本发明涉及软土地区高路堤施工领域，尤其是一种软土地区高路堤支挡结构及施工方法。
背景技术：
软土地区软土层深厚，软土呈可塑～流塑状，地基承载力低。采用放坡法修建高速公路或高等级公路高路堤时，高路堤工后沉降时间长，工后沉降变形大。当采用桥梁通过该路段时，造价高昂，施工工期长。当采用抗滑桩+桩间板修建软土地区高路堤时，抗滑桩造价较高，施工工期较长，且不适用于淤泥及淤泥质土地区。
现有公开发表的论文及发明专利(准平原地区软弱地基土高路堤装配式修筑方法及装置)(授权公告号cn103821071b)涉及一种软弱地基土分布的准平原地区高路堤修筑方法，特别涉及的是一种准平原地区软弱地基土高路堤装配式修筑方法及装置。技术方案如下：(1)预制挡土板和挡土桩；(2)确定拉结索尺寸和锚具型号；(3)确定路堤修筑的占地范围；(4)清理植被和耕植土层，确定路堤两侧挡土桩的坐标位置；(5)打或压入挡土桩；(6)装配拉结索和锚具；(7)自地面向上逐块装配挡土板，两侧挡土板对称装配，同时填筑路堤填料并碾压密实，直至路堤顶面；(8)实时调节锚具螺栓；(9)重复步骤(5)至(8)；(10)对锚具螺栓进行终调；(11)高路堤修筑成后，适当静置。这种方法按路堤高度预制挡土桩，再打或压入挡土桩，桩长相对较大，挡土桩造价相对较高。且需自地面向上逐块装配挡土板，施工工序较复杂，施工工期较长。
现有公开发表的论文及发明专利(高速铁路深厚土质地基的加固结构)(授权公告号cn202466342u)涉及一种涉及高速铁路深厚土质地基领域，尤其涉及一种高速铁路深厚土质地基的加固结构。技术方案如下：包括钢筋混凝土薄板和贯入深厚土质地基中的多根桩基，钢筋混凝土薄板与桩基的顶部锚固连接。在钢筋混凝土薄板上放坡施工高路堤。这种方法在钢筋混凝土薄板上按设计坡比放坡堆填高路堤，高路堤占用面积较大。贯入深厚土质地基中的桩基数量较多，工程造价相对较高。
现有公开发表的论文及发明专利(基岩上覆软土地基的高路堤稳定侧向约束加固构造)(授权公告号cn204325837u)涉及岩土工程，特别涉及一种基岩上覆软土地基的高路堤稳定侧向约束加固构造。技术方案如下：包括在路堤两侧坡脚下纵向间隔对称设置左侧钢筋混凝土钻孔灌注桩、右侧钢筋混凝土钻孔灌注桩，其桩顶分别设置与左侧钢筋混凝土钻孔灌注桩、右侧钢筋混凝土钻孔灌注桩固结为一体的左侧钢筋混凝土冠梁、右侧钢筋混凝土冠梁，左侧钢筋混凝土冠梁、右侧钢筋混凝土冠梁之间沿路堤延伸方向间隔设置其两端分别与之锚固连接的锚索。这种方法适用于深厚软土地区，且按设计坡比放坡堆填高路堤，高路堤占用面积较大。
现有公开发表的论文及发明专利(一种倾斜布置的微型桩结构)(申请公布号cn105804100a)涉及一种倾斜布置的微型桩结构，技术方案如下：倾斜布置的微型桩结构包括至少一组穿过滑坡体与基岩固定连接的微型桩组合，每组微型桩组合包括至少三根微型桩以及设置在滑坡体的表面用于将所述微型桩连接为一体的顶板；微型桩包括第一微型桩、第二微型桩和第三微型桩，第二微型桩垂直于滑坡体的表面布置，第一微型桩迎着滑坡体推力的施加方向倾斜布置，第三微型桩顺着滑坡体推力的施加方向倾斜布置；位于滑坡体内部分的第一微型桩与滑坡体之间设置有润滑夹层。顶板上设置有与微型桩对应的过孔部，微型桩穿过顶板的过孔部，并在顶板另一侧的微型桩端部套设有弹性部件，以及将弹性部件固定在顶板上的固定螺母。这种方法利用螺母将微型桩结构与顶板连接在一起，其横向稳定性相对较差。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种减小高路堤占用面积，降低高路堤工后沉降，降低工程造价，减少施工工期，实现模块化、流水线作业的软土地区高路堤支挡结构及施工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：软土地区高路堤支挡施工方法，包括如下步骤：
