CN103628378A - 一种临水公路拓宽路堤结构及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种临水公路拓宽路堤结构，其特征在于在新路堤的临水侧设置有隔水维护桩，维护桩的外侧设有抛石压重体；新路堤的下部为固化土层，上部为轻质填料层，在固化土层与轻质填料层接触处设置有横向加筋体和竖向加筋体；在原路堤内设有注浆加固体，注浆加固体前端为加筋连接段；在新路堤的顶面、外侧边坡及维护桩两侧设置隔水层，在抛石压重体底部设有防渗铺盖。本发明不但可以增强新原路堤的连接强度和整体性，而且可以从多个层面防止外侧水体渗入，还可以提高路堤的抗浮性能，具有较好的技术经济效益。本发明还提供了上述拓宽路堤结构的施工方法。

Description

一种临水公路拓宽路堤结构及施工方法

技术领域

本发明涉及一种公路路堤拓宽结构，特别涉及一种临水公路拓宽路堤结构及施工方法，可增强新原路堤的强度和整体性、防止外界水体渗入、提高路堤抗浮稳定性。属于公路工程领域，适用于旧路改扩建工程，特别适用于临水公路单侧或双侧路堤拓宽工程。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，公路交通量逐年递增，一些公路的交通量已接近饱和交通量，对此，为满足日益增长的交通需求和社会发展需要，公路改扩建项目越来越多。这些项目虽对提高道路等级和改善路网结构具有较高的技术经济价值，但由于旧路路堤和新路路堤的沉降差异，致使新原路堤交接部易出现路面开裂、局部沉陷等工程质量问题。另外，对于原道路为沿河、沿江道路而言，难免会遇到单侧或双侧临水问题，其受力特性更加复杂，若处理不当还会出现渗透破坏、路堤上浮等工程问题。

为加强新旧路面的结合、有效控制新旧路基的不均匀沉降量，目前已有较多的处理方法，常见的有采用新原路堤结合处开挖台阶、铺设土工合成材料加筋层、采用轻质填料填筑路堤等工程技术措施。其中，新原路堤结合处开挖台阶是在旧路路堤填料范围内开挖台阶，该法施工简单，可在一定程度上增强新原路堤结合处的连接强度；设置土工合成材料加筋垫层、加筋土路堤是在新路堤填料范围内铺设土工格栅、钢筋网片等材料，以增强填料的整体性和强度；轻质路堤填筑是采用轻质填料作为路堤填料，该法可在很大程度上减轻新填筑路堤的重量，减小新填路堤对原路堤基础的附加应力。

虽然上述方法在地下水位较低的路段可以起到非常良好的整治效果，但是在临水路段，却较难解决路堤填料的渗透破坏问题和外界水体的渗入问题，导致路堤水土流失，随着下部土体松散、空缺，即便是有加筋材料，仍然保持路堤完整性，即便是类似轻质气泡混凝土等具有整体填筑效果的填料，也会开裂，并因临水水位较高产生一定的上浮。

综上所述，工程中用于解决旧路加宽区域差异沉降问题的措施已日渐成熟，并形成各种措施相组合的施工方法，并在适宜的工程条件起到避免新原路堤结合部位出现差异沉降和开裂的问题。然而，既有措施鲜有涉及旧路路堤承载能力提高、控制因斜向荷载增加导致旧路基再沉降（变形）的设计；在临水公路扩建时即便有控制水土流失的相关措施，但针对路堤有可能出现的上浮问题和整体防渗问体往往不被重点考虑，存在一定的工程隐患。

鉴于此，为减少道路拓宽后新老路堤的差异沉降量，有效应对临水路段水土流失及上浮问题，提高拓宽公路路基的整体性，目前亟待发明一种可增强新原路堤的强度和整体性、防止外界水体渗入、提高路堤抗浮稳定性的临水公路拓宽路堤结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可同时增强新原路堤的强度和整体性，并可有效阻止外侧水体渗入、提高路堤抗浮稳定性和抗变形能力的新型临水公路拓宽路堤结构及施工方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种临水公路拓宽路堤结构，其特征在于在新路堤的临水侧设置有隔水维护桩，维护桩的外侧设有抛石压重体；新路堤的下部为固化土层，上部为轻质填料层，在固化土层与轻质填料层接触处设置有横向加筋体和竖向加筋体；在原路堤内设有注浆加固体，注浆加固体前端为加筋连接段；在新路堤的顶面、外侧边坡及维护桩两侧设置隔水层，在抛石压重体底部设有防渗铺盖。

