阅读说明：本技术 连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法 (Road subgrade strengthening method for continuously limiting and restraining soil body slippage ) 是由 王天野 张志敏 蒋新建 谭志斌 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法,步骤一：拉筋加工；拉筋采用热轧带肋钢筋加工,螺栓套筒连接接长,敷设时拉筋前端设有工具式冲击头；步骤二：冲击敷设拉筋；拉筋水平间距宜按4~6m或根据拉筋张拉紧固与侧限墙联合可抵抗路基土的侧向压力计算确定；步骤三：侧限墙施工；高填方路基侧限墙根据拉筋道数设置,路基按一道拉筋加固时按常规设置即可,两道以上拉筋可分层设置,也可整幅设置；步骤四：拉筋张拉紧固；穿墙拉筋张拉前需清除锚固段防水涂料；步骤五：工作井砌筑。本发明将拉筋设置在土路基中,通过施加紧固力,使路基土受到横向约束,有效阻止深层路基土受到剪切破坏产生侧向滑移,明显提高了道路承载能力。(The invention relates to a road subgrade strengthening method for continuously restraining soil slippage in a lateral limit manner, which comprises the following steps: stretching ribs; the lacing wire is processed by hot rolling ribbed steel bars, the bolt sleeve is connected and lengthened, and the front end of the lacing wire is provided with a tool type impact head during laying; step two: impacting and laying a lacing wire; the horizontal spacing of the tie bars is preferably calculated and determined according to 4-6 m or the lateral pressure of the roadbed soil which can be resisted by the combination of the tie bars tensioned and fastened and the side limiting walls; step three: constructing a side limiting wall; the side limiting walls of the high fill roadbed are arranged according to the number of the tie bars, the roadbed can be reinforced according to one tie bar and can be arranged conventionally, and the two or more tie bars can be arranged in layers or in a whole frame; step four: tensioning and fastening the lacing wire; removing the waterproof paint of the anchoring section before tensioning the through-wall lacing wire; step five: and (5) building the working well. The invention arranges the tie bars in the soil subgrade, and applies fastening force to make the subgrade soil be transversely restrained, thereby effectively preventing the deep subgrade soil from being sheared and damaged to generate lateral slippage and obviously improving the bearing capacity of the road.)

连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法

技术领域

本发明涉及一种道路路基施工领域，具体的说是连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法。

背景技术

在现有道路路基施工中，主要采用分层填筑、碾压的方法进行。施工由于受工期限制，路基及地下管线施工时间较为仓促，路基或沟槽填筑后预压沉降时间较短，甚至没有进行预压即进行道路基层、面层施工，竣工通车后的道路在使用过程中出现不同程度的沉降和路基结构破坏，路面出现不规则裂缝，严重时路面出现纵向反射裂缝，甚至造成地下管线损坏的情况，给道路通行埋下了安全隐患。此情况一般在高填方路基以及砂质土路基经常发生，主要原因是由于道路竣工通车后，路基在动载不断作用下，其下部土体受压缩出现横向剪切破坏所致。此外，填筑的路基出现不均匀沉降也是造成上述破坏的原因。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法，提高路基的整体承载能力，控制路基不均匀沉降，有效扼制路基深层土体侧向滑移等病害的发生。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：拉筋加工

拉筋采用热轧带肋钢筋加工，螺栓套筒连接接长，敷设时拉筋前端设有工具式冲击头；

拉筋加工流程：

拉筋逐根除锈→两端头加工螺纹→涂刷聚氨酯(PU)防水涂料→拉筋用螺栓套筒连接接长→拉筋接头及螺栓套筒涂刷聚氨酯(PU)防水涂料→拉筋外包塑料扎带保护防水涂料；

步骤二：冲击敷设拉筋

拉筋水平间距宜按4~6m或根据拉筋张拉紧固与侧限墙联合可抵抗路基土的侧向压力计算确定；

加工的拉筋采用冲击的方法敷设，冲击敷设拉筋的路基结构所处位置分两种情况，其一是路基结构层高于地面的高填方路基，其二是路基结构层低于地面的普通路基，高填方路基敷设拉筋，拉筋按预定的敷设位置，采取在路基一侧用脚手钢管搭设操作平台，冲击敷设拉筋在搭设的操作平台上操作；普通路基敷设拉筋，采取在路基一侧开挖沟槽，冲击敷设拉筋在开挖的沟槽内实施；

