專利名稱：軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及路塹邊坡的開挖與加固，尤其涉及一種適用于軟弱土路塹邊坡加固的軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，屬于公路路基領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)地域遼闊，地質(zhì)、地形條件復(fù)雜，隨著公路建設(shè)的迅速發(fā)展，公路沿線將遇到許多復(fù)雜的巖土力學(xué)難題和工程病害問題。其中，軟弱土深挖路塹的穩(wěn)定性問題即為工程中亟待解決的技術(shù)難題之一。軟弱土層主要為淤泥、淤泥質(zhì)土和部分沖填土、雜填土及其它高壓縮性土，具有天然孔隙比大、抗剪強(qiáng)度低、壓縮性大和流變性明顯等特點(diǎn)。因此，在路塹施工過程中極易發(fā)生坍塌、溜滑等病害。目前，軟質(zhì)邊坡多采用“上護(hù)下?lián)酢钡募庸檀胧?，?需采取軟弱土預(yù)先改良加固輔助技術(shù)、水泥攪拌樁圍封技術(shù)、或在邊坡預(yù)先設(shè)置抗滑樁等，才能進(jìn)行邊坡開挖施工及支護(hù)結(jié)構(gòu)施工。然而，這些技術(shù)在軟弱土路塹邊坡中存在如下問題1)軟弱土通常為飽和軟粘土，其強(qiáng)度極低，開挖臨空面極其不穩(wěn)定性，尤其是雨季施工高邊坡開挖的風(fēng)險(xiǎn)成倍增加；2)軟弱土邊坡開挖，不利于路塹開挖施工機(jī)械展開，如軟弱土體難以提供機(jī)械施工工作面、或邊坡一邊開挖施工，一邊出現(xiàn)溜滑病害等，不僅給安全施工過程帶來(lái)極大安全隱患，且有時(shí)不進(jìn)行軟土層預(yù)處理，幾乎無(wú)法形成機(jī)械開挖施工工作面；3)各類支擋結(jié)構(gòu)施工復(fù)雜，且常規(guī)開挖后再修筑支擋的方案，必然伴隨坡面臨空面局部或整體失穩(wěn)危險(xiǎn)，加固支護(hù)成本顯著提高，工程投資難于控制；4)軟土地區(qū)邊坡開挖的坡度緩(小于I : 2.0)，開挖工作量大，施工周期長(zhǎng)，且墻背重復(fù)回填施工。因此，如何結(jié)合軟弱土體工程特性與路塹高邊坡結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制定合理的邊坡施工與防護(hù)方案，以滿足工程安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐久性良好、經(jīng)濟(jì)節(jié)約、環(huán)境友好和方便施工等要求十分重要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是鑒于軟弱土路塹高邊坡開挖時(shí)邊坡穩(wěn)定性與施工困難等問題，提供一種軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，將逆作工法引入到邊坡防護(hù)中，該支護(hù)方法既能滿足軟土路塹邊坡安全與穩(wěn)定性要求、施工安全與可行性；又能降低施工難度、節(jié)約邊坡支擋結(jié)構(gòu)與邊坡防護(hù)成本。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實(shí)用新型所述的一種軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，包括軟土路塹邊坡和坡腳結(jié)構(gòu)，在軟土路塹邊坡上設(shè)有由回填土體構(gòu)成的臺(tái)階，在臺(tái)階內(nèi)設(shè)有加筋材料，所述加筋材料始于軟土路塹邊坡坡肩處并延伸至坡趾處的最后一級(jí)臺(tái)階，并且，位于第二臺(tái)階至倒數(shù)第二臺(tái)階內(nèi)的加筋材料呈S形彎曲，所述坡腳結(jié)構(gòu)與最后一級(jí)臺(tái)階相抵。