一種臨水公路拓寬路堤結構及施工方法
2023-07-29 13:43:11
一種臨水公路拓寬路堤結構及施工方法
【專利摘要】本發明涉及一種臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於在新路堤的臨水側設置有隔水維護樁，維護樁的外側設有拋石壓重體；新路堤的下部為固化土層，上部為輕質填料層，在固化土層與輕質填料層接觸處設置有橫向加筋體和豎向加筋體；在原路堤內設有注漿加固體，注漿加固體前端為加筋連接段；在新路堤的頂面、外側邊坡及維護樁兩側設置隔水層，在拋石壓重體底部設有防滲鋪蓋。本發明不但可以增強新原路堤的連接強度和整體性，而且可以從多個層面防止外側水體滲入，還可以提高路堤的抗浮性能，具有較好的技術經濟效益。本發明還提供了上述拓寬路堤結構的施工方法。
【專利說明】一種臨水公路拓寬路堤結構及施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種公路路堤拓寬結構，特別涉及一種臨水公路拓寬路堤結構及施工方法，可增強新原路堤的強度和整體性、防止外界水體滲入、提高路堤抗浮穩定性。屬於公路工程領域，適用於舊路改擴建工程，特別適用於臨水公路單側或雙側路堤拓寬工程。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著我國經濟的迅速發展，公路交通量逐年遞增，一些公路的交通量已接近飽和交通量，對此，為滿足日益增長的交通需求和社會發展需要，公路改擴建項目越來越多。這些項目雖對提高道路等級和改善路網結構具有較高的技術經濟價值，但由於舊路路堤和新路路堤的沉降差異，致使新原路堤交接部易出現路面開裂、局部沉陷等工程質量問題。另外，對於原道路為沿河、沿江道路而言，難免會遇到單側或雙側臨水問題，其受力特性更加複雜，若處理不當還會出現滲透破壞、路堤上浮等工程問題。
[0003]為加強新舊路面的結合、有效控制新舊路基的不均勻沉降量，目前已有較多的處理方法，常見的有採用新原路堤結合處開挖臺階、鋪設土工合成材料加筋層、採用輕質填料填築路堤等工程技術措施。其中，新原路堤結合處開挖臺階是在舊路路堤填料範圍內開挖臺階，該法施工簡單，可在一定程度上增強新原路堤結合處的連接強度；設置土工合成材料加筋墊層、加筋土路堤是在新路堤填料範圍內鋪設土工格柵、鋼筋網片等材料，以增強填料的整體性和強度；輕質路堤填築是採用輕質填料作為路堤填料，該法可在很大程度上減輕新填築路堤的重量，減小新填路堤對原路堤基礎的附加應力。
[0004]雖然上述方法在地下水位較低的路段可以起到非常良好的整治效果，但是在臨水路段，卻較難解決路堤填料的滲透破壞問題和外界水體的滲入問題，導致路堤水土流失，隨著下部土體鬆散、空缺，即便是有加筋材料，仍然保持路堤完整性，即便是類似輕質氣泡混凝土等具有整體填築效果的填料，也會開裂，並因臨水水位較高產生一定的上浮。
·[0005]綜上所述，工程中用於解決舊路加寬區域差異沉降問題的措施已日漸成熟，並形成各種措施相組合的施工方法，並在適宜的工程條件起到避免新原路堤結合部位出現差異沉降和開裂的問題。然而，既有措施鮮有涉及舊路路堤承載能力提高、控制因斜向荷載增加導致舊路基再沉降(變形)的設計；在臨水公路擴建時即便有控制水土流失的相關措施，但針對路堤有可能出現的上浮問題和整體防滲問體往往不被重點考慮，存在一定的工程隱
串 [0006]鑑於此，為減少道路拓寬後新老路堤的差異沉降量，有效應對臨水路段水土流失及上浮問題，提高拓寬公路路基的整體性，目前亟待發明一種可增強新原路堤的強度和整體性、防止外界水體滲入、提高路堤抗浮穩定性的臨水公路拓寬路堤結構及施工方法。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在於提供一種可同時增強新原路堤的強度和整體性，並可有效阻止外側水體滲入、提高路堤抗浮穩定性和抗變形能力的新型臨水公路拓寬路堤結構及施工方法。