高填方路基冲击敷设拉筋操作平台结构搭设，拉筋入土前端需设置直径75mm长度约1.0m的引导钢管，用以辅助拉筋按预定的路径敷设，操作平台上还需设置可移动的拉筋托杆，托杆上设置拉筋引导环；

普通路基冲击敷设拉筋沟槽开挖，拉筋入土前端同样需设置直径75mm长度约1.0m的引导钢管，用以辅助拉筋按预定的路径敷设，沟槽内同样需设置可移动的拉筋托杆，托杆上设置拉筋引导环；

高填方路基分层设置挡墙，应先进行底层挡墙施工，拉筋冲击张拉后，再进行上道挡墙施工及拉筋冲击敷设、张拉；

工具式冲击帽，取大于拉筋直径10~15mm的钢管60~80mm长，一端焊接在厚度约20mm的钢板上，钢板另一面与风镐钢钎焊接；冲击敷设拉筋时，将冲击帽钢钎安装在风镐枪上即可；

拉筋冲击敷设，首段拉筋穿过引导环、引导钢管，头部安装工具式冲击头，尾部安装直螺纹套筒，之后再安装与拉筋相同材质，端部加工粗牙外螺纹长约150mm的短钢筋，作为冲击敷设拉筋的冲击头，拉筋敷设时采用加装工具式冲击帽的风镐冲击拉筋冲击头，按照逐段冲击、接长、再冲击的方法，多次循环作业完成拉筋冲击敷设；拉筋冲击敷设作业时，冲击头接近引导环时，逐个拆除引导环及托架钢管，接近引导钢管约30mm左右，停止冲击作业接长拉筋，继续进行冲击作业，直至拉筋穿越路基结构层，拉筋外露长度应满足预定要求；

侧限墙施工及其内侧沟槽回填必须将外露拉筋穿墙安置，外露螺纹必须妥善保护；

步骤三：侧限墙施工

高填方路基侧限墙根据拉筋道数设置，路基按一道拉筋加固时按常规设置即可，两道以上拉筋可分层设置，也可整幅设置；

步骤四：拉筋张拉紧固

穿墙拉筋张拉前需清除锚固段防水涂料；

4.1张拉设备

拉筋张拉紧固宜采用30吨级以上的液压穿心千斤顶，千斤顶的工作能力，应根据拉筋的轴向抗拉强度值确定；

4.2张拉顺序

张拉由侧限墙的一端向另一端依次进行，设置整幅侧限墙的路基，处于同一水平位置的上下两道拉筋同时张拉；

4.3张拉施加荷载

张拉施加荷载应分级进行，第一级按拉筋轴向拉力设计值的0.1~0.2倍施加，位移观测2min；第二级按拉筋轴向拉力设计值的0.5~0.7倍施加，位移观测5min；第三级按拉筋轴向拉力设计值的1.05~1.10倍施加，位移观测15min，之后卸荷至锁定荷载并进行锁定，将拉筋轴向拉力设计值确定为锁定荷载，轴向拉力设计值按下式确定：

