本發(fā)明涉及土木工程道路拓寬改建領(lǐng)域，具體是一種新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

自改革開放以來，我國的國民經(jīng)濟(jì)得到了迅速發(fā)展，尤其是最近幾年，高速公路的交通量逐年遞增。由于我國在早期修建的高速公路等級較低，加上當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件技術(shù)水平不足，早期修建的高速公路已經(jīng)越來越不能滿足如今日益增長的交通量。特別是一些營運(yùn)量大的高速公路已經(jīng)呈現(xiàn)交通量飽和的態(tài)勢，使得高速公路本身所具有的高速、快捷、暢通的服務(wù)優(yōu)勢大打折扣。為了改善這種情況，提高高速公路的通行能力，最為行之有效、成本合理的方式便是對舊有道路進(jìn)行拓寬改建。最近幾年我國的新舊路基拼接技術(shù)已經(jīng)有了很多經(jīng)驗(yàn)，但在浸水路段新舊路基的拼接方面還缺乏一定的經(jīng)驗(yàn)，存在很大的空白。老路在經(jīng)過多年的使用以后，基本都可以完成沉降，所以在對這部分老路進(jìn)行擴(kuò)建填筑的時(shí)候，新填入的土方和之后運(yùn)行的汽車都會引起相對應(yīng)的附加沉降，而且新老路基之間必然會出現(xiàn)差異性沉降，這一情況會導(dǎo)致路基變形，在情況比較嚴(yán)重的時(shí)候，會直接出現(xiàn)路基拉裂等嚴(yán)重病害，對高速公路的正常運(yùn)行帶來影響。想要保證新老路基拼接的完整性，就必須要保證新老路基之間緊密連接，如果對連接部分處理不當(dāng)，將會導(dǎo)致路面縱向發(fā)生裂痕。特別是在浸水路段，情況更為惡劣，浸水路基在水流的沖刷、浸蝕、軟化等作用下，會造成路基濕潤、坡腳掏空；浸水路基在水位升降的影響下，會使路基填料中的細(xì)粒料流失，以致路基失穩(wěn)、邊坡崩塌。由此可見，浸水路段新舊路基的拼接更加困難。所以在施工過程中，必須要注意力學(xué)分析以及相應(yīng)的處理方式，深入了解開裂的機(jī)理，根據(jù)實(shí)際情況找到相對應(yīng)的因素，才可以提升未來的施工效果。目前，國內(nèi)外對于新舊路基拼接的措施主要有以下幾種：第一，堆載排水固結(jié)法，該方法的主要施工目的就是對軟土地基進(jìn)行加固，工作原理是在軟基表面增加約等于等載預(yù)壓，讓被加固的土體自身孔隙當(dāng)中的水排干凈，從而增加有效力，因?yàn)槁坊型恋目紫扼w積變小，所以密實(shí)度會相應(yīng)的增大，從而提升土體的強(qiáng)度，在經(jīng)過預(yù)壓之后，便可以完成工程所要求的大部分沉降，減少地基的沉降率，而且可以提升地基自身的承載力。但是這種方法工期較長，占用施工場地較大，堆載物的運(yùn)輸也較為繁瑣，在施工場地有限，或者工期要求緊張的情況下很難應(yīng)用。第二，粉煤灰的使用，粉煤灰屬于電廠在煤炭燃燒的時(shí)候產(chǎn)生的灰色的粉末，這一粉末對電廠周圍的生態(tài)環(huán)境以及水源都會產(chǎn)生比較嚴(yán)重的污染，長時(shí)間的積壓粉煤灰，不僅會占用大部分土地，同時(shí)也給人們的生活帶來了較大的不變。近些年來，通過研究發(fā)現(xiàn)，將粉煤灰應(yīng)用到路基施工當(dāng)中具有比較好的效果。因?yàn)榉勖夯液鸵酝┕な褂玫念w粒土相比較，具有壓縮性小，固結(jié)快等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)在路基施工中可以有效的保證路基的穩(wěn)定性，但是粉煤灰自身的聚力比較小，所以在施工過程中會對邊坡穩(wěn)定性產(chǎn)生比較明顯的影響，另外，很難保證新路基填料與舊路基的一致，從而加大新舊路基結(jié)合部發(fā)生橫向錯(cuò)臺和縱向裂縫的幾率。第三，粉噴樁復(fù)合地基，該方法可以根據(jù)實(shí)際的作用機(jī)理，減少傳送到復(fù)合地基下方的附加應(yīng)力，通過這種方式減少從新增荷載上產(chǎn)生的地基沉降，而且可以對新的地基進(jìn)行加固處理，減少沉降的發(fā)生概率以及發(fā)生程度。粉噴樁可以減少拼接過程中老路地基發(fā)生側(cè)滑的概率，一旦發(fā)生側(cè)滑，也可以將側(cè)滑程度最低化，從而保證了路堤的穩(wěn)定性。該施工方式的施工周期比較短，可以有效的降低施工過程中用在維持正常運(yùn)行時(shí)候所需要的實(shí)際費(fèi)用，減少施工成本，但是這種施工方案往往需要封路，對于有些不能停止通行的公路，封路將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失；而且，這種方法對原有路基的擾動(dòng)也比較大，不符合新舊路基拓寬改建的原則。第四，削坡開挖臺階，削坡開挖臺階是目前新舊路基最常用的技術(shù)，在實(shí)際工程中，有的只是按不同邊坡坡度開挖舊路邊坡，未將舊路邊坡開挖成臺階狀；有的將舊路邊坡開挖成臺階狀。這種拼接技術(shù)是新舊路基拼接的基本技術(shù)，具有施工簡潔，能夠有效控制一定程度的不均勻沉降等優(yōu)點(diǎn)。但是在復(fù)雜地質(zhì)條件和等級要求較高的公路中，僅僅采用削坡開挖臺階的方案遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到沉降控制要求，因此必須采取其他的措施進(jìn)行補(bǔ)充和輔助。