所述临水维护桩为具有隔水性能的带肋预制钢筋混凝土板桩。

固化土层由河床内泥沙、碎石和原路堤边坡整治弃土拌合水泥及固化剂后压实填筑而成，固化土层内预植有竖向加筋体，顶面铺设横向加筋体。

所述竖向加筋体可采用螺纹钢筋或硬质高强钢筋网片，横向加筋体可采用土工格栅、高强钢筋网片或土工织物，横向加筋体与竖向加筋体之间采用绑扎连接或焊接连接。

轻质填料层可采用为气泡混合轻质土、泡沫珠混合轻质土或EPS 颗粒轻质土，轻质填料层内铺设有横向加筋体。

所述注浆加固体为自原路堤边坡斜引孔，在原路堤内高压注浆而成，其底端设置有压力扩大端头。

所述加筋连接段为注浆加固体前段植入钢筋笼并采用细石混凝土回灌而成。

所述防渗铺盖采用抗渗性能良好的细石混凝土、防渗土工膜或防水板，防渗铺盖与维护桩外侧的隔水层紧密连接。

一种临水公路拓宽路堤结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）施工前准备：清理原路堤边坡，组织施工设备进场，设置围堰并进行人工降水；

2）打设隔水维护桩：在路堤外侧打设隔水维护桩，隔水维护桩应插至稳定土层；

3）铺设隔水层：在隔水维护桩的内侧和外侧表面铺设隔水层；

4）防渗施工：在隔水维护桩的外侧铺设防渗铺盖，并将防渗铺盖与维护桩外侧的隔水层紧密连接；

5）注浆加固体施工：自原路基边坡沿纵横向均匀间隔斜向引孔，对引孔底部进行扩孔处理，孔道内高压注浆，在孔道前段植入加筋体钢筋，再回灌细石混凝土，固结后将原路堤边坡修整为台阶状，露出部分加筋段；

6）设置固化土层：清理拓宽部分原河道底部水草、淤泥，适当挖深后就地固化河床土体，并将前期施工过程中产生的弃土固化回填至原路堤垫层顶面标高，固化土中设置竖向加筋体；

7）抛石压重体施工：在维护桩的外侧、防渗铺盖的顶部设置抛石，形成抛石压重体，施工时应防止抛石压重体损坏防渗铺盖；

8）轻质填料填筑：待固化土层达到设计强度后，在其上分层摊铺轻质填料，当每次轻质填料填筑至原路堤边坡台阶面标高时，在其上铺设横向加筋体；

9）边坡修理：待轻质填料填筑完成后，将新路堤外侧边坡修整为设计坡度；

10）隔水层铺设：在新路堤的顶面、外侧边坡外侧铺设隔水层，并将外侧边坡外侧隔水层的两端分别与新路堤顶面隔水层、维护桩内侧隔水层连接紧密；

11）后续施工：根据设计要求施工拓宽部分路面结构、排水沟、边坡护坡面及绿化植被等后续施工。

本发明具有以下的特点和有益效果：

（1）在新原路堤衔接处设置注浆加固体既可增强新原路堤的连接强度，防止新原路堤衔接处发生差异变形，还可改善新原路堤的受力性能，提高路堤的承载能力。

（2）新路堤下部采用固化土填筑不但可以提高路堤填料的整体性和强度，而且可以减少弃土方量，实现废物利用，并形成厚实下垫层，自稳能力较强；新路堤上部采用轻质填料填筑，充分利用了轻质填料重量轻、强度高、耐久性好的优点，并可有效降低地基土的附加应力值，减少路基的沉降变形量。

（3）路堤外侧维护桩的设置可同时起到隔水、增强稳定性、减少河道侵占面积的作用；其外侧设置的抛石压重体可起到防止渗透破坏、增强稳定性的作用。

（4）路堤顶面、边坡外侧、维护桩两侧设置的隔水层，以及防渗铺盖的设置可从多个层面隔断、延长外界水体渗入路堤的路径，确保路堤的含水率满足设计要求，防止发生渗透破坏。

总之，本发明的特点在于既可提高新老路基的整体性和强度，又可改善结合部附近及新路堤的物理力学性能，还可有效防止路堤发生渗透破坏，从而实现了多角度防止临水公路拓宽路堤病害、节省工程造价、保护环境的目的。

附图说明

图1是本发明一种临水公路拓宽路堤结构断面示意图；

图中：1-原路面结构、2-原路堤、3-加筋连接段、4-拓宽部分路面结构、5-轻质填料层、6-横向加筋体、7-排水沟、8-找平层、9-隔水层、10-护坡面、11-竖向加筋体、12-固化土层、13-隔水维护桩、14-抛石压重体、15-河道、16-河床、17-路基垫层、18-注浆加固体、19-防渗铺盖、20-原路堤土基。

