CN220746470U - 一种膨胀土坡地公路地基结构及一种膨胀土坡地公路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及路基工程，特别是一种膨胀土坡地公路地基结构及一种膨胀土坡地公路，一种膨胀土坡地公路地基结构，包括强夯层、换填层和隔水层，通过在换填层底部设置强夯层，通过设置强夯层减少地基底部膨胀土的孔隙率，降低地基基底的含水率的变化，同时强夯层也提高膨胀土的强度，降低路基滑移、变形和沉降等病害的发生，在换填层外部设置隔水层，隔水层相当于隔水层，对于大气降雨、路基内部的地下水等具有较好的隔离效果，在隔水层上坡侧设置拦水暗沟，抵挡隔水层上坡侧范围内的地下水向地基内部的渗透，在隔水层下坡侧设置微型桩，能够对地基起到良好的侧向约束作用，有效阻止地基在上部路基荷载作用下产生的侧向变形。

Description

一种膨胀土坡地公路地基结构及一种膨胀土坡地公路

技术领域

本实用新型涉及路基工程，特别是一种膨胀土坡地公路地基结构及一种膨胀土坡地公路。

背景技术

膨胀土是种高塑性黏土，一般承载力较高，具有吸水膨胀、失水收缩和反复胀缩变形、浸水承载力衰减、干缩裂隙发育等特性，性质极不稳定，膨胀土粘粒成份主要由强亲水性矿物质组成，并且具有显著胀缩性的粘性土，该土具有吸水膨胀失水收缩并往复变形的性质，对于修建在膨胀土地上的公路地基的破坏作用不可低估，并且构成的破坏是不易修复的。

膨胀土坡地在长时间干湿循环时，容易导致膨胀土坡地表产生竖向裂隙，土体结构破坏，遇水后土层强度降低。在膨胀土坡地上进行公路地基填筑后，膨胀土坡地公路地基遇水后会产生向地势低的方向的变形，使膨胀土坡地公路地基容易出现滑移、变形现象，导致地基整体失稳、路基沉降严重等问题，其处治难度大，施工成本高。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有膨胀土坡地区域公路地基容易出现滑移、变形现象，导致地基整体失稳、路基沉降严重等问题，本发明提出了一种膨胀土坡地公路地基结构及一种膨胀土坡地公路。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种膨胀土坡地公路地基结构，包括强夯层、换填层和隔水层，所述强夯层上设置所述换填层，所述隔水层覆盖所述换填层，且所述强夯层支撑所述隔水层位于所述换填层侧面的部分，所述隔水层上坡侧设有拦水暗沟，所述隔水层下坡侧设有微型桩。

本实用新型所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，包括强夯层、换填层和隔水层，强夯层顶部设置换填层，隔水层覆盖换填层，且强夯层支撑隔水层位于换填层侧面的部分，通过在换填层底部设置强夯层，通过设置强夯层能够有效减少地基底部膨胀土的孔隙率，降低膨胀土的渗透系数，有效的降低地基基底的含水率的变化，同时通过设置强夯层也提高膨胀土的强度，降低地基滑移、变形和沉降等病害的发生，并在换填层外部设置隔水层，使换填层渗透系数较低，隔水层对于大气降雨、路基内部的地下水等具有较好的隔离效果，降低了地基整体的含水量变化幅度，进一步地，在隔水层上坡侧设置拦水暗沟，有效抵挡隔水层上坡侧范围内的地下水向地基内部的渗透，进一步地，在隔水层下坡侧设置微型桩，能够对地基起到良好的侧向约束作用，有效阻止地基在上部路基荷载作用下产生的侧向变形，同时，由于微型桩孔径小，其施工便捷、工序简单、安全风险小，有效节省了施工工期，降低了施工成本。

作为本实用新型的优选方案，还包括排水层，所述排水层铺设在所述隔水层顶部，且所述排水层位于所述拦水暗沟和所述微型桩之间。

作为本实用新型的优选方案，所述换填层呈阶梯状设置。

作为本实用新型的优选方案，所述拦水暗沟包括复合土工膜和无纺土工布，所述复合土工膜和所述无纺土工布之间填充有碎石。

作为本实用新型的优选方案，所述拦水暗沟还包括透水管，所述透水管设置在所述碎石内部。

作为本实用新型的优选方案，所述拦水暗沟顶部设置有排水沟。

作为本实用新型的优选方案，所述微型桩沿所述隔水层的横向设置多排，相邻两排所述微型桩之间的间距小于或等于1.5m。

作为本实用新型的优选方案，所述微型桩顶部设置有排水沟。

本申请该公开了一种膨胀土坡地公路，包括路基和本申请所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，所述路基设置在所述排水层上方，且所述路基位于所述拦水暗沟和所述微型桩之间。