[0008]為了實現上述技術目的，本發明採用了以下技術方案:
一種臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於在新路堤的臨水側設置有隔水維護樁，維護樁的外側設有拋石壓重體；新路堤的下部為固化土層，上部為輕質填料層，在固化土層與輕質填料層接觸處設置有橫向加筋體和豎向加筋體；在原路堤內設有注漿加固體，注漿加固體前端為加筋連接段；在新路堤的頂面、外側邊坡及維護樁兩側設置隔水層，在拋石壓重體底部設有防滲鋪蓋。
[0009]所述臨水維護樁為具有隔水性能的帶肋預製鋼筋混凝土板樁。
[0010]固化土層由河床內泥沙、碎石和原路堤邊坡整治棄土拌合水泥及固化劑後壓實填築而成，固化土層內預植有豎向加筋體，頂面鋪設橫向加筋體。
[0011]所述豎向加筋體可採用螺紋鋼筋或硬質高強鋼筋網片，橫向加筋體可採用土工格柵、高強鋼筋網片或土工織物，橫向加筋體與豎向加筋體之間採用綁紮連接或焊接連接。
[0012]輕質填料層可採用為氣泡混合輕質土、泡沫珠混合輕質土或EPS顆粒輕質土，輕質填料層內鋪設有橫向加筋體。
[0013]所述注漿加固體為自原路堤邊坡斜引孔，在原路堤內高壓注漿而成，其底端設置有壓力擴大端頭。
[0014]所述加筋連接段為注漿加固體前段植入鋼筋籠並採用細石混凝土回灌而成。
[0015]所述防滲鋪蓋採用抗滲性能良好的細石混凝土、防滲土工膜或防水板，防滲鋪蓋與維護樁外側的隔水層緊密連接。
[0016]一種臨水公路拓寬路堤結構的施工方法，其特徵在於包括以下步驟:
1)施工前準備:清理原路堤邊坡，組織施工設備進場，設置圍堰並進行人工降水；
2)打設隔水維護樁:在路堤外側打設隔水維護樁，隔水維護樁應插至穩定土層；
3)鋪設隔水層:在隔水維護樁的內側和外側表面鋪設隔水層；
4)防滲施工:在隔水維護樁的外側鋪設防滲鋪蓋，並將防滲鋪蓋與維護樁外側的隔水層緊密連接；
5)注漿加固體施工:自原路基邊坡沿縱橫向均勻間隔斜向引孔，對引孔底部進行擴孔處理，孔道內高壓注漿，在孔道前段植入加筋體鋼筋，再回灌細石混凝土，固結後將原路堤邊坡修整為臺階狀，露出部分加筋段；
6)設置固化土層:清理拓寬部分原河道底部水草、淤泥，適當挖深後就地固化河床土體，並將前期施工過程中產生的棄土固化回填至原路堤墊層頂面標高，固化土中設置豎向加筋體；
7)拋石壓重體施工:在維護樁的外側、防滲鋪蓋的頂部設置拋石，形成拋石壓重體，施工時應防止拋石壓重體損壞防滲鋪蓋；
8)輕質填料填築:待固化土層達到設計強度後，在其上分層攤鋪輕質填料，當每次輕質填料填築至原路堤邊坡臺階面標高時，在其上鋪設橫向加筋體；
9)邊坡修理:待輕質填料填築完成後，將新路堤外側邊坡修整為設計坡度；
10)隔水層鋪設:在新路堤的頂面、外側邊坡外側鋪設隔水層，並將外側邊坡外側隔水層的兩端分別與新路堤頂面隔水層、維護樁內側隔水層連接緊密；
11)後續施工:根據設計要求施工拓寬部分路面結構、排水溝、邊坡護坡面及綠化植被等後續施工。
[0017]本發明具有以下的特點和有益效果:
(I)在新原路堤銜接處設置注漿加固體既可增強新原路堤的連接強度，防止新原路堤銜接處發生差異變形，還可改善新原路堤的受力性能，提高路堤的承載能力。
[0018](2)新路堤下部採用固化土填築不但可以提高路堤填料的整體性和強度，而且可以減少棄土方量，實現廢物利用，並形成厚實下墊層，自穩能力較強；新路堤上部採用輕質填料填築，充分利用了輕質填料重量輕、強度高、耐久性好的優點，並可有效降低地基土的附加應力值，減少路基的沉降變形量。