本實(shí)用新型軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是由軟土路塹邊坡坡肩處(頂部)，自上而下進(jìn)行分級(jí)開挖與逐層回填施工，即每完成一級(jí)開挖層，即對(duì)所形成坡體進(jìn)行回填支擋結(jié)構(gòu)施工，由上而下形成柔性土工支擋結(jié)構(gòu)與邊坡防護(hù)(逆作工法)；每級(jí)軟弱坡體柔性土工支擋結(jié)構(gòu)采用“S”狀回形加筋土工結(jié)構(gòu)，并在路塹坡址采用砼矮墻等護(hù)角措施；施工結(jié)束后，在坡面上同步形成臺(tái)階式回形加筋支擋結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的有益效果是，將逆作工法引入到邊坡防護(hù)中，自邊坡坡肩自上而下分層開挖，并逐級(jí)進(jìn)行穩(wěn)定支擋，在邊坡表面構(gòu)造了臺(tái)階式表面硬化保護(hù)層，避免了開挖過程中邊坡溜滑現(xiàn)象，成功地解決了穩(wěn)定開挖的技術(shù)關(guān)鍵，解決了軟質(zhì)路塹邊坡中機(jī)械化施工的安全、技術(shù)性難題；由于引入了逆作工法以及臺(tái)階式支護(hù)結(jié)構(gòu)的特殊構(gòu)造，傳統(tǒng)的單線加筋或者雙線“U”形加筋無(wú)法滿足要求，因此提出“S”狀回形加筋方式，回形加筋的拉力值是以往的單線加筋或者雙線“U”形加筋的2 4倍，回形加筋支擋結(jié)構(gòu)不僅能夠從根本上改進(jìn)加筋系統(tǒng)的共同作用，而且進(jìn)一步提高支擋結(jié)構(gòu)的整體性能，在保證路塹邊坡穩(wěn)定的前提下，不需對(duì)軟質(zhì)坡體進(jìn)行預(yù)處理，相對(duì)改良固化技術(shù)，可有效縮短建設(shè)工期，相對(duì)傳統(tǒng)加固技術(shù)(水泥攪拌樁圍封、重力式擋墻等)，可顯著節(jié)省工程造價(jià)。

圖I是本實(shí)用新型軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)逆作工法示意圖；圖2是本實(shí)用新型軟土路塹邊坡支擋逆作法施工中，邊坡坡肩平臺(tái)即第N級(jí)臺(tái)階示意圖，N=l；圖3是本實(shí)用新型軟土路塹邊坡支擋逆作法施工中，第N級(jí)臺(tái)階施工步驟示意圖，N > I ；圖4是本實(shí)用新型軟土路塹邊坡支擋逆作法施工中，坡面處回形加筋支擋結(jié)構(gòu)即第N級(jí)臺(tái)階單元示意圖，N > I ；圖5是本實(shí)用新型軟土路塹邊坡支擋逆作法施工中，最后一級(jí)坡址處回形加筋支擋結(jié)構(gòu)即最后一級(jí)臺(tái)階單元示意圖。圖中標(biāo)號(hào)1軟土路塹邊坡；2回填土體；3加筋材料；4坡腳結(jié)構(gòu)；5軟弱土。
具體實(shí)施方式
一種軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，包括軟土路塹邊坡I和坡腳結(jié)構(gòu)4，其特征在于，在軟土路塹邊坡I上設(shè)有由回填土體2構(gòu)成的臺(tái)階，在臺(tái)階內(nèi)設(shè)有加筋材料3，所述加筋材料3始于軟土路塹邊坡坡肩處并延伸至坡趾處的最后一級(jí)臺(tái)階，并且，位于第二臺(tái)階至倒數(shù)第二臺(tái)階內(nèi)的加筋材料呈S形彎曲，所述坡腳結(jié)構(gòu)4與最后一級(jí)臺(tái)階相抵。