Nt=(As×fyk)/Kt

式中：Nt——拉筋轴向拉力设计值（KN）；

As——拉筋横截面面积（mm2）；

Kt——拉筋的抗拉安全系数，取1.6；

Fyk——拉筋抗拉强度标准值（N/mm2）；

4.4锚头预留

拉筋张拉完毕后，张拉头预留长度不小于1.0m，以满足路基使用过程中，对拉筋可进行补偿张拉，预留的外露拉筋采取涂抹油脂、包裹密封等有效的防锈蚀措施；

步骤五：工作井砌筑

高填方路基加固不需设置工作井，普通路基加固需设置整幅侧限墙及工作井。拉筋张拉紧固完毕后，在整幅侧限墙外侧拉筋紧固位置用页岩烧结砖砌筑1.0m×1.2m工作井，以便于使用过程中预留头的维护、拉筋补偿紧固张拉等操作，井壁内、外抹10mm厚防水水泥砂浆，工作井设爬梯，供人员检修方便进出，井口设置钢筋混凝土盖板，并加盖Φ710铸铁井盖，侧限强外侧基坑按要求分层填筑、碾压。

所述的连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法，其特征在于：步骤一中，拉筋加工前采用机械方法除锈，要求达到表面光洁无浮锈；

除锈后两端按粗牙加工外螺纹，拉筋螺纹加工按所需长度进行，始、末端头外螺纹长度均为100mm，其它端头螺纹长度50mm。

拉筋加工螺纹后采用胶带包裹螺纹并及时涂刷聚氨酯(PU)防水涂料，聚氨酯(PU)防水涂料应多道涂刷，涂层总厚度应大于1mm；

工具式冲击头，采用大于拉筋直径40mm的钢制棒材加工，取100mm长钢制棒材，一端约50mm长铣削加工成锥形，另一端按粗牙加工与拉筋外螺纹匹配的内螺纹，螺纹长度约50mm，外侧四面对称焊接2mm厚导向钢板；

所述的连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法，其特征在于：步骤三中，侧限墙施工按现浇钢筋混凝土挡墙的结构形式，呈倒置的“T”型设置，墙体及底座厚度宜为0.3~0.5m，墙体高度以及底板宽度，根据现场工况确定，配筋及混凝土强度与常规的挡墙要求相同，拉筋穿墙位置预埋钢垫板及钢套管，其1.0m×1.0m范围内配筋应加强；钢垫板采用30mm厚0.6m×0.6m钢板加工，并设置钢筋锚爪；钢套管采用Φ60以上或相应直径的无缝钢管加工，与钢垫板呈“T”型焊接，冲击敷设拉筋起始位置的侧限墙钢套管直径，应加大至冲击头顺利穿过钢套管为宜；侧限墙每间隔30m长设置沉降分隔缝，侧限墙浇筑施工完毕后及时养护，并适时分层填筑、夯实墙体内侧基坑。

本发明的有益效果是：加固效果更好，路基更加稳固，并且在道路使用过程中，在不开挖道路的情况下，可对路基进行补偿加固。提高路基的整体承载能力，控制路基不均匀沉降，有效扼制路基深层土体侧向滑移等病害的发生。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为始末段拉筋加工及防腐示意图。

