一种预制板对拉直立式无坡路堤及施工方法

摘要

本发明涉及一种预制板对拉直立式无坡路堤及施工方法，土层中设有挡土板桩基，桩顶设有条形现浇底板，条形现浇底板上留有U型杯口，装配式预制挡土板置于U型杯口中；装配式预制挡土板预埋连接杆，固定架与连接杆焊接，可更换种植槽置于固定架之上，可更换种植槽内置种植土，植被种于种植土上；路堤填料下部设有垫层。本发明具有以下的特点和有益效果：(1)合理利用土地，降低造价。(2)路堤两侧采用装配式预制挡土板施工，加快了施工进度。(3)路堤填料填筑时采用拉杆或拉绳将两侧的装配式预制挡土板拉紧，保证了路堤的整体性。(4)提供了多种施工方式，可适应多种不同地质条件或不同工况的施工，使用范围较广。

说明书

技术领域

本发明涉及一种无坡路堤及施工方法，特别涉及一种预制板对拉直立式无坡路堤及施工 方法，属于路基工程领域。

背景技术

目前汽车已成为人类社会必不可少的交通工具，因此需要高速公路等基础设施的配合。 汽车的轻型化和载重化是两大发展趋势，前者要求速度保障后者要求承载力，而高速公路恰 能使二者有机结合。随着地方经济快速增长，路网密度不断加大，高速公路的需求增多，高 速公路路堤设计对高速公路建设来说尤其重要。

传统的高速公路路堤主要是以放坡的形式施工，放坡处占用了大量的不可再生的土地资 源，同时还要采用边坡防护措施，对高速公路沿线的房屋、农田等影响较大，与此同时当护 坡处理不当时会出现滑坡等灾害，严重威胁人们的财产和生命安全，所以，针对控制高速公 路堤的各种因素，从农村城镇化、耕种机械化、土地集约化等方面，同时结合农田耕种近远 期状况，如何在保证农田资源与人们利益的前提下合理设计高速公路路堤，对于促进公路建 设的良好发展而言，具有重要的作用和意义。

鉴于此，为了节省不可再生的土地资源，走可持续发展道，合理利用土地，降低造价， 亟待发明一种简单有效的综合性生态路基系统。处理好高速公路的建设与沿线群众的生产生 活近期需求和远期发展的关系，达到节约资源的目的。

发明内容

本发明的目的在于改善传统高速公路路堤主要是以放坡的形式施工，高速公路路堤进行 科学设计，合理利用土地，降低造价，具有较好的技术经济效益。

为实现上述技术目的，本发明采用了以下技术方案：

一种预制板对拉直立式无坡路堤，包括挡土板桩基、条形现浇底板、垫层、装配式预制 挡土板、路堤填料和路面结构层；土层中设有挡土板桩基，桩顶设有条形现浇底板，条形现 浇底板上留有U型杯口，装配式预制挡土板置于U型杯口中；路堤填料下部设有垫层。

在路堤下部土层中设置路堤桩或路堤底部设置浅层固化水泥土板。

U型杯口外侧回灌混凝土，并用对拉螺栓固定。

所述的装配式预制挡土板为凹凸榫接结构，内部预留竖向预埋注浆管、单侧横向注浆管 和排水管；并设有拉杆预留孔和连接杆。

装配式预制挡土板预埋连接杆，所述的连接杆焊接一固定架，固定架上部设有可更换种 植槽，可更换种植槽内填种植土，植被种于种植土上。

路堤填料两侧填筑有台阶式气泡混凝土；台阶式气泡混凝土内部设有拉杆预留孔，其位 置与装配式预制挡土板的拉杆预留孔位置对应。

拉杆预留孔内部设有预埋拉杆或预埋拉绳，预埋拉杆或预埋拉绳一端从装配式预制挡土 板上的拉杆预留孔穿出，用固定螺栓固定，一端与连接套筒或连接卡扣拉紧固定；设有后接 拉杆或后接拉绳将两侧的连接套筒或连接卡扣拉紧固定。

设有后接拉杆或后接拉绳两端从装配式预制挡土板的拉杆预留孔穿出用固定螺栓固定。

路面结构层设有圆孔，护栏立柱置于路面结构层的圆孔上，空隙中灌混凝土，护栏立柱 与波形板用固定螺丝连接。

预制板对拉直立式无坡路堤施工方法，包括以下步骤：

步骤一，路堤基础施工：分为设置路堤桩或设置浅层固化水泥土板两种；

设置路堤桩时：路堤桩为刚性桩或柔性桩，刚性桩时施工时桩机就位，保证桩基导向架 与地面的垂直度，再起吊刚性桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓插入土中，然后再启动压 桩油缸，把桩徐徐压下，带下压到指定标高后移开桩机；桩顶周围原地面挖出盖板尺寸，若 土层密实则直接浇筑盖板，若土层较软则支模板后再浇筑盖板；为柔性桩时桩顶无需施工盖 板；