鑒于此，為了充分實(shí)現(xiàn)浸水路段新舊路基的結(jié)合，保證新舊路基結(jié)合后的穩(wěn)定性和整體性，同時(shí)還能夠減少路基積水，最大程度的控制不均勻沉降，目前亟需一種在浸水路段既能夠保證新舊路基的完整結(jié)合，又能達(dá)到充分排水、比傳統(tǒng)新舊路基結(jié)合形式更加有效和實(shí)用的新型新舊路基結(jié)合綜合措施。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)，包括抗浮錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿、中空排水錨桿、縱向滲水溝、復(fù)合防滲膜、排水溝和擋水墻，所述抗浮錨桿安裝在新路基和舊路基的縱向連接處，預(yù)應(yīng)力錨桿采用墊板固定在新路基邊坡的內(nèi)法線方向并且預(yù)應(yīng)力錨桿與舊路基相連，擋水墻位于新路基邊坡的坡腳處，擋水墻的內(nèi)部設(shè)置有排水滲管并且采用錨固釘固定，擋水墻的埋深度大于路基兩側(cè)的最低水位處，排水溝位于擋水墻與路基邊坡的接觸位置，擋水墻之間采用中空排水錨桿進(jìn)行橫行錨固，中空排水錨桿的端部均涂覆有防水漆層并且套有止水圈，縱向滲水溝位于新路基的底部并且縱向滲水溝內(nèi)填有回填料，排水滲管的端部和中空排水錨桿的中空管兩端均設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)，復(fù)合防滲膜鋪設(shè)在舊路基和擋水墻之間以及縱向滲水溝下方。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：擋水墻采用防水混凝土和鋼筋制作，預(yù)應(yīng)力錨桿采用ly32型預(yù)應(yīng)力錨桿，抗浮錨桿采用第二代螺絲釘錨桿，防護(hù)網(wǎng)采用防水不銹鋼過濾網(wǎng)，排水滲管采用鋼管和硬聚氯乙烯結(jié)合管，止水圈采用硅膠或者橡膠材料制作，防水漆層采用無溶劑型環(huán)氧樹脂防水漆制作，回填料采用具有一定級配能夠達(dá)到良好排水效果的碎石組成。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：縱向滲水溝的頂部鋪設(shè)有反濾土工布并且縱向滲水溝的頂部寬度不小于40cm，排水溝的底部設(shè)置有防水層。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：復(fù)合防滲膜采用兩布一膜，膜的厚度為0.5mm。

