截面尺寸、锚固段和悬臂段长度、桩间距等，来满足不同条件下的工程需求，适用于地形受限区段，在既有桩基托梁衡重式挡土墙内侧加设桩板式挡土墙，实现路基帮宽，无需新增征收用地。

既有路堤边坡12上部是新建路堤边坡13，沿着既有路堤边坡12开挖台阶14。

新建挡土板4采用工厂预制，现场拼装的方式施工，每块新建挡土板4的跨中底部设置一个排水孔10，排水孔尺寸为10cm×5cm，并在新建挡土板4后侧设置一定厚度的反滤层11，新建挡土板4应边安装边填筑板后反滤层11，并捣固密实，使新建挡土板4与新建桩体3紧密贴合，待新建桩体3桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶14，选择符合要求的填料并按规定的压实度进行压实，形成帮宽后新建路堤边坡13。

新建桩体3施工应间隔开挖，严禁全段同时施工，为减轻开挖时对孔壁的震动，应以风镐开挖为主，不宜爆破，以免造成震动。

新建桩体3桩孔顶部设置高度0.5m的护壁锁口，为保证桩孔开挖的施工安全和护壁质量，桩孔采取边开挖边支护的方法进行施工，护壁衬砌必须及时紧跟开挖。

新建桩体3桩身混凝土应振捣密实，保证材料之间结合牢固，桩身混凝土应连续灌注，避免形成施工缝，竖向主筋或其它钢材的搭接接头应错开。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，包括既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）、斜拉预应力锚索（2）、新建桩体（3）及新建挡土板（4），其特征在于，所述新建桩体（3）和新建挡土板（4）设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）的内侧，所述新建挡土板（4）设置在新建桩体（3）的顶部，所述新建桩体（3）顶部高于既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）的墙顶，所述新建桩体（3）的锚固深度大于既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）的桩基础深度，所述斜拉预应力锚索（2）的一端设置在既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）的墙身上部；

所述帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构的施工方法，包括以下步骤：

步骤一、在既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）内侧一定距离开挖桩孔，布设钢筋并向桩孔内灌注混凝土，形成桩体；开挖时首先在桩孔顶部地面浇筑0.5m高护壁锁口，护壁及护壁锁口均采用C25钢筋混凝土灌注；然后桩孔开挖，每开挖一米设置一节护壁，桩孔成型后浇筑混凝土成桩，得到新建桩体（3）；

步骤二、在既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）墙身顶部设置斜拉预应力锚索（2），斜拉预应力锚索（2）的下端锚固于既有路基稳定岩土体内，斜拉预应力锚索（2）上端与所述既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）的墙身距离墙顶不小于0.5m处相连接，且斜拉预应力锚索（2）与水平面（6）成一夹角θ，斜拉预应力锚索（2）布置在两根新建桩体（3）之间的新建挡土板（4）的下方，用于平衡新帮填路基自重通过新建挡土板（4）下方传递到既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）上的侧压力，最后张拉、压浆和封锚；

步骤三、在既有路堤边坡（12）开挖台阶（14），台阶（14）的宽度不小于1.0m，高度不小于0.65m，并设置4%向内倾斜坡度；然后，在相邻的桩体边坡坡面以上悬臂端侧翼之间搭设预制好的新建挡土板（4），形成桩板墙结构，在新建挡土板（4）后侧设置一定厚度的反滤层（11）并捣固密实，使板与桩体密贴，待桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶（14），选择符合要求的填料并按规定的压实度进行压实，完成既有线路基帮宽改造。

2.根据权利要求1所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，所述既有桩基托梁衡重式挡土墙（1）包括衡重式挡土墙（5a）、托梁（5b）和桩基（5c），所述桩基（5c）的顶部固定连接在所述托梁（5b）的底部，所述托梁（5b）的顶部一端固定连接在所述衡重式挡土墙（5a）的底部；所述衡重式挡土墙（5a）的墙身顶部上设置有斜拉预应力锚索（2），布置在两根新桩之间的挡土板下方，所述斜拉预应力锚索（2）的下端锚固于既有路堤稳定岩土体内，所述斜拉预应力锚索（2）的上端与所述衡重式挡土墙（5a）墙身顶部相连接，且斜拉预应力锚索（2）与水平面（6）成一夹角θ。

3.根据权利要求2所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，所述斜拉预应力锚索（2）由紧固头、自由段、锚固段三部分组成，其中所述紧固头由水泥锚墩（7）、钢垫板（8）和锚具（9）组成，所述水泥锚墩（7）的一侧设置在所述衡重式挡土墙（5a）上，所述钢垫板（8）的一侧连接在所述水泥锚墩（7）的另一侧，所述钢垫板（8）的另一侧连接在锚具（9）的一侧，所述斜拉预应力锚索（2）采用的是4～8股的钢绞线。

4.根据权利要求2所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，在衡重式挡土墙（5a）距离墙顶顶部不小0.5m处沿线路方向按一定间距钻设放置斜拉预应力锚索（2）的锚索孔（15）。

5.根据权利要求1所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，既有路堤边坡（12）上部是新建路堤边坡（13），沿着既有路堤边坡（12）开挖台阶（14）。

6.根据权利要求1所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，新建挡土板（4）采用工厂预制，现场拼装的方式施工，每块新建挡土板（4）的跨中底部设置一个排水孔（10），并在新建挡土板（4）后侧设置一定厚度的反滤层（11），新建挡土板（4）应边安装边填筑板后反滤层（11），并捣固密实，使新建挡土板（4）与新建桩体（3）紧密贴合，待新建桩体（3）桩身强度达到要求后即可填筑板后土体，填埋台阶（14），选择符合要求的填料并按规定的压实度进行压实，形成帮宽后新建路堤边坡（13）。

7.根据权利要求1所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，所述新建桩体（3）施工应间隔开挖，严禁全段同时施工，为减轻开挖时对孔壁的震动，应以风镐开挖为主，不宜爆破，以免造成震动。

8.根据权利要求1所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，所述新建桩体（3）桩孔顶部设置高度0.5m的护壁锁口，为保证桩孔开挖的施工安全和护壁质量，桩孔采取边开挖边支护的方法进行施工，护壁衬砌必须及时紧跟开挖。

9.根据权利要求1所述的一种帮宽路堤的既有-新建组合支挡结构，其特征在于，所述新建桩体（3）桩身混凝土应振捣密实，保证材料之间结合牢固，桩身混凝土应连续灌注，避免形成施工缝，竖向主筋或其它钢材的搭接接头应错开。