具体实施例

本实施方式中旧路路堤边坡台阶开挖施工、维护桩施工技术要求，注浆浆液、轻质填料、细石混凝土的设计及施工技术要求，加筋体钢筋绑扎、横向加筋体的铺设施工技术要求，路基边坡防护、路面结构的设计及施工技术要求等本实施例中不再累述，重点阐述本发明涉及结构的实施方式。

图1是本发明一种临水公路拓宽路堤结构断面示意图。参照图1所示，一种临水公路拓宽路堤结构主要由轻质填料层5、横向加筋体6、隔水层9、竖向加筋体11、固化土层12、隔水维护桩13、抛石压重体14、注浆加固体18、防渗铺盖19组成。

注浆加固体18的总长度为5000mm，采用小型钻机自原路堤2边坡沿45°倾角向路堤内引孔，穿过路基垫层17至原路堤土基20内，孔道直径150mm，底部扩大端头的直径为400mm，孔道的横向、竖向间隔分别为3000mm和1500mm；注浆加固体18的底端设有扩大端头，顶端设2000mm的加筋连接段3，加筋体为钢筋笼，主筋采用直径为12mm、强度等级为Q345的螺纹钢筋，加筋连接段3采用细石混凝土回填，待的注浆加固体18及加筋连接段3达到设计强度80%以上后，将原路堤2边坡填料修整为台阶状，台阶的竖向高度和横向宽度均为1000mm，台阶面上设3%的内倾角。结合人工掏土，将原路堤2内加筋连接段3一部分露出土体。

清理拓宽部分河道15底部水草、淤泥，挖深2000mm后，就地固化原有河床16土体500mm左右，并将前期施工过程中产生的弃土及河床挖出土体固化回填至原路堤垫层17顶面标高，在固化土层12内预植竖向加筋体11，并在顶面铺设横向加筋体6。

竖向加筋体11采用长2000mm直径16mmHRB345螺纹钢筋，其中伸入固化土层12段长800mm，纵横以500mm等间隔布置。

轻质填料层5采用EPS 颗粒轻质土，其泡沫：土为55:45，干密度不超过1.1×103kg/m3，无侧限抗压强度不小于280 kPa；轻质填料层5填筑高度高出原路面结构1底面200mm。轻质填料层5摊铺过程中，在各开挖台阶平面处均铺设横向加筋体6，拓宽路堤内横向通长铺设，并应进行预张拉，最低台阶处横向加筋体6与竖向加筋体11绑扎连接，施工技术要求应满足现行规范之要求；横向加筋体6采用玻璃纤维土工格栅，土工格栅的各项性能及施工技术要求应满足现行规范之要求。

表1横向加筋体6具体参数表

单位面积质量偏差	厚度	幅度偏差	断裂强力	断裂伸长率	撕破强力
						7%	≥2.4mm	-0.5%	≥9.5  KN/m	25～100%	≥0.24 KN

隔水层9采用复合土工膜。隔水层9的搭接长度不小于200mm。隔水层9的具体参数参见表2。

表2隔水层9参数表

序号	项目	设计指标
			1	单位面积重量g/m2	≥600（膜厚≥2.7mm）
2	厚度（与法向压力关系）mm	≥2.7
			3	耐静水压力Mpa	≥0.6
4	垂直渗透系数 cm/s	＜1×10-11

隔水维护桩13采用隔水性能较好的带肋预制钢筋混凝土板桩，设计维护桩13顶面标高超出常水位1200mm，相邻板桩衔接处设止水橡胶条。

抛石压重体14采用体积不小于200cm³的块石堆积而成，堆砌高度为1000mm，沿河床顶的横向宽度为1500mm，块石外包裹钢筋笼，钢筋笼采用直径为6mm的光面钢筋绑扎而成。

防渗铺盖19所用材料与隔水层9相同，并与隔水维护桩13外侧的隔水层9粘贴连接；防渗铺盖19沿河床顶的横向宽度为3000mm。

临水公路拓宽路堤结构，主要施工过程如下：

1）施工前准备：清理原路堤2边坡，组织施工设备进场，设置围堰并进行人工降水；

2）打设隔水维护桩：根据路堤拓宽情况，在路堤外侧打设隔水维护桩13，隔水维护桩13应插至稳定土层内不小于1000mm；

3）铺设隔水层：在维护桩的内侧和外侧表面铺设隔水层9；

4）防渗施工：在隔水维护桩13的外侧铺设防渗铺盖19，并将防渗铺盖19与维护桩13外侧的隔水层9紧密连接；

5）注浆加固体施工：自原路堤2边坡沿纵横向均匀间隔斜向引孔，对引孔底部进行扩孔处理，孔道内高压注浆，在孔道前段植入钢筋笼，再回灌细石混凝土，固结后将原路堤边坡修整为台阶状，露出部分加筋连接段3；

