CN219410355U - 一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，由单向土工格栅分层铺设于帮宽路基填土中，坡面采用现浇钢筋混凝土面板进行防护，并与预埋固板钢筋连接，使其稳定锚固于坡面，面板底部设置钢筋混凝土条形基础，保证基底承载力；紧贴钢筋混凝土面板后设置袋装砂砾石反滤层，由筋材反包固定，并由连接棒将上下两层土工格栅联结，以增强加筋土体的整体稳定性，反滤层背后铺设一层滤水无纺土工布处理,防止泥沙堵塞；加筋土体底部设置混凝土垫层，并在其下布置微型钻孔灌注桩，该措施既可以提供一定的水平抗力，防止由于加筋土体下部的潜在滑动面而发生的路堤整体失稳破坏，同时还可以提高填土的承载力，减少上部路堤沉降。

Description

一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构

技术领域

本实用新型涉及既有铁路路基改扩建领域，特别地，涉及一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构。

背景技术

铁路是我国陆地交通的重要组成部分，随着社会经济的发展，既有老旧铁路的运输能力越来越不能满足日益增长的铁路运输需求，亟需对一些既有铁路进行扩能改造。目前既有铁路工程改扩建设计中，不可避免会遇到高填方路基加宽。现有技术在进行填方路基拓宽时，通常在既有填方边坡挖台阶后按加宽后的路基宽度进行填筑，并对新旧边坡界面进行加固处理，这种路基加宽方法在填方边坡较低时具有一定适用性，但是当填方边坡较高时，由于新旧边坡界面较长，难免会遇到连接不够稳定的问题，严重时可能会造成新填筑的路基边坡沿着新旧界面发生溜坍失稳，影响铁路的运营安全，对于陡坡路堤该类帮宽填筑问题尤其突出；同时，按照常规方法进行高填方路基加宽不可避免的会增加铁路用地，土地是十分宝贵的资源，铁路永久用地征收后在很长一段时间内都难以恢复，按照国家集体土地征用应遵循的原则“十分珍惜，合理利用土地和切实保护耕地”，在既有铁路改扩建过程中应尽量不征地、少征地，尽量节约和保护土地；此外，若在既有高路堤边坡之上设置挡土墙等支挡结构，又会面临挡土墙基底承载力不够，侧向襟边宽度难以满足要求，挡墙体积较大，且会对既有边坡稳定性产生不利影响等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中存在的不足，提供了一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，以解决在既有铁路改扩建过程中的高填方路基拓宽问题，该结构安全可靠，施工方便，能够避免产生新旧边坡界面问题和新增永久用地，保证拓宽路基的稳定。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，包括：单向土工格栅、钢筋混凝土面板、预埋固板钢筋、袋装砂砾石反滤层、钢筋混凝土条形基础、PVC排水管、微型钻孔灌注桩、混凝土垫层、连接棒和无纺土工布，所述单向土工格栅分层铺设于帮宽路基填土中，坡面采用现浇钢筋混凝土面板进行防护，并与预埋固板钢筋连接，所述钢筋混凝土面板底部设置钢筋混凝土条形基础；紧贴钢筋混凝土面板后设置袋装砂砾石反滤层，由筋材反包固定，并由连接棒将上下两层单向土工格栅连接，所述袋装砂砾石反滤层背后铺设一层无纺土工布；单向土工格栅底部设置混凝土垫层，所述混凝土垫层下布置微型钻孔灌注桩。

优选的，所述单向土工格栅采用高密度聚乙烯HDPE土工格栅，采用整体冲孔拉伸工艺，层间距0.3m，极限抗拉强度140kN/m，20℃下长期蠕变强度≥55.8kN/m，极限抗拉强度对应的延伸率不大于11.5%，最小炭黑含量2%。

优选的，所述单向土工格栅铺设竖向间距为0.3m，在靠近坡面的端部反包2.0m，反包段与上幅土工格栅处采用连接棒连接牢靠，连接棒尺寸为厚6mm×宽40mm，连接棒强度和连接处强度不低于拉筋材料设计强度。

优选的，所述钢筋混凝土面板胸坡率和背坡率保持一致，并不陡于1:0.3；面板厚不小于0.25m，采用C30混凝土浇筑，面板内布置至少一层钢筋网，面板底部与既有边坡面之间至少预留1m宽平台，平台采用C25混凝土封闭。

优选的，所述钢筋混凝土条形基础，混凝土强度等级不小于C30，受力主筋采用低合金螺纹钢筋，抗拉强度不小于400Mpa，钢筋保护层厚度不小于35mm；条形基础高0.4m，宽0.8m。