图2为普通段拉筋加工及防腐示意图。

图3为冲击式工具头示意图。

图4为高填方路基冲击敷设拉筋示意图。

图5为普通路基冲击敷设拉筋示意图。

图6为图4和图5中A处示意图。

图7为图4和图5中B处示意图。

图8为图4和图5中C处示意图。

图9为图5中2-2处示意图。

图10为图5中3-3处示意图。

图11为普通路基工作井设置示意图。

图12为图11中D处示意图。

具体实施方式

如图1所示：一种连续侧限约束土体滑移的道路路基加固方法，它包括如下步骤：

步骤一：拉筋加工

拉筋采用Φ28以上（或按需）热轧带肋钢筋加工，螺栓套筒连接接长，敷设时拉筋前端设有工具式冲击头。

拉筋加工流程：

拉筋逐根除锈→两端头加工螺纹→涂刷聚氨酯(PU)防水涂料→拉筋用螺栓套筒连接接长→拉筋接头及螺栓套筒涂刷聚氨酯(PU)防水涂料→拉筋外包塑料扎带保护防水涂料。

拉筋原材及接头必须根据钢筋检试验的有关规定进行力学性能试验，合格后方可使用。

拉筋加工前采用机械方法除锈，要求达到表面光洁无浮锈。

除锈后两端按粗牙加工外螺纹1，拉筋螺纹加工按所需长度进行，始、末端头外螺纹长度均为100mm，其它端头螺纹长度50mm。

拉筋加工螺纹后采用胶带包裹螺纹并及时涂刷聚氨酯(PU)防水涂料2。聚氨酯(PU)防水涂料应多道涂刷，涂层总厚度应大于1mm。

拉筋采用镀锌粗牙直螺纹钢筋连接套筒接长。拉筋连接所用套筒宜采用商品套筒，拉筋加工的外螺纹必须与套筒内螺纹匹配。拉筋敷设前外包塑料扎带3，实施对拉筋防水涂层的保护。详见附图1、2所示。

工具式冲击头12，采用大于拉筋直径40mm的钢制棒材加工。取100mm长钢制棒材，一端约50mm长铣削加工成锥形，另一端按粗牙加工与拉筋外螺纹匹配的内螺纹5，螺纹长度约50mm，外侧四面对称焊接2mm厚导向钢板4。详见附图3所示。

步骤二：冲击敷设拉筋

拉筋水平间距宜按4~6m或根据拉筋张拉紧固与侧限墙联合可抵抗路基土的侧向压力计算确定。

加工的拉筋采用冲击的方法敷设。冲击敷设拉筋的路基结构所处位置分两种情况，其一是路基结构层高于地面的高填方路基(图4)，其二是路基结构层低于地面的普通路基（图5）。高填方路基敷设拉筋，本技术方案以分层设置侧限墙为例进行说明，拉筋按预定的敷设位置，采取在路基一侧用脚手钢管搭设操作平台6，冲击敷设拉筋在搭设的操作平台上操作，一侧挡墙9在冲击敷设拉筋后施工，另一侧挡墙10可在冲击敷设拉筋前施工或冲击敷设拉筋后施工，先施工下层挡墙，拉筋冲击张拉后再施工上层挡墙；普通路基敷设拉筋，采取在路基一侧开挖沟槽7，冲击敷设拉筋在开挖的沟槽内实施。详见附图4、附图5所示。

高填方路基冲击敷设拉筋操作平台按附图4结构搭设，需特别说明的是拉筋入土前端需设置直径75mm长度约1.0m的引导钢管，用以辅助拉筋按预定的路径8敷设。除此之外，操作平台上还需设置可移动的拉筋托杆，托杆上设置拉筋引导环。详见图6、7示意图所示。

普通路基冲击敷设拉筋沟槽按附图5、9、10所示开挖，需特别说明的是拉筋入土前端同样需设置直径75mm长度约1.0m的引导钢管11，用以辅助拉筋14按预定的路径敷设。除此之外，沟槽内同样需设置可移动的拉筋托杆13，托杆上设置拉筋引导环15。详见图6、7示意图所示。

高填方路基分层设置挡墙，应先进行底层挡墙施工，拉筋冲击张拉后，再进行上道挡墙施工及拉筋冲击敷设、张拉。

工具式冲击帽，取大于拉筋14直径10~15mm的钢管60~80mm长，一端焊接在厚度约20mm的钢板上，钢板另一面与风镐钢钎16焊接。冲击敷设拉筋时，将冲击帽钢钎安装在风镐枪上即可。详见图8示意图所示。

拉筋冲击敷设，首段拉筋穿过引导环15、引导钢管17，头部安装工具式冲击头，尾部安装直螺纹套筒，之后再安装与拉筋相同材质，端部加工粗牙外螺纹长约150mm的短钢筋，作为冲击敷设拉筋的冲击头，拉筋敷设时采用加装工具式冲击帽的风镐冲击拉筋冲击头，按照逐段冲击、接长、再冲击的方法，多次循环作业完成拉筋冲击敷设。拉筋冲击敷设作业时，冲击头接近引导环时，逐个拆除引导环及托架钢管18，接近引导钢管约30mm左右，停止冲击作业接长拉筋，继续进行冲击作业，直至拉筋穿越路基结构层，拉筋外露长度应满足预定要求。