[0019](3)路堤外側維護樁的設置可同時起到隔水、增強穩定性、減少河道侵佔面積的作用；其外側設置的拋石壓重體可起到防止滲透破壞、增強穩定性的作用。
[0020](4)路堤頂面、邊坡外側、維護樁兩側設置的隔水層，以及防滲鋪蓋的設置可從多個層面隔斷、延長外界水體滲入路堤的路徑，確保路堤的含水率滿足設計要求，防止發生滲透破壞。
[0021]總之，本發明的特點在於既可提高新老路基的整體性和強度，又可改善結合部附近及新路堤的物理力學性能，還可有效防止路堤發生滲透破壞，從而實現了多角度防止臨水公路拓寬路堤病害、節省工程造價、保護環境的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明一種臨水公路拓寬路堤結構斷面不意圖；
圖中:1-原路面結構、2-原路堤、3-加筋連接段、4-拓寬部分路面結構、5-輕質填料層、6-橫向加筋體、7-排水溝、8-找平層、9-隔水層、10-護坡面、11-豎向加筋體、12-固化土層、13-隔水維護樁、14-拋石壓重體、15-河道、16-河床、17-路基墊層、18-注漿加固體、19-防滲鋪蓋、20-原路堤土基。
具體實施例
[0023]本實施方式中舊路路堤邊坡臺階開挖施工、維護樁施工技術要求，注漿漿液、輕質填料、細石混凝土的設計及施工技術要求，加筋體鋼筋綁紮、橫向加筋體的鋪設施工技術要求，路基邊坡防護、路面結構的設計及施工技術要求等本實施例中不再累述，重點闡述本發明涉及結構的實施方式。
[0024]圖1是本發明一種臨水公路拓寬路堤結構斷面示意圖。參照圖1所示，一種臨水公路拓寬路堤結構主要由輕質填料層5、橫向加筋體6、隔水層9、豎向加筋體11、固化土層12、隔水維護樁13、拋石壓重體14、注漿加固體18、防滲鋪蓋19組成。
[0025]注漿加固體18的總長度為5000mm，採用小型鑽機自原路堤2邊坡沿45°傾角向路堤內引孔，穿過路基墊層17至原路堤土基20內，孔道直徑150_，底部擴大端頭的直徑為400mm,孔道的橫向、豎向間隔分別為3000mm和1500_ ;注眾加固體18的底端設有擴大端頭，頂端設2000mm的加筋連接段3，加筋體為鋼筋籠，主筋採用直徑為12mm、強度等級為Q345的螺紋鋼筋，加筋連接段3採用細石混凝土回填，待的注漿加固體18及加筋連接段3達到設計強度80%以上後，將原路堤2邊坡填料修整為臺階狀，臺階的豎向高度和橫向寬度均為1000mm，臺階面上設3%的內傾角。結合人工掏土，將原路堤2內加筋連接段3 —部分露出土體。
[0026]清理拓寬部分河道15底部水草、淤泥，挖深2000mm後，就地固化原有河床16 土體500_左右，並將前期施工過程中產生的棄土及河床挖出土體固化回填至原路堤墊層17頂面標高，在固化土層12內預植豎向加筋體11，並在頂面鋪設橫向加筋體6。
[0027]豎向加筋體11採用長2000mm直徑16mmHRB345螺紋鋼筋，其中伸入固化土層12段長800mm,縱橫以500mm等間隔布置。
[0028]輕質填料層5採用EPS顆粒輕質土，其泡沫:土為55:45,幹密度不超過
1.1X 103kg/m3，無側限抗壓強度不小於280 kPa ;輕質填料層5填築高度高出原路面結構I底面200mm。輕質填料層5攤鋪過程中，在各開挖臺階平面處均鋪設橫向加筋體6，拓寬路堤內橫向通長鋪設，並應進行預張拉，最低臺階處橫向加筋體6與豎向加筋體11綁紮連接，施工技術要求應滿足現行規範之要求；橫向加筋體6採用玻璃纖維土工格柵，土工格柵的各項性能及施工技術要求應滿足現行規範之要求。
[0029]表1橫向加筋體6具體參數表
【權利要求】
1.一種臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於在新路堤的臨水側設置有隔水維護樁，維護樁的外側設有拋石壓重體；新路堤的下部為固化土層，上部為輕質填料層，在固化土層與輕質填料層接觸處設置有橫向加筋體和豎向加筋體；在原路堤內設有注漿加固體，注漿加固體前端為加筋連接段；在新路堤的頂面、外側邊坡及維護樁兩側設置隔水層，在拋石壓重體底部設有防滲鋪蓋。