设置浅层固化水泥土板时：先根据设计要求下挖至相应标高，将设定配合比的各种材料 倒入土坑中，上水泥前对固化用土采用平地机预整平，采用扣铣法放入水泥，用灰土拌和机 将其拌合，随后用压路机碾压；

步骤二，装配式预制挡土板拼装：装配式预制挡土板在工厂预制，运至施工现场后用吊 机起吊，垂直放入条形现浇底板上的U型杯口中，调整其垂直度后采用对拉螺栓将装配式预 制挡土板与条形现浇底板连接固定；随后在U型杯口空隙中回灌混凝土；

步骤三，分为设置台阶式气泡混凝土或直接填筑路堤材料两种，

若设置台阶式气泡混凝土则：

1)台阶式气泡混凝土施工：按照设计要求安装现浇混凝土模板，气泡混凝土浇筑前先布 置拉杆预留孔，管状材料表面涂刷脱模剂，从装配式预制挡土板上的拉杆预留孔中穿至现浇 混凝土模板，再浇筑气泡混凝土；

2)预埋拉杆或预埋拉绳安装：气泡混凝土养护达到强度后拆模，随后拆除管状材料，将 拉杆或拉绳从装配式预制挡土板上的拉杆预留孔中穿至台阶式气泡混凝土的外侧，拉杆或拉 绳与装配式预制挡土板采用固定螺栓固定，台阶式气泡混凝土外侧的拉杆或拉绳用连接套筒 或连接卡扣固定并拉紧

3)后接拉杆或后接拉绳安装：垫层施工完后，填筑路堤填料，填3～4层土后用后接拉杆 或后接拉绳将两侧台阶式气泡混凝土外侧的连接套筒或连接卡扣拉紧；

若直接填筑路堤材料则：

后接拉杆或后接拉绳安装：垫层施工完后，填筑路堤填料，填3～4层土后用后接拉杆或 后接拉绳从一侧装配式预制挡土板上的拉杆预留孔穿至一侧装配式预制挡土板上的拉杆预留 孔穿出，两端用固定螺栓先拉紧后固定，随后压实路堤填料；

步骤四，护栏施工：护栏为整体式护栏或后插式波形护栏；整体式护栏与路面结构层为 一个整体，施工时护栏下部路面结构设置配筋加密区随后护栏与路面整体浇筑；后插式波形 护栏，施工时在路面结构层上钻圆孔，将护栏立柱置于路面结构层的圆孔上，调整垂直度后 再空隙中灌混凝土，带混凝土达到设计强度后，波形板用固定螺丝安装在护栏立柱上；

步骤五，路堤灌注水泥砂浆：将按设计配合比拌合的水泥砂浆灌入竖向预埋注浆管、单 侧横向注浆管，是整个路堤形成一个整体；

步骤六，侧面绿化施工：在装配式预制挡土板上的连接杆外端焊接固定架，随后将可更 换种植槽放置在固定架上，将拌合好的种植土填铺于可更换种植槽中，洒水，将植被种上。

本发明具有以下的特点和有益效果：

(1)为了节省不可再生的土地资源，改善传统高速公路路堤主要是以放坡的形式施工， 高速公路路堤进行科学设计，合理利用土地，降低造价。

(2)路堤两侧采用装配式预制挡土板施工，加快了施工进度。

(3)路堤填料填筑时采用拉杆或拉绳将两侧的装配式预制挡土板拉紧，保证了路堤的整 体性。

(4)提供了多种施工方式，可适应多种不同地质条件或不同工况的施工，使用范围较广。

附图说明

图1是本发明预制板对拉直立式无坡路堤结构示意图；

图2是本发明装配式预制挡土板与条形基础连接示意图；

图3是本发明连接卡扣示意图；

图4是本发明连接套筒示意图；

图5是本发明预制板对拉直立式无坡路堤基础设置固化水泥土板结构示意图；

图6是本发明装配式预制挡土板立体图。

图7是本发明侧面绿化示意图。

图8是本发明型制板对拉直立式无坡路堤不设置台阶式气泡混凝土结构示意图。

图9是本发明整体式护栏示意图。

图10是本发明后插式波形护栏示意图。

图11是本发明制板对拉直立式无坡路堤不设置台阶式气泡混凝土、基础设置固化水泥土 板结构示意图；

图12是本发明具体施工流程图。

其中：1.相对硬土层2.软土层3.挡土板桩基4.相对硬壳层5.对拉螺栓6.条形现浇底板 7.回灌混凝土8.装配式预制挡土板9.预埋拉杆10.固定螺栓11.拉杆预留孔12.整体式护栏 13.连接套筒14.后接拉杆15.路堤填料16.路面结构层17.台阶式气泡混凝土18.竖向预埋注 浆管19.单侧横向注浆管20.排水孔21.植被22.种植土23.可更换种植槽24.固定架25.连 接杆26.U型杯口27.原地面28.路堤桩29.盖板30.垫层31.后插式波形护栏32.现浇混凝土 模板33.连接卡扣34.预埋拉绳35.后接拉绳36.波形板37.固定螺丝38.护栏立柱39.混凝 土40.配筋加密区41.浅层固化水泥土板42.圆孔。