本申请所述的一种膨胀土坡地公路，通过设置本申请所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，有效降低地下水对地基的影响，提高地基和路基的整体稳定性，减少路基的沉降，且施工便捷，施工效率高及更为经济。

作为本实用新型的优选方案，所述换填层横向宽度小于所述路基底部横向宽度，所述隔水层的横向宽度等于所述路基底部横向宽度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，包括强夯层、换填层和隔水层，强夯层顶部设置换填层，隔水层覆盖换填层，且强夯层支撑隔水层位于换填层侧面的部分，通过在换填层底部设置强夯层，通过设置强夯层能够有效减少地基底部膨胀土的孔隙率，降低膨胀土的渗透系数，有效的降低地基基底的含水率的变化，同时通过设置强夯层也提高膨胀土的强度，降低地基滑移、变形和沉降等病害的发生，并在换填层外部设置隔水层，使换填层渗透系数较低，隔水层对于大气降雨、路基内部的地下水等具有较好的隔离效果，降低了地基整体的含水量变化幅度，进一步地，在隔水层上坡侧设置拦水暗沟，有效抵挡隔水层上坡侧范围内的地下水向地基内部的渗透，进一步地，在隔水层下坡侧设置微型桩，能够对地基起到良好的侧向约束作用，有效阻止地基在上部路基荷载作用下产生的侧向变形，同时，由于微型桩孔径小，其施工便捷、工序简单、安全风险小，有效节省了施工工期，降低了施工成本。

2.本申请所述的一种膨胀土坡地公路，通过设置本申请所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，有效降低地下水对地基的影响，提高地基和路基的整体稳定性，减少路基的沉降，且施工便捷，施工效率高及更为经济。

附图说明

图1是本实用新型一种膨胀土坡地公路的截面示意图。

图2是图1的A处局部放大示意图。

图3是图1的B处局部放示意大图。

图4是拦水暗沟的结构示意图。

图5是排水层的结构示意图。

图中标记：1-换填层，2-隔水层，3-排水层，4-拦水暗沟，5-微型桩，6-排水沟，7-地面线，8-路基，9-复合土工膜，10-无纺土工布，11-透水管，12-碎石，13-强夯层，14-现浇混凝土。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-图3所示，本实施例所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，包括强夯层13、换填层1和隔水层2，强夯层13顶部设置换填层1，隔水层2覆盖换填层1，且强夯层13支撑隔水层2位于换填层1侧面的部分，隔水层2上坡侧设有拦水暗沟4，隔水层2下坡侧设有微型桩5。

本实施所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，包括强夯层13、换填层1和隔水层2，强夯层13顶部设置换填层1，隔水层2覆盖换填层1，且强夯层13支撑隔水层2位于换填层1侧面的部分，通过在换填层1底部设置强夯层13，通过设置强夯层13能够有效减少地基底部膨胀土的孔隙率，降低膨胀土的渗透系数，有效的降低地基基底的含水率的变化，同时通过设置强夯层13也提高膨胀土的强度，降低地基滑移、变形和沉降等病害的发生，并在在换填层1外部设置隔水层2，使换填层1渗透系数较低，隔水层2对于大气降雨、路基8内部的地下水等具有较好的隔离效果，降低了地基整体的含水量变化幅度，进一步地，在隔水层2上坡侧设置拦水暗沟4，有效抵挡隔水层2上坡侧范围内的地下水向地基内部的渗透，进一步地，在隔水层2下坡侧设置微型桩5，能够对地基起到良好的侧向约束作用，有效阻止地基在上部路基8荷载作用下产生的侧向变形，同时，由于微型桩5孔径小，其施工便捷、工序简单、安全风险小，有效节省了施工工期，降低了施工成本。

一种优选的方式，如图1所示，还包括排水层3，排水层3铺设在隔水层2顶部，且排水层3位于拦水暗沟4和微型桩5之间，在实际施工过程中，在隔水层2顶部满铺复合土工膜9，然后在复合土工膜9上铺设碎石12，碎石12的铺设厚度为0.5m，然后在碎石12顶部铺设一层无纺土工布10，从而形成排水层3，如图5，其中，由于排水层3包括在隔水层2顶部满铺复合土工膜9，通过复合土工膜9隔断路基8内部的地下水对地基的渗透。

一种优选的方式，如图1所示，本实施例所述的强夯层13，在实际施工过程中，先沿原地面按台阶状开换填层1，对地基基底进行强夯，基底强夯的夯击能不低于2000kN·m，要求夯击次数不少于3遍，要求第一遍、第二遍夯击间距为夯锤间距2.5～3.5倍，第一遍和第二遍夯点错开，要求第三遍为满夯，通过上述强夯作业后基底形成强夯层13，其中，开挖的台阶高度小于0.5m；