2.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述臨水維護樁為具有隔水性能的帶肋預製鋼筋混凝土板樁。
3.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述固化土層由河床內泥沙、碎石和原路堤邊坡整治棄土拌合水泥及固化劑後壓實填築而成，固化土層內預植有豎向加筋體，頂面鋪設橫向加筋體。
4.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述豎向加筋體可採用螺紋鋼筋或硬質高強鋼筋網片，橫向加筋體可採用土工格柵、高強鋼筋網片或土工織物，橫向加筋體與豎向加筋體之間採用綁紮連接或焊接連接。
5.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述輕質填料層可採用為氣泡混合輕質土、泡沫珠混合輕質土或EPS顆粒輕質土,輕質填料層內鋪設有橫向加筋體。
6.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述注漿加固體為自原路堤邊坡斜引孔，在原路堤內高壓注漿而成，其底端設置有壓力擴大端頭。
7.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述加筋連接段為注漿加固體前段植入鋼 筋籠並採用細石混凝土回灌而成。
8.根據權利要求1所述的臨水公路拓寬路堤結構，其特徵在於所述防滲鋪蓋採用抗滲性能良好的細石混凝土、防滲土工膜或防水板，防滲鋪蓋與維護樁外側的隔水層緊密連接。
9.權利要求1~8所述的臨水公路拓寬路堤結構的施工方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)施工前準備:清理原路堤邊坡，組織施工設備進場，設置圍堰並進行人工降水； 2)打設隔水維護樁:在路堤外側打設隔水維護樁，隔水維護樁應插至穩定土層； 3)鋪設隔水層:在隔水維護樁的內側和外側表面鋪設隔水層； 4)防滲施工:在隔水維護樁的外側鋪設防滲鋪蓋，並將防滲鋪蓋與維護樁外側的隔水層緊密連接； 5)注漿加固體施工:自原路基邊坡沿縱橫向均勻間隔向斜向引孔，對引孔底部進行擴孔處理，孔道內高壓注漿，在孔道前段植入加筋體鋼筋，再回灌細石混凝土，固結後將原路堤邊坡修整為臺階狀，露出部分加筋段； 6)設置固化土層:清理拓寬部分原河道底部水草、淤泥，適當挖深後就地固化河床土體，並將前期施工過程中產生的棄土固化回填至原路堤墊層頂面標高，固化土中設置豎向加筋體； 7)拋石壓重體施工:在維護樁的外側、防滲鋪蓋的頂部設置拋石，形成拋石壓重體，施工時應防止拋石壓重體損壞防滲鋪蓋； 8)輕質填料填築:待固化土層達到設計強度後，在其上分層攤鋪輕質填料，當每次輕質填料填築至原路堤邊坡臺階面標高時，在其上鋪設橫向加筋體；9)邊坡修理:待輕質填料填築完成後，將新路堤外側邊坡修整為設計坡度； 10)隔水層鋪設:在新路堤的頂面、外側邊坡外側鋪設隔水層，並將外側邊坡外側隔水層的兩端分別與新路堤頂面隔水層、維護樁內側隔水層連接緊密； 11)後續施工:根據設計要求施工拓寬部分路面結構、排水溝、邊坡護坡面及綠化植被等後續施工。
【文檔編號】E01C3/04GK103628378SQ201310561704
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】管鶴樓, 趙秀娟, 劉林, 戴超明, 李紅衛 申請人:江蘇省鎮江市路橋工程總公司