优选的，所述袋装砂砾石反滤层，采用麻袋或编织袋，装满砂砾石后封口，紧贴墙背横向码放并整平处理，袋装砂砾石反滤层与墙背填土一并由筋材反包固定，袋装砂砾石反滤层厚度为0.5m。

优选的，所述微型钻孔灌注桩，钻孔直径为150mm,钻孔深度≥桩长15cm，桩钢筋束采用3根HRB400φ32mm钢筋焊接而成，桩钢筋伸入钢筋混凝土基础内与上层主筋绑扎；桩采用M35水泥砂浆灌注，注浆压力为0.6～１.0MPa。

优选的，所述微型钻孔灌注桩，桩间距≥3d，d为桩径，桩的外边缘至钢筋混凝土条形基础边缘的距离不小于75mm，桩顶铺设0.2m的C25混凝土垫层。

优选的，所述PVC排水管自钢筋混凝土面板底部以上0.2m起，每间隔2m上下左右交错设置，最下一排连续设置,PVC排水管直径0.1m，坡度4%，伸入袋装砂砾石反滤层不小于0.3m，进水口做成斜口，采用透水土工布包裹。

优选的，所述预埋固板钢筋采用HRB400φ16mm钢筋，在填土时预先埋置于土体内，预埋钢筋长度不小于3m，嵌入面板端做成180°弯钩，伸入土体端部设置90°弯钩。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，相较于传统的高路堤填筑加宽方式，一方面，本实用新型的既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构通过加筋土柔性支挡，减少了新旧边坡界面的长度，并通过土工格栅加强帮宽范围内填土的抗剪强度，从而降低了边坡沿软弱结构面滑动失稳的风险；另一方面，由于路基填筑加宽只发生在边坡上部，对既有边坡底部无影响，因此无需新征铁路用地，既省却了征地拆迁的费用，也保护了宝贵的土地资源，减少了对周围环境的影响，具有一定的社会经济效益；此外，通过在帮宽加筋土底部设置微型钻孔灌注桩可以提供一定的水平抗力，防止由于加筋土体下部的潜在滑动面而发生的路堤整体失稳破坏，提高了既有高填方路基的整体稳定性，同时亦能加强帮宽填土下部承载力，减少填方土体沉降。本实用新型的既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构简易可靠、施工安装简单，易于实施，可以获得较好的路基拓宽和支挡效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构的总体示意图；

图2是单向土工格栅反包示意图；

图3是微型钻孔灌注桩的平面布置图；

图中：1-单向土工格栅；2-钢筋混凝土面板；3-预埋固板钢筋；4-袋装砂砾石反滤层；5-钢筋混凝土条形基础；6-PVC排水管；7-微型钻孔灌注桩；8-无纺土工布；9-混凝土垫层；10-连接棒；L-既有铁路路基拓宽宽度；H-加筋土体高度；d-微型钻孔灌注桩直径。

具体实施方式

为了使本实用新型的专利的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图，对本实用新型的优选实施进行详细的说明，以方便技术人员理解。

参照图1~图3，

本实用新型的优选实施例提供了一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，主要包括：单向土工格栅1、钢筋混凝土面板2、预埋固板钢筋3、袋装砂砾石反滤层4、钢筋混凝土条形基础5、PVC排水管6、微型钻孔灌注桩7、无纺土工布8、混凝土垫层9、连接棒10。其中单向土工格栅1分层铺设于帮宽路基填土中，坡面采用现浇钢筋混凝土面板2进行防护，并与预埋固板钢筋3连接，使其稳定锚固于坡面，面板底部设置钢筋混凝土条形基础5，保证基底承载力；紧贴钢筋混凝土面板后设置袋装砂砾石反滤层4，由筋材反包固定，并通过连接棒10将上下两层单向土工格栅1联结，以增强加筋土体的整体稳定性，袋装砂砾石反滤层4背后铺设一层滤水无纺土工布8处理,防止泥沙堵塞；加筋土体底部设置混凝土垫层9，并在其下布置微型钻孔灌注桩7，该措施既可以减少上部路堤沉降，提高加筋土体底部既有填土的承载力，亦能提供一定的水平抗力，防止由于加筋土体下部的潜在滑动面而发生的路堤整体失稳破坏。

进一步地，所述单向土工格栅1采用高密度聚乙烯HDPE单向土工格栅，土工格栅采用整体冲孔拉伸工艺，层间距0.3m。土工格栅极限抗拉强度140kN/m，20℃下长期蠕变强度≥55.8kN/m，土工格栅极限抗拉强度对应的延伸率不大于11.5%，最小炭黑含量2%。土工格栅必须采用全新的原始粒状原料，严禁采用粉状和再造粒状颗粒原料。