在对基底进行强夯后，然后采用合格填料进行换填，形成换填层1,其中，填筑时压实度不小于93；通过在基底上设置换填层1，有效提高膨胀土的地基承载力，减小路基8填筑后的沉降。

一种优选的方式，如图1所示，换填层1呈阶梯状设置，通过设置阶梯状的换填层1，从而增大换填层1与地基的接触面积，使换填层1在地基内更加牢固，进一步地，强夯层13也呈阶梯状设置，使强夯层13在地基内更加稳固。

一种优选的方式，隔水层2成分为掺石灰处理的细粒土，采用6％石灰改良细粒土，隔水层2压实度不小于93％，其中，熟石灰安定性合格，细粒土液限≤50％，塑性指数＜26，养护龄期7d的无侧限抗压强度＞350kPa。

一种优选的方式，如图2所示，拦水暗沟4设置在隔水层2的上坡侧，如图4所示，拦水暗沟4包括复合土工膜9和无纺土工布10，复合土工膜9和无纺土工布10之间填充有碎石12，其中，拦水暗沟4还包括透水管11，透水管11设置在碎石12内部；

在实际施工中，先在拦水暗沟4底部铺设一层现浇混凝土14，成型后强度为C20，在拦水暗沟4内侧和底部采用复合土工膜9进行半包裹，并反包至拦水暗沟4的外侧，在拦水暗沟4的外侧采用无纺土工布10进行包裹，并在复合土工膜9和无纺土工布10之间填入碎石12，然后在拦水暗沟4的碎石12内部埋设透水管11，其中，拦水暗沟4内侧指拦水暗沟靠近隔水层2的一侧，拦水暗沟4外侧指拦水暗沟远离隔水层2的一侧，进一步地，拦水暗沟4埋深为大气影响急剧层深度；

通过设置换填层1、排水层3和拦水暗沟4，有效拦截路基8和地表的地下水向地基范围的渗透，降低地基范围内的含水量波动值。

一种优选的方式，如图2所示，拦水暗沟4顶部设置有排水沟6，在排水层3拦截路基8内部的地下水后，排水层3能够将路基8内部的地下水排出至排水沟6内，再通过排水沟6将路基8内部的地下水排走，防止路基8内部的地下水浸泡地基基底。

一种优选的方式，如图3所示，微型桩5设置在隔水层2的下坡侧，微型桩5沿隔水层2的横向设置多排，其排数大于等于3排，相邻两排微型桩5之间的间距小于等于1.5m，单根微型桩5结构为采用3-4根热轧带肋钢筋，钢筋直径32mm，采用焊接方式与通长注浆钢管紧密组合在一起，其注浆钢管采用φ42-3.5mm无缝钢管，钢管通至孔底以上200mm，伸出孔口500mm，在管底2m范围内管壁上钻φ10小孔若干个，进一步地，微型桩5顶部采用冠梁进行连接，冠梁采用C30钢筋混凝土，厚度30cm，宽度200cm，微型桩5顶部位于地面线7附近；

在本申请中，所述横向指隔水层2宽度方向，纵向指隔水层2长度方向，隔水层2长度方向为公路长度方向。

在实际施工过程中，微型桩5注浆采用M30水泥砂浆，掺微膨胀剂，掺量为胶凝材料用量的10～12％，微型桩5的注浆压力不小于1MPa，注浆结束后用小石子将锚筋桩与孔口塞紧，维持桩体2天不被摇动。

本实施例采用微型桩5来对公路地基进行加固，与传统的采用抗滑桩相比，由于抗滑桩工程造价贵，通常只能用在少量段落抢险用，对于膨胀土分布范围较广的区域，由于路线长，路基规模大，难以进行大规模应用；而本实施例由于在膨胀土地基上设置了换填层1，换填层1的抗滑性能比较好，其下滑力较小，故采用较为经济实惠的微型桩5进行加固，进一步地，通过设置多排微型桩5来构成微型桩5群组来对公路地基进行加固，其效果更好。

一种优选的方式，如图3所示，微型桩5顶部设置有排水沟6，通过在微型桩5顶部设置有排水沟6，排水层3能够将路基8内部的地下水排出至排水沟6内，再通过排水沟6将路基8内部的地下水排走，防止路基8内部的地下水浸泡地基基底。

实施例2

如图1-图5所示，本实施例还公开了一种膨胀土坡地公路，包括路基8和如实施例1所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，路基8设置在排水层3上方，且路基8位于拦水暗沟4和微型桩5之间。

一种优选的方式，换填层1横向宽度小于路基8底部横向宽度，在进行换填层1施工时，换填层1的换填范围横向宽度比路基8底部横向宽度单侧窄3m以上；在进行隔水层2施工时，隔水层2的横向宽度等于路基8底部横向宽度。