6）固化土层施工：清理拓宽部分原河道底部水草、淤泥，适当挖深后就地固化河床16土体，并将前期施工过程中产生的弃土固化回填至原路堤垫层17顶面标高，形成固化土层12；

7）抛石压重体施工：在隔水维护桩13的外侧、防渗铺盖19的顶部抛石，形成抛石压重体14，施工时应防止抛石压重体14损坏防渗铺盖19；

8）轻质填料层5填筑：待固化土层12达到设计强度后，在其上分层摊铺轻质填料，每次轻质填料填筑至原路堤边坡台阶面标高时，应在其上铺设横向加筋体6，轻质填料应与加筋连接段3连接；

9）边坡修理：待轻质填料层5填筑完成后，将新路堤外侧边坡修整为设计坡度；

10）隔水层铺设：在新路堤顶面、外侧边坡外侧铺设隔水层9，并将边坡侧隔水层的两端分别与新路堤顶面隔水层、隔水维护桩13内侧隔水层连接紧密；

11）后续施工：根据设计要求施工拓宽部分路面结构4、排水沟7、边坡护坡面10及绿化植被等后续施工。

Claims (9)

1.一种临水公路拓宽路堤结构，其特征在于在新路堤的临水侧设置有隔水维护桩，维护桩的外侧设有抛石压重体；新路堤的下部为固化土层，上部为轻质填料层，在固化土层与轻质填料层接触处设置有横向加筋体和竖向加筋体；在原路堤内设有注浆加固体，注浆加固体前端为加筋连接段；在新路堤的顶面、外侧边坡及维护桩两侧设置隔水层，在抛石压重体底部设有防渗铺盖。

2.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述临水维护桩为具有隔水性能的带肋预制钢筋混凝土板桩。

3.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述固化土层由河床内泥沙、碎石和原路堤边坡整治弃土拌合水泥及固化剂后压实填筑而成，固化土层内预植有竖向加筋体，顶面铺设横向加筋体。

4.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述竖向加筋体可采用螺纹钢筋或硬质高强钢筋网片，横向加筋体可采用土工格栅、高强钢筋网片或土工织物，横向加筋体与竖向加筋体之间采用绑扎连接或焊接连接。

5.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述轻质填料层可采用为气泡混合轻质土、泡沫珠混合轻质土或EPS 颗粒轻质土，轻质填料层内铺设有横向加筋体。

6.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述注浆加固体为自原路堤边坡斜引孔，在原路堤内高压注浆而成，其底端设置有压力扩大端头。

7.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述加筋连接段为注浆加固体前段植入钢筋笼并采用细石混凝土回灌而成。

8.根据权利要求1所述的临水公路拓宽路堤结构，其特征在于所述防渗铺盖采用抗渗性能良好的细石混凝土、防渗土工膜或防水板，防渗铺盖与维护桩外侧的隔水层紧密连接。

9.权利要求1~8所述的临水公路拓宽路堤结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

1）施工前准备：清理原路堤边坡，组织施工设备进场，设置围堰并进行人工降水；

2）打设隔水维护桩：在路堤外侧打设隔水维护桩，隔水维护桩应插至稳定土层；

3）铺设隔水层：在隔水维护桩的内侧和外侧表面铺设隔水层；

4）防渗施工：在隔水维护桩的外侧铺设防渗铺盖，并将防渗铺盖与维护桩外侧的隔水层紧密连接；

5）注浆加固体施工：自原路基边坡沿纵横向均匀间隔向斜向引孔，对引孔底部进行扩孔处理，孔道内高压注浆，在孔道前段植入加筋体钢筋，再回灌细石混凝土，固结后将原路堤边坡修整为台阶状，露出部分加筋段；

6）设置固化土层：清理拓宽部分原河道底部水草、淤泥，适当挖深后就地固化河床土体，并将前期施工过程中产生的弃土固化回填至原路堤垫层顶面标高，固化土中设置竖向加筋体；

7）抛石压重体施工：在维护桩的外侧、防渗铺盖的顶部设置抛石，形成抛石压重体，施工时应防止抛石压重体损坏防渗铺盖；

8）轻质填料填筑：待固化土层达到设计强度后，在其上分层摊铺轻质填料，当每次轻质填料填筑至原路堤边坡台阶面标高时，在其上铺设横向加筋体；

9）边坡修理：待轻质填料填筑完成后，将新路堤外侧边坡修整为设计坡度；

10）隔水层铺设：在新路堤的顶面、外侧边坡外侧铺设隔水层，并将外侧边坡外侧隔水层的两端分别与新路堤顶面隔水层、维护桩内侧隔水层连接紧密；

11）后续施工：根据设计要求施工拓宽部分路面结构、排水沟、边坡护坡面及绿化植被等后续施工。

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