CN108661060B - 一种公路改扩建立挖边坡加固方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种公路改扩建立挖边坡加固方法，通过设置排护桩及冠梁，对立挖边坡进行加固，排护桩及冠梁的施工方案基于立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据得到。本申请分三个阶段进行开挖喷浆施工，每一阶段开挖后，立即安装固定喷护钢丝网片，并进行喷浆加固，同时，埋入锚索进行进一步加固。本申请采用排护桩、喷浆钢筋网片及锚索防护有效地提高了路基立挖边坡的结构稳定性，尤其是在通车情况下，为台背施工及台基础、台身施工提供了很大的安全保证。相比于采用钢板桩护桩来讲，有力地提高了对抗弯强度的保证。

Description

一种公路改扩建立挖边坡加固方法

技术领域

本申请涉及建筑结构技术领域，尤其涉及一种公路改扩建立挖边坡加固方法。

背景技术

通常，高速公路改扩建项目中，实行半幅通车半幅施工方案，以在能正常施工改括建的情况下，减少施工带来的交通不便，缓解城市交通压力。

在实施半幅通车半幅施工的方案时，尤其是旧桥拆除中半幅桥台台背被挖除后，通行路段的路基形成立面边坡。此时，如果当地的地质条件为松软的土层、破碎的岩土层或其他复杂的地质条件，加之通行路段过往车辆对立挖边坡的扰动，则会使立挖边坡极易发生坍塌，这不仅是严重的安全隐患，也会给施工带来困难。

基于此，针对上述公路改扩建 项目，如何确保立面边坡的结构稳定性，防止其发生坍塌，成为施工前需首要解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种公路改扩建立挖边坡加固方法，以确保公路 改扩建 项目中立面边坡的结构稳定性，防止其发生坍塌。

根据本申请实施例，一种公路改扩建立挖边坡加固方法，包括：

根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定排护桩及冠梁的各项尺寸数据，所述排护桩的尺寸数据包括根数、桩长、桩径和桩间净距，所述冠梁的尺寸数据包括冠梁宽度和高度；

根据所述排护桩及冠梁的各项尺寸数据，设计制作排护桩及冠梁的钢筋骨架；

以及，在旧桥台背中心线处，确定排护桩坐标；

根据所述排护桩坐标，采用旋挖钻进行钻孔，下放排护桩钢筋骨架，隔孔灌注砼，使桩头钢筋外露40cm；

采用小型挖机进行基坑挖掘，下放冠梁钢筋骨架，灌注砼；

待砼的强度达到70％后，分三阶段进行开挖喷浆；

其中，第一阶段开挖喷浆包括开挖路面至冠梁顶面部分，安装喷护钢丝网片并固定，喷浆3cm-5cm；

第二阶段开挖喷浆包括开挖冠梁顶面以下沿排护桩砼面3.5米部分，安装喷护钢丝网片并固定，喷浆3cm-5cm；根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定锚索横向间距、竖向间距、自由段长度以及锚固段长度；锚索孔钻孔，安装钢绞线及简易槽钢锚垫板并进行张拉，压入水泥浆，喷浆3cm-5cm；

第三阶段开挖喷浆包括开挖剩余部分，以及重复第二阶段的施工步骤。

进一步，所述立挖边坡岩土物理力学参数包括厚度、重度、浮重度、粘聚力以及内摩擦角；所述立挖边坡的工程尺寸数据包括立挖边坡的长度和宽度。

进一步，所述方法还包括，对加固后的立挖边坡进行稳定性验证。

进一步，所述灌注砼采用C30混凝土。

进一步，所述喷护钢丝网片采用间距20cm×20cm的Φ6圆钢筋。

进一步，所述排护桩钢筋骨架的主筋为Φ20螺纹钢筋，箍筋为Φ8圆钢筋。

进一步，所述冠梁钢筋骨架的主筋为Φ20螺纹钢筋，箍筋为Φ8圆钢筋。

进一步，在第二阶段开挖喷浆和第三阶段开挖喷浆步骤中，压入的水泥浆为C50水泥浆。

由以上技术方案可知，本申请在开挖前，通过设置排护桩及冠梁，对立挖边坡进行加固，排护桩及冠梁的施工方案基于立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据得到。本申请分三个阶段进行开挖喷浆施工，每一阶段开挖后，立即安装固定喷护钢丝网片，并进行喷浆加固，同时，埋入锚索进行进一步加固。