实施例3

如图1-图5所示，在实施例2的基础上，本实施例还公开了一种膨胀土坡地公路的施工方法，为实际施工中的一种优选方式，如应用在下述作业环境中：

公路位于膨胀土坡地之上，公路的路基8中心高度为8m，地面自然坡度约6°；经勘察，地表以下主要为中等膨胀土，其中大气影响层深度为6m，大气影响急剧层深度为3m，在大气影响急剧层深度范围内土体裂隙发育，结构松散，强度较低，无法满足路基8承载力要求。

其施工方法步骤如下：

(1)自原地面起，沿原地面按台阶状对地基进行开挖，其中台阶高度不大于0.5m，开挖至大气影响急剧层深度即3m之后，对基底进行强夯，形成强夯层13，强夯后采用合格的路基填料进行基底回填,形成换填层1；

其中，基底强夯的夯击能不低于2000kN·m，要求夯击次数不少于3遍，要求第一遍、第二遍夯击间距为夯锤间距2.5～3.5倍，第一遍和第二遍夯点错开，要求第三遍为满夯；

其中，换填范围横向宽度比路基8底部横向宽度单侧窄3m以上，换填层1填筑时压实度不小于93％。

(2)在换填层1的外部采用掺灰细粒土作为隔水层2，隔水层2成分为掺石灰处理的细粒土，采用6％石灰改良细粒土，隔水层2横向设置宽度等于路基8底部横向宽度，其中隔水层2在换填层1深度范围内不小于3m，其压实度不小于93％。

(3)在隔水层2的顶部施工排水层3，排水层3宽度为路基8底部横向宽度，在该宽度范围内的隔水层2顶部铺设一层复合土工膜9，然后在复合土工膜9上面铺设0.5m厚的碎石12，铺设完成后，在碎石12顶部再铺设一层无纺土工布10，作为反滤层。

(4)修建路基8，在斜坡高处的路基8坡脚位置同步施工拦水暗沟4，先在拦水暗沟4内侧和底部铺设半包裹的复合土工膜9，然后在拦水暗沟4外侧铺设无纺土工布10，在拦水暗沟4底部放置透水管11，然后填入碎石12。

(5)在斜坡低处的路基8坡脚设置微型桩5，微型桩5横向设置4排，相邻两排微型桩5之间的间距为1.0m，同一排的单根微型桩5之间的纵向间距为0.5m，微型桩5长度不小于9m，其中，微型桩5成孔孔径15cm，微型桩5单根结构为采用3根热轧带肋钢筋，钢筋直径32mm，采用焊接方式与通长注浆钢管紧密组合在一起，进一步地，通长注浆钢管采用φ42-3.5mm无缝钢管，钢管通至孔底以上200mm，伸出孔口500mm,在管底2m范围内管壁上钻φ10小孔若干个。

一种优选的方式，微型桩5顶部采用冠梁进行连接，冠梁采用C30钢筋混凝土，厚度30cm，宽度200cm。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，包括强夯层(13)、换填层(1)和隔水层(2)，所述强夯层(13)顶部设置所述换填层(1)，所述隔水层(2)覆盖所述换填层(1)，且所述强夯层(13)支撑所述隔水层(2)位于所述换填层(1)侧面的部分，所述隔水层(2)上坡侧设有拦水暗沟(4)，所述隔水层(2)下坡侧设有微型桩(5)。

2.根据权利要求1所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，还包括排水层(3)，所述排水层(3)铺设在所述隔水层(2)顶部，且所述排水层(3)位于所述拦水暗沟(4)和所述微型桩(5)之间。

3.根据权利要求2所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，所述换填层(1)呈阶梯状设置。

4.根据权利要求2所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，所述拦水暗沟(4)包括复合土工膜(9)和无纺土工布(10)，所述复合土工膜(9)和所述无纺土工布(10)之间填充有碎石(12)。

5.根据权利要求4所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，所述拦水暗沟(4)还包括透水管(11)，所述透水管(11)设置在所述碎石(12)内部。

6.根据权利要求5所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，所述拦水暗沟(4)顶部设置有排水沟(6)。

7.根据权利要求2所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，所述微型桩(5)沿所述隔水层(2)的横向设置多排，相邻两排所述微型桩(5)之间的间距小于或等于1.5m。

8.根据权利要求7所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，其特征在于，所述微型桩(5)顶部设置有排水沟(6)。

9.一种膨胀土坡地公路，其特征在于，包括路基(8)和如权利要求2-8任一所述的一种膨胀土坡地公路地基结构，所述路基(8)设置在所述排水层(3)上方，且所述路基(8)位于所述拦水暗沟(4)和所述微型桩(5)之间。

10.根据权利要求9所述的一种膨胀土坡地公路，其特征在于，所述换填层(1)横向宽度小于所述路基(8)底部横向宽度，所述隔水层(2)的横向宽度等于所述路基(8)底部横向宽度。