侧限墙施工及其内侧沟槽回填必须将外露拉筋穿墙安置，外露螺纹必须妥善保护。

步骤三：侧限墙施工

高填方路基侧限墙根据拉筋道数设置，路基按一道拉筋加固时按常规设置即可，两道以上拉筋可分层设置，也可整幅设置。本技术方案以分层设置侧限墙为例进行说明；普通路基侧限强均宜整幅设置。

侧限墙27施工按现浇钢筋混凝土挡墙的结构形式，呈倒置的“T”型设置。墙体及底座厚度宜为0.3~0.5m，墙体高度以及底板宽度，根据现场工况确定。配筋及混凝土强度与常规的挡墙要求相同。拉筋穿墙位置预埋钢垫板及钢套管23，其1.0m×1.0m范围内配筋应加强。钢垫板采用30mm厚0.6m×0.6m钢板加工，并设置钢筋锚爪；钢套管采用Φ60以上或相应直径的无缝钢管加工，与钢垫板呈“T”型焊接。冲击敷设拉筋起始位置的侧限墙钢套管直径，应加大至冲击头顺利穿过钢套管为宜。拉筋14穿墙的另一端外部依次设置夹片24、锚具25、锚垫板26固定，详见图12示意图所示。侧限墙每间隔30m长设置沉降分隔缝。侧限墙浇筑施工完毕后及时养护，并适时分层填筑、夯实墙体内侧基坑。

步骤四：拉筋张拉紧固

穿墙拉筋张拉前需清除锚固段防水涂料。

4.1张拉设备

拉筋张拉紧固宜采用30吨级以上的液压穿心千斤顶，千斤顶的工作能力，应根据拉筋的轴向抗拉强度值确定。

4.2张拉顺序

张拉由侧限墙的一端向另一端依次进行。设置整幅侧限墙的路基，处于同一水平位置的上下两道拉筋同时张拉。

4.3张拉施加荷载

张拉施加荷载应分级进行，第一级按拉筋轴向拉力设计值的0.1~0.2倍施加，位移观测2min；第二级按拉筋轴向拉力设计值的0.5~0.7倍施加，位移观测5min；第三级按拉筋轴向拉力设计值的1.05~1.10倍施加，位移观测15min。之后卸荷至锁定荷载并进行锁定。将拉筋轴向拉力设计值确定为锁定荷载。轴向拉力设计值按下式确定：

Nt=(As×fyk)/Kt

式中：Nt——拉筋轴向拉力设计值（KN）；

As——拉筋横截面面积（mm2）；

Kt——拉筋的抗拉安全系数，取1.6；

Fyk——拉筋抗拉强度标准值（N/mm2）。

4.4锚头预留

拉筋张拉完毕后，张拉头预留长度不小于1.0m，以满足路基使用过程中，对拉筋可进行补偿张拉。预留的外露拉筋采取涂抹油脂、包裹密封等有效的防锈蚀措施。

步骤五：工作井砌筑

高填方路基加固不需设置工作井，普通路基20加固需设置整幅侧限墙及工作井，路基加固后回填基坑21，基坑回填后恢复建筑的路基22。拉筋张拉紧固完毕后，在整幅侧限墙外侧拉筋紧固位置用页岩烧结砖砌筑1.0m×1.2m工作井19，以便于使用过程中预留头的维护、拉筋补偿紧固张拉等操作。井壁内、外抹10mm厚防水水泥砂浆，工作井设爬梯，供人员检修方便进出，井口设置钢筋混凝土盖板，并加盖Φ710铸铁井盖。侧限强外侧基坑按要求分层填筑、碾压。详见附图11所示。