所述新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)的施工方法，具體步驟如下：

步驟一，對舊路基兩側(cè)水流進(jìn)行攔擋引流，放樣出加寬后邊坡坡腳位置，修建擋水墻，預(yù)留排水滲管安置孔和中空排水錨桿的錨固孔；

步驟二，對舊路基進(jìn)行測量放樣，確定加寬位置，開挖臺階尺寸，沿著舊路基邊坡角度分層逐級開挖，采取自下而上的開挖方式；

步驟三，開挖縱向滲水溝并且填筑回填料，在縱向滲水溝頂部鋪設(shè)反濾土工布；

步驟四，由底層臺階開始鋪設(shè)土工格柵，安置排水滲管，由下至上分層填筑碎石并且分層壓實(shí)；

步驟五，路基頂面壓實(shí)后，打入抗浮錨桿，抗浮錨桿的間距按照以下公式確定：

a是錨桿間距、排距，單位m；q是錨桿設(shè)計(jì)錨固力，單位kn；h是冒落拱高度，單位m；被懸?guī)r土的重力密度，單位kn/m³；k是安全系數(shù)，一般取k＝2；

步驟六，打入斜向的預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)應(yīng)力錨桿間距按照步驟五的公式確定；

步驟七，在兩端擋水墻預(yù)留的錨固孔中安放中空排水錨桿，并填塞空隙，通過墊板螺旋施加錨固力，在中空排水錨桿的中空管安置防護(hù)網(wǎng)；

步驟八，設(shè)置擋水墻和邊坡之間的排水溝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，采用了對老路基開挖臺階的拼寬臺階方式，通過采用抗浮錨桿、預(yù)應(yīng)力錨桿、中空排水錨桿、擋水墻、縱向滲水溝、復(fù)合防滲膜和排水溝，使得外部水無法浸入到路基內(nèi)部，路基內(nèi)部積水可以通過滲水溝排出，從而最大程度降低水對路基沉降的影響，還使得新舊路基能夠緊密契合形成一個(gè)整體，防止新舊路基結(jié)合部的開裂，從而最大程度控制新舊路基的不均勻沉降，能夠大大延長公路路基的使用壽命，節(jié)約后期的維修和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

附圖說明

圖1為新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)中縱向滲水溝的橫截面圖。

圖3為新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)中排水滲管的橫截面圖。

圖4為新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)中排水滲管的側(cè)視圖。

圖5為新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)中預(yù)應(yīng)力錨桿的端部示意圖。

圖6為新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)中中空排水錨桿的端部示意圖。

其中：1-抗浮錨桿，2-預(yù)應(yīng)力錨桿，3-縱向滲水溝，4-回填料，5-排水溝，6-擋水墻，7-排水滲管，8-錨固釘，9-復(fù)合防滲膜，10-反濾土工布，11-中空排水錨桿，12-墊板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