具体实施方式

混凝土浇筑技术要求，路堤填料的填充及施工技术要求，高速公路面层的施工技术要求 等，本发明不再累述，重点阐述本发明涉及的结构。

图1是本发明预制板对拉直立式无坡路堤结构示意图，图2是装配式预制挡土板与条形 基础连接示意图。参照图1～4所示的预制板对拉直立式无坡路堤，由挡土板桩基3、条形现 浇底板6、垫层30、装配式预制挡土板8、拉杆(拉绳)、路堤填料15、固定架24、可更换 种植槽23、护栏、植被21、路面结构层16等组成。

土层中设有挡土板桩基3，桩顶设有条形现浇底板6，条形现浇底板6上留有U型杯口 26，装配式预制挡土板8置于U型杯口26中；装配式预制挡土板8预埋连接杆25，固定架 24与连接杆25焊接，可更换种植槽23置于固定架之上，可更换种植槽23内置种植土22， 植被21种于种植土22上；路堤填料15下部设有垫层30。路堤下部土层中可设置路堤桩28。 若路堤桩28为刚性桩，则在桩顶周围原地面挖出盖板29尺寸，若土层密实则可直接浇筑盖 板29，若土层较软则支模板后再浇筑盖板29。条形现浇底板6上留有U型杯口26，装配式 预制挡土板8置于U型杯口26中，外侧回灌混凝土17，混凝土等级比条形现浇底板的等级 高一级，并用对拉螺栓5将两者固定，螺栓采用M20。路堤上可设置台阶式气泡混凝土17， 中间部分用路堤填料15填筑，路堤填料应挖取方便，压实容易，强度高，水稳定性好。台阶 式气泡混凝土17，内部设有拉杆预留孔11其位置与装配式预制挡土板8的拉杆预留孔11位 置对应，台阶式气泡混凝土17浇筑前先支设现浇混凝土模板32。拉杆预留孔11，内部设有 预埋拉杆9或预埋拉绳34，预埋拉杆9或预埋拉绳34一端从装配式预制挡土板8上的拉杆 预留孔11穿出，用固定螺栓10固定，一端与连接套筒14或连接卡扣33拉紧固定。

在路堤填料15压实后用后接拉杆14或后接拉绳35将两侧的连接套筒14或连接卡扣33 拉紧固定。

如图5所示：路堤下部土层可不设置路堤桩28，直接设置浅层固化水泥土板41。浅层固 化水泥土板41厚度根据施工条件设计。

如图6所示：装配式预制挡土板8为凹凸榫接结构，内部预留竖向预埋注浆管18、单侧 横向注浆管19、排水管20。同时在适当位置设置拉杆预留孔11、连接杆25。注浆管、拉杆 预留孔、排水管为PVC管，连接杆为钢管，钢材强度Q235，直径30mm。

如图7所示：装配式预制挡土板8上预埋的连接杆25焊接一固定架24，固定架24为钢 板焊接而成，板厚10mm，宽度200mm，强度Q235；固定架24上部设有可更换种植槽23， 可更换种植槽23为18号槽钢，可更换种植槽23内填种植土22，植土22选用施工现场附近 土体，饱和度宜控制在72％～78％之间，植被21种于种植土22上植被21为当地常绿植物。

如图8所示：路堤可不设台阶式气泡混凝土17，直接填筑路堤材料15。路堤填料15压 实后，后接拉杆14或后接拉绳35两端从装配式预制挡土板8的拉杆预留孔11穿出用固定螺 栓10固定。

如图9所示：预制板对拉直立式无坡路堤的护栏可为整体式护栏，整体式护栏12路面结 构层16为一个整体，护栏下部路面结构设有配筋加密区40。

如图10所示：预制板对拉直立式无坡路堤的护栏可为后插式波形护栏，后插式波形护栏 31设置时先在路面结构上钻圆孔，护栏立柱38置于路面结构层16的圆孔上，空隙中灌混凝 土39，护栏立柱38与波形板36用固定螺丝37连接，波形板36为薄钢板。