进一步地，所述单向土工格栅1铺设竖向间距为0.3m，在靠近坡面的端部反包2.0m，反包段与上幅土工格栅处采用连接棒10连接牢靠，连接棒10材料与筋带相同，尺寸为厚6mm×宽40mm，连接棒10强度和连接处强度不得低于拉筋材料设计强度。

进一步地，所述单向土工格栅1在靠近坡面的端部反包2.0m，反包段与上幅土工格栅处采用连接棒10连接牢靠，连接棒10材料与筋带相同，尺寸为厚6mm×宽40mm，连接棒10强度和连接处强度不得低于拉筋材料设计强度。筋材拉直、绷紧后铺设在平整压实的填土上，底部与填土密贴。同一层面的拉筋沿挡墙纵向连续布置，相邻拉筋紧密排放，上、下层拉筋错缝铺设。严禁施工车辆直接碾压拉筋。拉筋带长度允许偏差为±5%。

进一步地，加筋土的填料须采用渗水性良好的砂砾填筑，要求填料对筋带无腐蚀性。填料距面板1.0m以外填料最小承载比CBR值≥5%，压实度不小于95%，距面板1.0m以内填料最小承载比CBR值≥3%，压实度不小于93%。填料与筋带直接接触部分不应含有尖锐棱角的块体，填料最大粒径不大于100mm，且不宜大于单层填料压实厚度的1/3。

进一步地，所述钢筋混凝土面板2胸坡率和背坡率保持一致，并不陡于1:0.3；面板厚不小于0.25m，采用C30混凝土浇筑，面板内应布置至少一层钢筋网。面板底部与既有边坡面之间至少预留1m宽平台，平台采用C25混凝土封闭。

进一步地，所述钢筋混凝土条形基础5，混凝土强度等级不小于C30，受力主筋应采用低合金螺纹钢筋，其抗拉强度标准值不小于400Mpa，钢筋保护层厚度不小于35mm；条形基础高0.4m，宽0.8m。

进一步地，所述袋装砂砾石反滤层4，土袋可采用质量较好的麻袋或编织袋，装满砂砾石后封口，紧贴墙背横向码放并整平处理，反滤层与墙背填土一并由筋材反包固定，反滤层背后铺设一层滤水无纺土工布8处理,防止泥沙堵塞反滤层，反滤层厚度为0.5m。

进一步地，所述微型钻孔灌注桩7，钻孔直径为150mm,钻孔深度应≥桩长15cm，桩长及其平面布置应根据潜在滑动面位置及剩余下滑力进行计算后确定；钻孔位置应准确，平面误差不得大于5cm，倾角误差不得大于1°；桩钢筋束采用3根HRB400φ32mm钢筋焊接而成，桩钢筋需伸入钢筋混凝土基础内与其上层主筋绑扎；桩采用M35水泥砂浆灌注，注浆压力为0.6～１.0MPa。

进一步地，所述微型钻孔灌注桩7，桩间距≥3d，d为桩径，桩的外边缘至钢筋混凝土基础边缘的距离不应小于75mm，桩顶铺设0.2m的C25混凝土垫层9。

进一步地，所述PVC排水管6自钢筋混凝土面板2底部以上0.2m起，每间隔2m上下左右交错设置，最下一排必须连续设置,PVC排水管6直径0.1m，坡度4%，伸入反滤层不小于0.3m，进水口做成斜口，采用透水土工布包裹，确保排水通畅，泄水孔PVC管埋设与反滤层铺设同步进行，并预留面板部分的长度。

进一步地，所述预埋固板钢筋3采用HRB400φ16mm钢筋，在填土时预先埋置于土体内。预埋钢筋长度不小于3m，嵌入面板端做成180°弯钩，伸入土体端部设置90°弯钩，以保证钢筋混凝土面板2稳定锚固于坡面。

本实用新型的既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构的工作原理为：

本实用新型的既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构通过单向土工格栅1加筋土柔性支挡，抽陡局部加宽边坡坡率，减少了新旧边坡界面的长度，并通过单向土工格栅1加强帮宽范围内填土的抗剪强度，从而降低了边坡沿软弱结构面滑动失稳的风险；钢筋混凝土面板2通过预埋固板钢筋3可以稳定锚固于坡面；在帮宽加筋土底部设置微型钻孔灌注桩7可以为填方路堤提供一定的水平抗力，防止由于加筋土体下部的潜在滑动面而发生的路堤整体失稳破坏，提高了既有高填方路基的整体稳定性，同时亦能加强帮宽填土下部承载力，减少填方土体沉降；紧贴墙背沿墙高方向需铺设袋装砂砾石反滤层4以及埋设于墙体的PVC排水管6可以将墙前填土内的积水及时排出。