a、首先，根据路堤高度及路堤稳定性需要，在预制场地制作c30钢筋混凝土预制板，其中，c30钢筋混凝土预制板长度根据路堤高度确定，c30钢筋混凝土预制板上设置有拉力锚杆的预留孔以及设置有泄水孔；
b、然后，在软土地区道路两侧施工微型桩群；
c、其次，往微型桩内灌注水泥浆；
d、再在左右两侧微型桩群之间开挖软土，然后在软土开挖处设置两层高强度复合土工布，所述两层的高强度复合土工布之间设置粗砂垫层；
e、在高强度复合土工布顶部表层设置路基填料；
f、采用螺纹钢筋与上述的左右两侧的微型桩焊接连接，螺纹钢筋在路基填方处外套pvc套管，从而形成微型桩群超静定体系；
g、然后在两侧微型桩群现浇c30钢筋混凝土的连系梁，其中连系梁内设置有凹槽；
h、利用吊车将c30钢筋混凝土预制板吊装至左右两侧的连系梁处，并让c30钢筋混凝土预制板的底端设置于连系梁的凹槽中；
i、然后灌注m30水泥砂浆至连系梁的凹槽空隙处，确保c30钢筋混凝土预制板与连系梁固结；
j、在左右两侧的c30钢筋混凝土预制板之间的空隙处进行路基填料的施工，并应分层碾压路基填料，直至填至公路路床底面；
k、当路基填方接近每层的拉力锚杆的预留孔高度时，在左右两侧c30钢筋混凝土预制板的预留孔处分层施工拉力锚杆；
l、连系梁与c30钢筋混凝土预制板沿道路路线方向的施工缝内设置泡沫板；
m、完成软土地区高路堤支挡施工。
进一步的是，步骤a中，所述拉力锚杆的预留孔位于c30钢筋混凝土预制板长边的中线处。
进一步的是，步骤a中，所述泄水孔设置于c30钢筋混凝土预制板壁面。
进一步的是，步骤b中，软土地区道路为高速公路或高等级公路。
进一步的是，步骤b的微型桩群施工中，若遇到淤泥及淤泥质土地区则采用静压桩方式施工，若遇到其他软土地区则采用打入桩或钻孔桩方式施工。
进一步的是，步骤b中，两侧施工的微型桩群均由3根花钢管组成的微型桩构成，其中，每侧的3根微型桩包含一根竖直的微型桩及2根倾斜的微型桩，倾斜微型桩与竖直线夹角为30度。
进一步的是，步骤g中，竖直的微型桩桩端进入连系梁0.5米。
进一步的是，如权利要求1所述的软土地区高路堤支挡施工方法，其特征在于：步骤c中，水泥浆水灰比为0.4～0.5，采用多次加压注浆工艺，第一次注浆压力0.4mpa，加压5分钟，确保水泥浆冲开注浆孔及微型桩尖圆锥状底部透明胶布；第二次注浆压力3mpa，桩顶采用细石填充。
进一步的是，步骤k中，拉力锚杆预张拉力根据施工期间及运营期路面沉降情况动态通过螺母调整。
进一步的是，软土地区高路堤支挡结构，成对设置的c30钢筋混凝土预制板，所述c30钢筋混凝土预制板之间设置有路基填料和拉力锚杆，所述c30钢筋混凝土预制板上设置有泄水孔，c30钢筋混凝土预制板底部设置于连系梁的凹槽中，连系梁之间设置有两层高强度复合土工布，两层高强度复合土工布之间设置粗砂垫层，每个连系梁底部个设置有微型桩群。
本发明的有益效果是：本发明具有模块化制作的预制板，流水线施工，无需人工架立高路堤支挡结构模板及人工拆除高路堤支挡结构模板，可多点同时施工，施工速度快，施工效率高，施工工期短，工程造价相对较低，填方路基工后沉降变形小等优点，尤其适用于软土地区高速公路或高等级公路高路堤施工之中。
附图说明
图1是本发明的结构剖视图。
图2是图1的侧视图。