如图11所示：预制板对拉直立式无坡路堤上部可不设置气泡混凝土17，同时基础设置 浅层固化水泥土板41。

如图12所示，本发明主要包括如下施工步骤：

(1)路堤基础施工：本发明涉及的路堤基础施工可以分为两种，一种是设置路堤桩28， 另一种是设置浅层固化水泥土板41。

路堤桩28可为刚性桩，如预制管桩，施工时桩机就位，保证桩基导向架与地面的垂直度， 再起吊预制管桩，使桩尖垂直对准桩位中心，缓缓插入土中，然后再启动压桩油缸，把桩徐 徐压下，带下压到指定标高后移开桩机。桩顶周围原地面挖出盖板29尺寸，若土层密实则可 直接浇筑盖板29，若土层较软则支模板后再浇筑盖板29。路堤桩28也可为柔性桩，如水泥 搅拌桩为柔性桩时桩顶无需施工盖板29。

浅层固化水泥土板41施工时先根据设计要求下挖至相应标高，将设定配合比的各种材料 倒入土坑中，上水泥前对固化用土采用平地机预整平，采用码方尺控制水泥的厚度5％固化土， 30厘米厚，放水泥采用扣铣法。采用灰土拌和机拌合，固化土中粒径大于20mm的土块不得 超过10％，但最大的土块粒径不得大于50mm，灰土拌合应均匀，色泽调和。采用12吨以上 压路机碾压后，轮迹不得大于5mm并不得有浮料、脱皮、松散现象。

(2)装配式预制挡土板8拼装：装配式预制挡土板8在工厂预制其表面为凹凸榫接结构， 注浆管、拉杆预留孔、排水管为PVC管，连接杆为钢管，钢材强度Q235，直径30mm。运 至施工现场后用吊机起吊，垂直放入条形现浇底板6上的U型杯口26中，调整其垂直度后 采用对拉螺栓5将装配式预制挡土板8与条形现浇底板连接固定螺栓采用M20高强螺栓。随 后在U型杯口空隙中回灌混凝土7。

(3)若设置台阶式气泡混凝土则：

1)台阶式气泡混凝土17施工：按照设计要求安装现浇混凝土模板32，模板为木模板， 气泡混凝土浇筑前先布置拉杆预留孔11，选用PVC管表面涂刷脱模剂，从装配式预制挡土 板8上的拉杆预留孔11中穿至现浇混凝土模板32，再浇筑气泡混凝土。

2)预埋拉杆9或预埋拉绳34安装：气泡混凝土养护达到强度后拆模，随后拆除PVC管， 将拉杆或拉绳从装配式预制挡土板8上的拉杆预留孔11中穿至台阶式气泡混凝土17的外侧， 拉杆或拉绳与装配式预制挡土板8采用固定螺栓10固定，台阶式气泡混凝土17外侧的拉杆 或拉绳用连接套筒13或连接卡扣33固定并拉紧

3)后接拉杆14或后接拉绳35安装：垫层30施工完后，填筑路堤填料15，填3～4层土 后用后接拉杆14或后接拉绳35将两侧台阶式气泡混凝土17外侧的连接套筒13或连接卡扣 33拉紧；

若直接填筑路堤材料则：

后接拉杆14或后接拉绳35安装：垫层30施工完后，填筑路堤填料15，路堤填料15为 沙土。填3～4层土，厚度约28cm，后用后接拉杆14或后接拉绳35从一侧装配式预制挡土板 8上的拉杆预留孔11穿至一侧装配式预制挡土板8上的拉杆预留孔11穿出，两端用固定螺 栓10先拉紧后固定，随后压实路堤填料15至25cm厚。

(4)护栏施工：护栏可为整体式护栏12或后插式波形护栏31。整体式护栏12与路面结构 层16为一个整体，施工时护栏下部路面结构设置配筋加密区40随后护栏与路面整体浇筑。 后插式波形护栏31，施工时在路面结构层16上钻圆孔，将护栏立柱38置于路面结构层16 的圆孔上，调整垂直度后再空隙中灌混凝土39，带混凝土39达到设计强度后，波形板36用 固定螺丝37安装在护栏立柱38上。

(5)路堤灌注水泥砂浆：将按设计配合比拌合的水泥砂浆灌入竖向预埋注浆管18、单侧横 向注浆管19，是整个路堤形成一个整体。

(6)侧面绿化施工：在装配式预制挡土板8上的连接杆25外端焊接固定架24，固定架24 为钢板焊接而成，板厚10mm，宽度200mm，强度Q235。随后将可更换种植槽23放置在固 定架25上，可更换种植槽23为18号槽钢，将拌合好的种植土填铺于可更换种植槽23中， 洒水，将植被种上，种植土22选用施工现场附近土体，饱和度宜控制在72％～78％之间， 植被21种于种植土22上植被21为当地常绿植物。