本申请采用排护桩、喷浆钢筋网片及锚索防护有效地提高了路基立挖边坡的结构稳定性，尤其是在通车情况下，为台背施工及台基础、台身施工提供了很大的安全保证。相比于采用钢板桩护桩来讲，有力地提高了对抗弯强度的保证。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请半幅通车半幅施工场景示意图；

图2为本申请根据一示例性实施例示出的一种公路改扩建立挖边坡加固方法流程图；

图3为本申请安装排护桩及冠梁后的施工场景情况示意图；

图4为本申请安装排护桩及冠梁后的施工场景情况示意图；

图5为本申请开挖喷浆施工场景情况示意图。

具体实施方式

本申请针对现有高速公路改扩建项目中实行的半幅通车半幅施工方案，尤其是旧桥拆除中半幅桥台台背被挖除后，通行路段的路基形成立面边坡的稳定性加固问题。例如，参阅图1，在针对路段A的改扩建 项目中，假设以路面中心线为界限，采取北半幅(上) 通车，南半幅(下)施工的拆除旧桥台台背的施工方案。

参阅图2，本申请实施例提供一种公路改扩建立挖边坡加固方法，该方法包括下述步骤：

步骤S110，根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定排护桩及冠梁的各项尺寸数据，所述排护桩的尺寸数据包括根数、桩长、桩径和桩间净距，所述冠梁的尺寸数据包括冠梁宽度和高度；

本申请中，边坡开挖前，对潜在滑动面的岩土样本进行实验，包括环刀实验、三轴实验、直剪试验、巴西劈裂实验以及单轴压缩试验等，获取岩土的物理力学参数，包括厚度、重度、浮重度、粘聚力以及内摩擦角等。

步骤120，根据所述排护桩及冠梁的各项尺寸数据，设计制作排护桩及冠梁的钢筋骨架；

可选的，所述排护桩钢筋骨架的主筋为Φ20螺纹钢筋，箍筋为Φ8圆钢筋。所述冠梁钢筋骨架的主筋为Φ20螺纹钢筋，箍筋为Φ8圆钢筋。

步骤130，以及，在旧桥台背中心线处，确定排护桩坐标；

步骤140，根据所述排护桩坐标，采用旋挖钻进行钻孔，下放排护桩钢筋骨架，隔孔灌注砼，使桩头钢筋外露40cm；

在边坡开挖之前，进行排护桩施工，加固后，再开挖基坑。如图2所示，排护桩设置在开挖边坡的一侧，能够抵抗边坡潜在滑动坡向下的推力，凭借排护桩与边坡岩土的共同作用，将潜在滑坡体的推力传递到滑动面以下的稳定底层，从而控制开挖后的边坡变形，避免发生坍塌。