一種軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)的逆作工法，具體步驟為①平整邊坡坡頂場(chǎng)地，疏干積水，以便機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)施工；②在路塹邊坡坡肩處進(jìn)行平臺(tái)開挖，然后進(jìn)行砂礫卵石土分兩層回填壓實(shí)，第一層壓實(shí)整平后，沿著背向臨空面方向水平鋪設(shè)一層加筋材料，并在邊坡臨空面方向預(yù)留搭接和錨固用加筋材料，然后鋪設(shè)第二層砂礫卵石土，構(gòu)建邊坡坡肩平臺(tái)并以邊坡坡肩平臺(tái)為第N級(jí)臺(tái)階，N為臺(tái)階的級(jí)數(shù)，令N= I 挨著第N級(jí)臺(tái)階向下開挖基槽，然后進(jìn)行砂礫卵石土分層回填壓實(shí)，第一層壓實(shí)整平后，將加筋材料沿著背向臨空面方向水平鋪設(shè)，并在邊坡臨空面方向預(yù)留搭接和錨固用加筋材料，鋪設(shè)至第N+1級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第二層砂礫卵石土回填壓實(shí)，此后將加筋材料回折并沿反方向水平鋪設(shè)至第N+1級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第三層砂礫卵石土回填壓實(shí)，再將加筋材料回折并沿第二層加筋材料鋪設(shè)的反方向水平鋪設(shè)，形成第三層加筋材料，并構(gòu)成“S”狀回形加筋材料，再采用短鋼筋將第三層加筋材料與第N級(jí)臺(tái)階預(yù)留的加筋材料搭接，最后進(jìn)行第四層砂礫卵石土回填壓實(shí)，得到第N+1級(jí)臺(tái)階；當(dāng)施工完倒數(shù)第二級(jí)臺(tái)階時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟⑤，否則，進(jìn)入步驟④；④令N = N+1,返回步驟③；⑤挨著上一級(jí)臺(tái)階向下開挖基槽，再進(jìn)行砂礫卵石土分層回填壓實(shí)，第一層壓實(shí)整平后，將加筋材料朝著臨空面水平鋪設(shè)至最后一級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第二層砂礫卵石土回填壓實(shí)，再將加筋材料回折并沿第一層加筋材料鋪設(shè)的反方向水平鋪設(shè)，再采用短鋼筋將第二層加筋材料與上一級(jí)臺(tái)階預(yù)留的加筋材料搭接，最后進(jìn)行第三層砂礫卵石土回填壓實(shí)，得到最后一級(jí)臺(tái)階；施工完成最后一級(jí)臺(tái)階后，在最后一級(jí)臺(tái)階外側(cè)采用砼矮墻支擋，完成路塹邊坡的施工與支擋。本實(shí)施例中，加筋材料采用土工格柵；臺(tái)階寬度為2. 5 3. 5m,臺(tái)階的分級(jí)開挖深度為2.0 3.0m，相鄰兩級(jí)臺(tái)階豎向搭接厚度為0.5m，邊坡坡率一般為I : I. 2 I : 2.0;臺(tái)階的砂礫卵石土中的加筋材料的層間距為0. 5 I. Om ;加筋材料搭接處重合寬度不小于30cm ;砼矮墻高度為I. 0m，采用C15混凝土。下面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)說明一種如圖I所示的本實(shí)用新型的軟弱土路塹邊坡回形加筋支擋結(jié)構(gòu)，是一種逆作法施工的臺(tái)階式支擋結(jié)構(gòu)。由軟弱土質(zhì)路塹邊坡坡肩處開始，自上而下進(jìn)行分級(jí)開挖-回·填施工，每完成一級(jí)開挖層，即對(duì)所形成坡體進(jìn)行回填柔性土工支擋結(jié)構(gòu)施工；每級(jí)軟弱坡體支擋結(jié)構(gòu)采用“S”狀回形加筋回填壓實(shí)土體，逐級(jí)施工成臺(tái)階形，臺(tái)階寬度為2. 5