图中标记为：c30钢筋混凝土预制板1、拉力锚杆2、钢垫板3、螺母4、连系梁5、m30水泥砂浆6、微型桩7、排水沟8、地面9、路面10、pvc套管11、路基填料12、粗砂垫层13、高强度复合土工布14、软土15、泄水孔16、施工缝17。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1、图2所示的软土地区高路堤支挡施工方法，包括如下步骤：a、首先，根据路堤高度及路堤稳定性需要，在预制场地制作c30钢筋混凝土预制板1，其中，c30钢筋混凝土预制板1长度根据路堤高度确定，c30钢筋混凝土预制板1上设置有拉力锚杆2的预留孔以及设置有泄水孔16；b、然后，在软土地区道路两侧施工微型桩群；c、其次，往微型桩7内灌注水泥浆；d、再在左右两侧微型桩群之间开挖软土15，然后在软土15开挖处设置两层高强度复合土工布14，所述两层的高强度复合土工布14之间设置粗砂垫层13；e、在高强度复合土工布14顶部表层设置路基填料12；f、采用螺纹钢筋与上述的左右两侧的微型桩7焊接连接，螺纹钢筋在路基填方处外套pvc套管11，从而形成微型桩群超静定体系；g、然后在两侧微型桩群现浇c30钢筋混凝土的连系梁5，其中连系梁5内设置有凹槽；h、利用吊车将c30钢筋混凝土预制板1吊装至左右两侧的连系梁5处，并让c30钢筋混凝土预制板1的底端设置于连系梁5的凹槽中；i、然后灌注m30水泥砂浆至连系梁5的凹槽空隙处，确保c30钢筋混凝土预制板1与连系梁5固结；j、在左右两侧的c30钢筋混凝土预制板1之间的空隙处进行路基填料12的施工，并应分层碾压路基填料12，直至填至公路路床底面；k、当路基填方接近每层的拉力锚杆2的预留孔高度时，在左右两侧c30钢筋混凝土预制板1的预留孔处分层施工拉力锚杆2；l、连系梁5与c30钢筋混凝土预制板1沿道路路线方向的施工缝17内设置泡沫板；m、完成软土地区高路堤支挡施工。
本发明可分段分步骤施工微型桩7、现浇钢筋混凝土连系梁5、吊装c30钢筋混凝土预制板1等作业，具有模块化制作预制板，流水线施工，无需人工架立高路堤支挡结构模板及人工拆除高路堤支挡结构模板，可多点同时施工，施工速度快，施工效率高，施工工期短，工程造价相对较低，填方路基工后沉降变形小等优点。该软土地区高路堤支挡结构及施工方法具有广泛的实用价值。一般的，优选应用于软土地区道路为高速公路或高等级公路。对于步骤b的微型桩群施工中，若遇到淤泥及淤泥质土地区则采用静压桩方式施工，若遇到其他软土地区则采用打入桩或钻孔桩方式施工。
为了保证理想的力学效果，在步骤a中，如图1所示，可以选择让所述拉力锚杆2的预留孔位于c30钢筋混凝土预制板1长边的中线处。
为了获得较好的泄水效果，在步骤a中，如图1所示，可以选择所述泄水孔16设置于c30钢筋混凝土预制板1壁面。
如图1和图2所述，作为优选的结构，步骤b中，两侧施工的微型桩群均由3根花钢管组成的微型桩7构成，其中，每侧的3根微型桩包含一根竖直的微型桩7及2根倾斜的微型桩7，倾斜微型桩7与竖直线夹角为30度。在此基础上，优选步骤g中竖直的微型桩7桩端进入连系梁0.5米。
为了获得理想的注浆效果，如权利要求1所述的软土地区高路堤支挡施工方法，其特征在于：步骤c中，水泥浆水灰比为0.4～0.5，采用多次加压注浆工艺，第一次注浆压力0.4mpa，加压5分钟，确保水泥浆冲开注浆孔及微型桩尖圆锥状底部透明胶布；第二次注浆压力3mpa，桩顶采用细石填充。
另外，步骤k中，拉力锚杆2预张拉力根据施工期间及运营期路面沉降情况动态通过螺母调整，从而增加施工的灵活性。