本实用新型的既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构的施工安装步骤为：

①在现场确定铁路路基帮宽范围后首先进行既有边坡开挖作业，施工临时开挖坡率不大于1：0.5，开挖完成后形成微型钻孔灌注桩7的施工作业平台；

②微型钻孔灌注桩7桩顶位置确定后即可进行桩身钻孔开挖作业，钻孔至设计底标高（钻孔深度一般为设计桩长+0.15m）后放入3根焊接好的HRB400φ32mm钢筋，桩钢筋顶部需伸入混凝土垫层9内，钻孔完成后需于24h内采用M35水泥砂浆灌注，注浆压力为0.6～１.0MPa；

③微型钻孔灌注桩7施工完成后即可进行钢筋混凝土条形基础5浇筑以及上部填土、单向土工格栅1的分层填筑，并同时施作预埋固板钢筋3、袋装砂砾石反滤层4和PVC排水管6，PVC排水管6应伸入袋装砂砾石反滤层4不小于0.3m。

④加筋土填筑稳定后即可绑扎浇筑钢筋混凝土面板2。

最后说明的是,以上优选实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本实用新型进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本实用新型权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，包括：单向土工格栅、钢筋混凝土面板、预埋固板钢筋、袋装砂砾石反滤层、钢筋混凝土条形基础、PVC排水管、微型钻孔灌注桩、混凝土垫层、连接棒和无纺土工布，所述单向土工格栅分层铺设于帮宽路基填土中，坡面采用现浇钢筋混凝土面板进行防护，并与预埋固板钢筋连接，所述钢筋混凝土面板底部设置钢筋混凝土条形基础；紧贴钢筋混凝土面板后设置袋装砂砾石反滤层，由筋材反包固定，并由连接棒将上下两层单向土工格栅连接，所述袋装砂砾石反滤层背后铺设一层无纺土工布；单向土工格栅底部设置混凝土垫层，所述混凝土垫层下布置微型钻孔灌注桩。

2.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述单向土工格栅采用高密度聚乙烯HDPE土工格栅，采用整体冲孔拉伸工艺，层间距0.3m，极限抗拉强度140kN/m，20℃下长期蠕变强度≥55.8kN/m，极限抗拉强度对应的延伸率不大于11.5%，最小炭黑含量2%。

3.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述单向土工格栅铺设竖向间距为0.3m，在靠近坡面的端部反包2.0m，反包段与上幅土工格栅处采用连接棒连接牢靠，连接棒尺寸为厚6mm×宽40mm，连接棒强度和连接处强度不低于拉筋材料设计强度。

4.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述钢筋混凝土面板胸坡率和背坡率保持一致，并不陡于1:0.3；面板厚不小于0.25m，采用C30混凝土浇筑，面板内布置至少一层钢筋网，面板底部与既有边坡面之间至少预留1m宽平台，平台采用C25混凝土封闭。

5.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述钢筋混凝土条形基础，混凝土强度等级不小于C30，受力主筋采用低合金螺纹钢筋，抗拉强度不小于400Mpa，钢筋保护层厚度不小于35mm；条形基础高0.4m，宽0.8m。

6.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述袋装砂砾石反滤层，采用麻袋或编织袋，装满砂砾石后封口，紧贴墙背横向码放并整平处理，袋装砂砾石反滤层与墙背填土一并由筋材反包固定，袋装砂砾石反滤层厚度为0.5m。

7.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述微型钻孔灌注桩，钻孔直径为150mm,钻孔深度≥桩长15cm，桩钢筋束采用3根HRB400φ32mm钢筋焊接而成，桩钢筋伸入钢筋混凝土基础内与上层主筋绑扎；桩采用M35水泥砂浆灌注，注浆压力为0.6～1.0MPa。

8.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述微型钻孔灌注桩，桩间距≥3d，d为桩径，桩的外边缘至钢筋混凝土条形基础边缘的距离不小于75mm，桩顶铺设0.2m的C25混凝土垫层。

9.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述PVC排水管自钢筋混凝土面板底部以上0.2m起，每间隔2m上下左右交错设置，最下一排连续设置,PVC排水管直径0.1m，坡度4%，伸入袋装砂砾石反滤层不小于0.3m，进水口做成斜口，采用透水土工布包裹。

10.根据权利要求1所述的一种既有铁路高填方路堤柔性帮宽结构，其特征在于，所述预埋固板钢筋采用HRB400φ16mm钢筋，在填土时预先埋置于土体内，预埋钢筋长度不小于3m，嵌入面板端做成180°弯钩，伸入土体端部设置90°弯钩。