3.5m,臺(tái)階高度為2. 0 3. 0m，相鄰兩級(jí)臺(tái)階搭接厚度為0. 5m。在單級(jí)臺(tái)階回填土體(2)分層壓實(shí)整平時(shí)，加筋材料(3)沿臺(tái)階寬度方向水平鋪設(shè)，在臺(tái)階邊緣處向上彎起，并回折沿反方向水平鋪設(shè)，以此方法按層間距0. 5 I. Om來(lái)回施工直至單級(jí)支擋結(jié)構(gòu)臺(tái)階完成；最后在路塹坡址采用砼矮墻(4)支擋等護(hù)腳措施，施工完成。某高速公路沿線部分路段需穿越較大洗砂泥漿池，且路面設(shè)計(jì)標(biāo)高低于泥漿池頂面標(biāo)高，需對(duì)部分泥漿池進(jìn)行開挖，形成路塹結(jié)構(gòu)形式，路塹邊坡高度6. 5m。由于洗砂泥漿流變性明顯，邊坡直接開挖施工中經(jīng)常出現(xiàn)溜滑現(xiàn)象、機(jī)械掩埋等事故。采用本實(shí)用新型軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)逆作工法進(jìn)行處治。具體步驟如下I)平整邊坡坡頂場(chǎng)地，疏干積水，以便機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)施工。2)如圖2所示，在設(shè)計(jì)路塹邊坡坡肩處進(jìn)行平臺(tái)開挖(深0. 5m,寬度6. Om)，然后進(jìn)行砂礫卵石土分兩層回填壓實(shí)(每層0. 25m)，第一層壓實(shí)整平后，沿著背向臨空面方向水平鋪設(shè)一層8. Om 土工格柵至邊緣處(6. Om嵌入砂礫卵石土層，2. Om預(yù)留)，其中邊坡臨空面方向預(yù)留2. Om搭接和錨固用土工格柵以便與下一級(jí)臺(tái)階筋材搭接，然后鋪設(shè)第二層砂礫卵石土，構(gòu)建邊坡坡肩平臺(tái)并以邊坡坡肩平臺(tái)為第N級(jí)臺(tái)階，N為臺(tái)階的級(jí)數(shù)，令N =
I;③挨著第N級(jí)臺(tái)階向下開挖基槽，然后進(jìn)行砂礫卵石土分層回填壓實(shí)，第一層壓實(shí)整平后，將加筋材料沿著背向臨空面方向水平鋪設(shè)，并在邊坡臨空面方向預(yù)留搭接和錨固用加筋材料，鋪設(shè)至第N+1級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第二層砂礫卵石土回填壓實(shí)，此后將加筋材料回折并沿反方向水平鋪設(shè)至第N+1級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第三層砂礫卵石土回填壓實(shí)，再將加筋材料回折并沿第二層加筋材料鋪設(shè)的反方向水平鋪設(shè)，形成第三層加筋材料，并構(gòu)成“S”狀回形加筋材料，再采用短鋼筋將第三層加筋材料與第N級(jí)臺(tái)階預(yù)留的加筋材料搭接，最后進(jìn)行第四層砂礫卵石土回填壓實(shí)，得到第N+1級(jí)臺(tái)階；當(dāng)施工完倒數(shù)第二級(jí)臺(tái)階時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟⑤，否則，進(jìn)入步驟④；④令N = N+1，返回步驟③；⑤挨著上一級(jí)臺(tái)階向下開挖基槽，再進(jìn)行砂礫卵石土分層回填壓實(shí)，第一層壓實(shí)整平后，將加筋材料朝著臨空面水平鋪設(shè)至最后一級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第二層砂礫卵石土回填壓實(shí)，再將加筋材料回折并沿第一層加筋材料鋪設(shè)的反方向水平鋪設(shè)，再采用短鋼筋將第二層加筋材料與上一級(jí)臺(tái)階預(yù)留的加筋材料搭接，最后進(jìn)行第三層砂礫卵石土回填壓實(shí)，得到最后一級(jí)臺(tái)階；施工完成最后一級(jí)臺(tái)階后，在最后一級(jí)臺(tái)階外側(cè)米用5全矮墻支擋，完成路塹邊坡的施工與支擋。3)如圖3所示，挨著第N級(jí)臺(tái)階向下開挖深2. 5m、寬3. Om基槽，然后進(jìn)行砂礫卵石土分四層回填壓實(shí)(由下到上分層厚度分別為0. 2m、I. OmU. 0m、0. 3m)，第一層回填砂礫卵石土厚度為0. 