請參閱圖1-6，一種新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)，包括抗浮錨桿1、預(yù)應(yīng)力錨桿2、中空排水錨桿11、縱向滲水溝3、復(fù)合防滲膜9、排水溝5和擋水墻6，所述抗浮錨桿1安裝在新路基和舊路基的縱向連接處，預(yù)應(yīng)力錨桿2采用墊板12固定在新路基邊坡的內(nèi)法線方向并且預(yù)應(yīng)力錨桿2與舊路基相連，擋水墻6位于新路基邊坡的坡腳處，擋水墻6的內(nèi)部設(shè)置有排水滲管7并且采用錨固釘8固定，擋水墻6的埋深度大于路基兩側(cè)的最低水位處，排水溝5位于擋水墻6與路基邊坡的接觸位置，擋水墻6之間采用中空排水錨桿11進(jìn)行橫行錨固，中空排水錨桿11的端部均涂覆有防水漆層并且套有止水圈，縱向滲水溝3位于新路基的底部并且縱向滲水溝3內(nèi)填有回填料4，排水滲管7的端部和中空排水錨桿11的中空管兩端均設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)，復(fù)合防滲膜9鋪設(shè)在舊路基和擋水墻之間以及縱向滲水溝下方。擋水墻6采用防水混凝土和鋼筋制作，預(yù)應(yīng)力錨桿2采用ly32型預(yù)應(yīng)力錨桿，抗浮錨桿1采用第二代螺絲釘錨桿，防護(hù)網(wǎng)采用防水不銹鋼過濾網(wǎng)，排水滲管7采用鋼管和硬聚氯乙烯結(jié)合管，止水圈采用硅膠或者橡膠材料制作，防水漆層采用無溶劑型環(huán)氧樹脂防水漆制作，回填料4采用具有一定級配能夠達(dá)到良好排水效果的碎石組成。縱向滲水溝3的頂部鋪設(shè)有反濾土工布10并且縱向滲水溝3的頂部寬度不小于40cm，排水溝5的底部設(shè)置有防水層，可以防止路面積水以及自然降水滲透到路基內(nèi)部。復(fù)合防滲膜9采用兩布一膜，膜的厚度為0.5mm，斷裂強(qiáng)度180kn\m，縱橫向cbr訂破強(qiáng)力30kn，縱橫向撕破強(qiáng)力0.62kn。

所述新老路基在浸水路段穩(wěn)固拼接的排水加固結(jié)構(gòu)的施工方法，具體步驟如下：

步驟一，對舊路基兩側(cè)水流進(jìn)行攔擋引流，放樣出加寬后邊坡坡腳位置，修建擋水墻，預(yù)留排水滲管安置孔和中空排水錨桿的錨固孔；

步驟二，對舊路基進(jìn)行測量放樣，確定加寬位置，開挖臺階尺寸，沿著舊路基邊坡角度分層逐級開挖，采取自下而上的開挖方式；

步驟三，開挖縱向滲水溝并且填筑回填料，在縱向滲水溝頂部鋪設(shè)反濾土工布；

步驟四，由底層臺階開始鋪設(shè)土工格柵，安置排水滲管，由下至上分層填筑碎石并且分層壓實(shí)；

步驟五，路基頂面壓實(shí)后，打入抗浮錨桿，抗浮錨桿的間距按照以下公式確定：

a是錨桿間距、排距，單位m；q是錨桿設(shè)計(jì)錨固力，單位kn；h是冒落拱高度，單位m；被懸?guī)r土的重力密度，單位kn/m³；k是安全系數(shù)，一般取k＝2；

步驟六，打入斜向的預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)應(yīng)力錨桿間距按照步驟五的公式確定；

步驟七，在兩端擋水墻預(yù)留的錨固孔中安放中空排水錨桿，并填塞空隙，通過墊板螺旋施加錨固力，在中空排水錨桿的中空管安置防護(hù)網(wǎng)；

步驟八，設(shè)置擋水墻和邊坡之間的排水溝。

本發(fā)明的工作原理是：抗浮錨桿1可以防止新路基向上浮動(dòng)位移和新舊路基的縱向相對位移；預(yù)應(yīng)力錨桿2將新舊路基緊密的固定為一個(gè)整體，可以控制新舊路基的縱向和橫向位移，預(yù)應(yīng)力錨桿2采用墊板12固定，增加預(yù)應(yīng)力錨桿2的錨固端在路基側(cè)面的受力面積；擋水墻6既能阻擋路基兩側(cè)的水流侵蝕路基，又能控制路基邊坡的下滑；擋水墻6之間采用中空排水錨桿11進(jìn)行橫向錨固，既能防止新舊路基的橫向相對位移，又能達(dá)到良好的排水效果，中空排水錨桿11的中空管端設(shè)置有防護(hù)網(wǎng)，可以防止碎石等雜物進(jìn)入中空管，避免造成管道阻塞；排水滲管7可以排出路面的滲水以及路基內(nèi)部積水；縱向滲水溝3可以排除路基底部積水，降低新舊路基的不均勻沉降；排水溝5可以排除路面積水以及自然降水等。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。