需要说明的是，本申请采用隔孔灌注砼的方式进行砼灌注施工，以保证砼的质量，优选的，采用C30混凝土。

步骤150，采用小型挖机进行基坑挖掘，下放冠梁钢筋骨架，灌注砼；

图3和图4分别为安装排护桩及冠梁后的施工场景示意图。冠梁灌注砼后，冠梁与排护桩形成稳固的一体结构，增强排护桩的稳定性。优选的，所述灌注砼采用C30混凝土。

步骤160，待砼的强度达到70％后，分三阶段进行开挖喷浆；

一般情况下，需待所灌注砼的强度达到完全干燥后强度的70％或者7日的龄期后，开始进行开挖喷浆施工，参阅图5，开挖喷浆分为以下三个阶段进行：

第一阶段开挖喷浆包括开挖路面至冠梁顶面部分，安装喷护钢丝网片并固定，喷浆 3cm-5cm；

可选的，本申请开挖喷浆施工所加固的喷护钢丝网片均采用间距20cm×20cm的Φ6 圆钢筋。

第二阶段开挖喷浆包括开挖冠梁顶面以下沿排护桩砼面3.5米部分，安装喷护钢丝网片并固定，喷浆3cm-5cm；根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定锚索横向间距、竖向间距、自由段长度以及锚固段长度；锚索孔钻孔，安装钢绞线及简易槽钢锚垫板并进行张拉，压入C50水泥浆，喷浆3cm-5cm；

第三阶段开挖喷浆包括开挖剩余部分，以及重复第二阶段的施工步骤，具体的，剩余部分挖掘结束后，立即安装喷护钢丝网片并固定，喷浆3cm-5cm；根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定锚索横向间距、竖向间距、自由段长度以及锚固段长度；锚索孔钻孔，安装钢绞线及简易槽钢锚垫板并进行张拉，压入C50 水泥浆，喷浆3cm-5cm。

由于本申请的施工方案是半幅通车半幅施工，且在施工的半幅，采取的是立面竖直开挖的方式，并未进行放坡处理，所以有活载作用下开挖的这一面容易发生塌方。基于此，本申请将开挖喷浆施工分为三个阶段陆续进行，能够有效避免由上述原因引发的塌方。

在一些优选实施例中，本申请方法还包括：对加固后的立挖边坡进行稳定性验证。

本申请在开挖前，通过设置排护桩及冠梁，对立挖边坡进行加固，排护桩及冠梁的施工方案基于立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据得到。本申请分三个阶段进行开挖喷浆施工，每一阶段开挖后，立即安装固定喷护钢丝网片，并进行喷浆加固，同时，埋入锚索进行进一步加固。

本申请采用排护桩、喷浆钢筋网片及锚索防护有效地提高了路基立挖边坡的结构稳定性，尤其是在通车情况下，为台背施工及台基础、台身施工提供了很大的安全保证。相比于采用钢板桩护桩来讲，有力地提高了对抗弯强度的保证。

以下本申请将以一项目实例，对本申请提供的公路改扩建立挖边坡加固方法的具体 实施方式做进一步说明。

青银高速改扩建项目位于宁东镇，项目实行半幅通车半幅改扩建施工，扩建方式为原路双侧拓宽由4车道改为8车道，原路基宽26m，扩建后路基宽42m，原有桥梁拆除新建，原桥台台背挖除，重新施工基础后进行台背回填至设计标高。

在该项目对立挖边坡加固的施工过程中，根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，例如，立挖边坡岩土的厚度、重度、浮重度、粘聚力以及内摩擦角，立挖边坡的长度和宽度，以及根据通车路段土侧压力及车辆通过时的扰动及荷载作用等，计算排护桩及冠梁的各项尺寸数据。

经过验算桩径统一采用80cm，桩间净距30cm，桩采用C30钢筋混凝土，并用C30 混凝土冠梁将护桩连接。护桩长14m，其中嵌固深度6m；砼冠梁宽度80cm，高度50cm。

开始拆除桥台及开挖台背后，采用锚索、钢筋网片喷浆防护，锚索采用7根Φ15.2钢绞线，埋深13m，整个嵌入至通车路段半幅路基中，之后张拉压入C50水泥浆，钢筋网片为间距20cm×20cm的Φ6圆钢筋。整个通车路段半幅台背立挖边坡采用混凝土喷浆罩面。

在具体的施工步骤中，首先执行施工导改。根据上报交管部门批复的交通导改方案，先行将南半幅全封闭，北半幅中间设置安全隔离水码实行双向两车道行驶。在旧桥台背立挖边坡段处，在距立挖边坡顶边缘50cm处设置安全隔离设施、贴反光标识，并在前方设置道路变窄警示标识。施工中专人进行安全警戒。

