高速公路高填土构件、路基及其施工方法

本发明属于高速公路施工领域，涉及一种高速公路高填土构件、路基及其施工方法。

背景技术：

1、随着我国高速公路的发展，目前已经进入了全面规范和高质量发展阶段，对高速公路的施工质量要求日益提高。但是随着高速公路的广泛修筑，遇到不利地质条件的可能性增加，对于地貌受限的地方常需要进行开挖或者填土。在需要填土的边坡填用新土必然会导致新旧土交界处土体的强度与连接性差，在静载和活载以及水分渗入等外界因素作用下易产生滑坡。一旦产生滑坡将导致高速公路路面破坏，不仅容易造成人员伤亡，而且后期的维护重建成本也大大提高，因此越来越多的高速公路边坡填土施工方式应运而生。

2、然而，传统的高速公路填土施工方法，当填方路基基底位于地面自然坡度大于1：5的斜坡上时，其施工思路是先将需填方边坡开挖成阶梯型，再逐层填土。对填土边坡进行稳定性设计时要求边坡要平缓，开挖的台阶宽度一般不小于1m，在高填土时会导致坡脚伸出较远，占用较大的面积，提高了工程造价的同时也占用并浪费了土地资源。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种高速公路高填土构件、路基及其施工方法，以解决当填方路基基底位于地面自然坡度大于1：5的斜坡上时，现有的高速公路填土施工方法为保证填土边坡的稳定性要求开挖的台阶宽度大，导致高填土时坡脚伸出较远，提高了工程造价的同时也占用并浪费了土地资源的问题。

2、本发明实施例所采用的第一技术方案是：高速公路高填土构件，包括：

3、l形构件，l形构件由钢筋混凝土底板和重力式面板组成，重力式面板与钢筋混凝土底板垂直；

4、钢筋混凝土内肋骨，多个钢筋混凝土内肋骨均匀设置在l形构件的内侧；

5、带肋钢筋，带肋钢筋呈l形，多个带肋钢筋沿l形构件的形状设置在其内部。

6、进一步的，所述的l形构件的重力式面板的外侧设置有钢筋混凝土外肋骨。

7、进一步的，所述的钢筋混凝土外肋骨的侧面为下大上小的直角梯形，且直角梯形的直角侧与重力式面板的中心相接。

8、进一步的，相邻的两个钢筋混凝土内肋骨之间的间隙大于钢筋混凝土内肋骨的厚度、小于钢筋混凝土内肋骨的厚度的两倍；

9、所述的l型构件的高度大于等于钢筋混凝土外肋骨的高度，钢筋混凝土外肋骨的高度大于钢筋混凝土内肋骨的高度；

10、钢筋混凝土外肋骨的顶面和底面宽度一致且大于钢筋混凝土内肋骨的厚度的两倍。

11、本发明实施例所采用的第二技术方案是：高速公路高填土路基，包括：

12、高速公路高填土构件，高速公路高填土构件安装在原边坡开挖的台阶上；高速公路高填土构件通过利用土体自重，削弱了土侧向压力对填土边坡稳定性的影响，因此无需通过设计边坡平缓以及开挖的台阶宽度大于1m的限定来保障填土边坡的稳定性；

13、其中：

14、每个高速公路高填土构件的重力式面板与所在台阶的侧面相对设置；

15、每个高速公路高填土构件的钢筋混凝土底板通过插入原边坡内的第一锚杆锚固；

16、原边坡上受外侧填土的侧向压力小的台阶即靠近坡脚的台阶上，设置带有钢筋混凝土外肋骨的高速公路高填土构件。

17、进一步的，所述的高速公路高填土路基，包括排水系统，排水系统包括：

18、截水沟，截水沟修筑在原边坡坡顶；

19、第一排水沟，第一排水沟设置在路面结构的路肩外侧；

20、第二排水沟，第二排水沟设置在新填土的坡脚的碎落平台旁；

21、第一排水管，第一排水管设置在新填土与原边坡旧土交界处，第一排水管的进水端与第一排水沟连通，第一排水管的出水端与第二排水沟连通，第一排水沟内的水通过第一排水管排至第二排水沟；

22、第二排水管，第二排水管分层倾斜埋设，且第二排水管的进水端埋设在新填土的土体内部，第二排水管的出水端设置在新填土的坡面上，利用第二排水管充分排除新填土土体内渗入的水分。

23、进一步的，第一排水管设置在新填土与原边坡旧土交界处并贴合该交界面的台阶形状铺设；

24、第一排水管的水平管段的上部即靠近新填土处具有透水性；

25、第一排水管的进水端通过进水管与第一排水沟连通，进水管的管径小于第一排水管的进水端管径，且第一排水管的管径从进水端到出水端逐渐增大。

26、进一步的，新填土边坡设置有边坡支护结构；

27、所述的边坡支护结构采用现浇混凝土梁和柱形成框架梁，并利用锚打入土体且与l型构件相连的第二锚杆对框架梁加以固定，同时框架中种植植被。

28、本发明实施例所采用的第三技术方案是：高速公路高填土路基施工方法，包括以下步骤：

29、在原边坡上逐级开挖台阶，然后对地基表面进行清理；

30、沿新旧土交界面铺设第一排水管，相邻的两根第一排水管之间留空安置高速公路高填土构件；

31、从下往上逐级铺设如上所述的高速公路高填土构件并填土；

32、所有台阶上高速公路高填土构件铺设完成并填土完成后，在高速公路高填土路基边坡修筑边坡支护结构、在坡底铺设碎落平台，开挖修筑截水沟、第一排水沟和第二排水沟，在高速公路高填土路基上铺设碎石垫层、路面结构，并修筑路肩。

33、进一步的，从下往上逐级铺设如如上所述的高速公路高填土构件并填土的具体过程如下：

34、将需要连接的第一锚杆斜插入对应位置的边坡中并预留与高速公路高填土构件连接的部位；

35、在台阶上安装高速公路高填土构件，将第一锚杆与高速公路高填土构件对应进行刚性连接；

36、对安装高速公路高填土构件的台阶层进行分层铺土并压实填土，每层的虚铺厚度跟夯实方式有关：如果采用打夯机夯实，每层铺土厚度为200～250mm；如果采用人工打夯，每层铺土厚度不大于200mm，每层铺土完成后压实3~4次；

37、每层填土夯实后，按规范规定进行环刀取样，测出干土的质量密度；达到要求后，再进行上面一层的铺土，并且在需要的位置安放第二排水管，由于第二排水管是倾斜的，所以在分层填土时从下往上将第二排水管逐步分段连接，第二排水管的每段水管的进水端的安装高度大于当前填土层高度，便于与第二排水管的下一段水管连接；

38、每一台阶层填土全部完成后，进行表面拉线找平；超过标准高程的地方，及时依线铲平；低于标准高程的地方，补土夯实。

39、本发明实施例的有益效果是：采用的高速公路高填土构件通过利用土体自重，削弱了土侧向压力对填土边坡稳定性的影响，可以在一定程度上缩短在原土体边坡上开挖台阶的宽度，同时保证同样的稳定性效果，减小了工程占地面积，降低工程造价，并且创新了高速公路高填土路基的排水系统，增强边坡稳定性，降低滑坡风险，减少后期维护费用，解决了当填方路基基底位于地面自然坡度大于1：5的斜坡上时，现有的高速公路填土施工方法为保证填土边坡的稳定性要求开挖的台阶宽度大，导致高填土时坡脚伸出较远，提高了工程造价的同时也占用并浪费了土地资源的问题。