由上述施工方法得到的软土地区高路堤支挡结构，包括成对设置的c30钢筋混凝土预制板1，所述c30钢筋混凝土预制板1之间设置有路基填料12和拉力锚杆2，所述c30钢筋混凝土预制板1上设置有泄水孔16，c30钢筋混凝土预制板1底部设置于连系梁5的凹槽中，连系梁5之间设置有两层高强度复合土工布14，两层高强度复合土工布14之间设置粗砂垫层13，每个连系梁5底部个设置有微型桩群。
实施例
本实施例首先根据路堤高度及路堤稳定性计算要求，在预制场地制作c30钢筋混凝土预制板1，预制板长度根据路堤高度确定，宽度3米，厚度0.5米。预制板设置拉力锚杆2预留孔，孔径0.1米，预留孔位于预制板长边中线处，孔间距3米。采用pvc套管11在预制板上设置泄水孔16，孔径0.1米，孔间距2×2米。然后在软土地区高速公路或高等级公路高路堤两侧施工微型桩群，淤泥及淤泥质土地区可采用静压桩，其他软土地区可采用打入桩或钻孔桩，两侧微型桩群均由3根微型桩(直径159毫米花钢管)组成，微型桩桩长根据地基承载力等计算确定。每侧3根微型桩包含一根竖直微型桩及2根倾斜微型桩，倾斜微型桩与竖直线夹角为30度。每根微型桩桩内设置3根直径28毫米钢筋，3根直径28毫米钢筋呈品字形帮焊成型。微型桩全长设置梅花形注浆孔，注浆孔孔径20毫米，孔间距0.5米，为防止软土进入微型桩内，采用透明胶布粘贴注浆孔。微型桩底部焊接成尖圆锥状，为防止软土进入微型桩内，采用透明胶布粘贴微型桩底部。微型桩内灌注水泥浆，水泥浆水灰比0.4～0.5，采用多次加压注浆工艺，第一次注浆压力0.4mpa，加压5分钟，确保水泥浆冲开注浆孔及微型桩尖圆锥状底部透明胶布；第二次注浆压力3mpa，桩顶采用细石填充。在左右两侧微型桩群之间开挖0.55米厚软土，然后在软土开挖处设置双层高强度复合土工布，两层高强度复合土工布之间设置300毫米厚的粗砂垫层。土工布具有过滤、排水、隔离、加筋、防渗、防护作用，同时具有重量轻、抗拉强度高、渗透性好、耐高温、抗冷冻、耐老化、耐腐蚀等特点，特别适用于软土地区。在第二层高强度复合土工布表层设置200毫米厚路基填料层。采用直径32毫米螺纹钢筋与左右两侧6根微型桩焊接连接，螺纹钢筋在路基填方处外套直径0.1米pvc管，从而形成微型桩群超静定体系。然后在两侧微型桩群现浇c30钢筋混凝土连系梁，竖直微型桩桩端进入连系梁0.5米。连系梁根据计算配置钢筋，连系梁底宽1.5米，高3米。连系梁表面中部设置凹槽，凹槽宽0.7米，深2米。利用吊车将c30钢筋混凝土预制板吊装至左右两侧连系梁处，应确保预制板底端放置在连系梁凹槽中。然后灌注m30水泥砂浆至连系梁凹槽空隙处，确保预制板与连系梁固结。在左右两侧预制板空隙处进行路基填料施工，并应分层碾压路基填料，直至填至公路路床底面。当路基填方接近每层拉力锚杆预留孔高度时，在左右两侧预制板拉力锚杆预留孔处分层施工拉力锚杆(直径32毫米螺纹钢筋)，拉力锚杆外露预制板板面0.1米，拉力锚杆外套直径0.1米pvc管，然后在拉力锚杆处设置钢垫板(长度0.2米，宽度0.2米，厚0.01米)，钢垫板外侧旋紧螺母。施工期间及运营期根据公路路面沉降情况动态通过螺母调整拉力锚杆预张拉力。连系梁与预制板沿路线方向均在其侧面设置0.02米厚施工缝(沉降缝)。
本实施例可分段分步骤施工微型桩、现浇钢筋混凝土连系梁、吊装c30钢筋混凝土预制板等作业。该高路堤支挡结构具有模块化制作预制板，流水线施工，无需人工架立高路堤支挡结构模板及人工拆除高路堤支挡结构模板，可多点同时施工，施工速度快，施工效率高，施工工期短，工程造价相对较低，填方路基工后沉降变形小等优点。