其次，进行排护桩及冠梁施工。在旧桥台背中心线处，按照施工方案放样出护桩坐标，按照钻孔灌注桩钻孔、下放钢筋笼(主筋为螺纹20mm，箍筋为圆8mm)、砼灌注等施工工序进行施工，施工采用旋挖钻进行钻孔，钢筋笼下放及砼灌注使用25吨吊车进行吊装施工，为保证灌注桩砼的质量，钻孔施工采用隔孔施工，桩头钢筋外露40cm，与冠梁连接为整体。护桩施工完成后，按照方案设计标高、宽度用小型挖机进行基坑开挖，然后安放冠梁钢筋骨架(主筋为螺纹20mm，箍筋为圆8mm)、浇筑冠梁砼，待砼达到 70％强度后，方可进行立面开挖。

最后，进行锚索及喷浆施工。开挖喷浆分三阶段进行，第一阶段为路面(原路面中心线处)至砼冠梁顶面，立面开挖后及时安装喷护钢丝网片并用铆钉固定，然后喷浆 3cm-5cm固定；第二阶段以冠梁顶面以下沿排护桩砼面开挖3.5m，及时安装钢筋网片并铆钉，钢筋网片一端固定在冠梁顶面，随后进行锚索孔钻孔，安装钢绞线及简易槽钢锚垫板并进行张拉，之后压入C50水泥浆，然后喷浆3cm-5cm固定；第三阶段，开挖剩余部分土方，并按照第二阶段的施工工序进行后续施工。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (8)

1.一种公路改扩建立挖边坡加固方法，其特征在于，所述方法包括：

根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定排护桩及冠梁的各项尺寸数据，所述排护桩的尺寸数据包括根数、桩长、桩径和桩间净距，所述冠梁的尺寸数据包括冠梁宽度和高度；

根据所述排护桩及冠梁的各项尺寸数据，设计制作排护桩及冠梁的钢筋骨架；

以及，在旧桥台背中心线处，确定排护桩坐标；

根据所述排护桩坐标，采用旋挖钻进行钻孔，下放排护桩钢筋骨架，隔孔灌注砼，使桩头钢筋外露40cm；

采用小型挖机进行基坑挖掘，下放冠梁钢筋骨架，灌注砼；

待砼的强度达到70％后，分三阶段进行开挖喷浆；

其中，第一阶段开挖喷浆包括开挖路面至冠梁顶面部分，安装喷护钢丝网片并固定，喷浆3cm-5cm；

第二阶段开挖喷浆包括开挖冠梁顶面以下沿排护桩砼面3.5米部分，安装喷护钢丝网片并固定，喷浆3cm-5cm，所述3.5米部分包括冠梁厚度；根据立挖边坡岩土物理力学参数和立挖边坡的工程尺寸数据，计算确定锚索横向间距、竖向间距、自由段长度以及锚固段长度；锚索孔钻孔，安装钢绞线及槽钢锚垫板并进行张拉，压入水泥浆，喷浆3cm-5cm；

第三阶段开挖喷浆包括开挖剩余部分，以及重复第二阶段的施工步骤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述立挖边坡岩土物理力学参数包括厚度、重度、浮重度、粘聚力以及内摩擦角；所述立挖边坡的工程尺寸数据包括立挖边坡的长度和宽度。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，对加固后的立挖边坡进行稳定性验证。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述灌注砼采用C30混凝土。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述喷护钢丝网片采用间距20cm×20cm的Φ6圆钢筋。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述排护桩钢筋骨架的主筋为Φ20螺纹钢筋，箍筋为Φ8圆钢筋。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冠梁钢筋骨架的主筋为Φ20螺纹钢筋，箍筋为Φ8圆钢筋。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第二阶段开挖喷浆和第三阶段开挖喷浆步骤中，压入的水泥浆为C50水泥浆。

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