2m，壓實(shí)整平后，采用土工格柵沿著背向臨空面方向水平鋪設(shè)，并在邊坡臨空面方向預(yù)留2. Om搭接和錨固用土工格柵，土工格柵鋪設(shè)至第N+1級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第二層砂礫卵石土回填I(lǐng). 0m，壓實(shí)整平，此后將加筋材料回折并沿反方向水平鋪 設(shè)至第N+1級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第三層砂礫卵石土回填I(lǐng). 0m，壓實(shí)整平，再將加筋材料回折并沿第二層加筋材料鋪設(shè)的反方向水平鋪設(shè)，形成第三層加筋材料，并構(gòu)成“S”狀回形加筋材料，再采用短鋼筋將第三層加筋材料與第N級(jí)臺(tái)階預(yù)留的加筋材料搭接，搭接長(zhǎng)度為30cm，最后進(jìn)行第四層砂礫卵石土回填0. 3m，壓實(shí)整平后，得到第N+1級(jí)臺(tái)階；當(dāng)施工完倒數(shù)第二級(jí)臺(tái)階時(shí)，轉(zhuǎn)入步驟5)，否則，進(jìn)入步驟4)；4)令N = n+1,返回步驟3)重復(fù)施工,如圖4所示；5)挨著上一級(jí)臺(tái)階向下開挖深2. 5m、寬3. Om基槽,再進(jìn)行砂碌卵石土分三層回填壓實(shí)(由下到上分層厚度分別為I. 2m、I. 0m、0. 3m),第一層回填砂碌卵石土厚度為I. 2m,壓實(shí)整平后，將加筋材料朝著臨空面水平鋪設(shè)至最后一級(jí)臺(tái)階邊緣處向上彎起，再進(jìn)行第二層砂礫卵石土回填I(lǐng). 0m，壓實(shí)整平，再將加筋材料回折并沿第一層加筋材料鋪設(shè)的反方向水平鋪設(shè)，再采用短鋼筋將第二層加筋材料與上一級(jí)臺(tái)階預(yù)留的加筋材料搭接，搭接長(zhǎng)度為30cm,最后進(jìn)行第三層砂碌卵石土回填0. 3m,壓實(shí)整平,得到最后一級(jí)臺(tái)階,如圖5所示，施工完成最后一級(jí)臺(tái)階后，在最后一級(jí)臺(tái)階外側(cè)采用高I. Om的砼矮墻支擋，完成路塹邊坡的施工與支擋。
權(quán)利要求1.一種軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，包括軟土路塹邊坡(I)和坡腳結(jié)構(gòu)(4)，其特征在于，在軟土路塹邊坡(I)上設(shè)有由回填土體(2)構(gòu)成的臺(tái)階，在臺(tái)階內(nèi)設(shè)有加筋材料(3)，所述加筋材料(3)始于軟土路塹邊坡坡肩處并延伸至坡趾處的最后一級(jí)臺(tái)階，并且，位于第二臺(tái)階至倒數(shù)第二臺(tái)階內(nèi)的加筋材料呈S形彎曲，所述坡腳結(jié)構(gòu)(4)與最后一級(jí)臺(tái)階相抵。
專利摘要一種軟土路塹邊坡回形加筋土工支擋結(jié)構(gòu)，包括軟土路塹邊坡和坡腳結(jié)構(gòu)，在軟土路塹邊坡上設(shè)有由回填土體構(gòu)成的臺(tái)階，在臺(tái)階內(nèi)設(shè)有加筋材料，所述加筋材料始于軟土路塹邊坡坡肩處并延伸至坡趾處的最后一級(jí)臺(tái)階，并且，位于第二臺(tái)階至倒數(shù)第二臺(tái)階內(nèi)的加筋材料呈S形彎曲，所述坡腳結(jié)構(gòu)與最后一級(jí)臺(tái)階相抵。本實(shí)用新型避免了路塹邊坡中一次開挖過深，易出現(xiàn)邊坡溜滑等安全隱患，解決了軟土深開挖臨空面穩(wěn)定的關(guān)鍵問題，同時(shí)施工可行、快速；完善了加筋系統(tǒng)的筋土共同作用，進(jìn)一步提高軟弱土路塹高邊坡支擋結(jié)構(gòu)的使用安全與整體穩(wěn)定。
文檔編號(hào)E02D17/20GK202559364SQ201220073830
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者石名磊, 張 浩, 趙宇, 張瑞坤 申請(qǐng)人:東南大學(xué)