一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法技术

本发明专利技术公开了一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法，它包括以下步骤：(1)场地分级；(2)确定场地加筋方式；(3)竹材加工；(4)加筋施工和填筑碾压。本发明专利技术可根据实际场地所分级别有针对性的对高填方公路路基使用开挖台阶施工方案；开挖台阶、竹材竖向加筋施工方案；开挖台阶、竹材竖向加筋、竹材水平加筋施工方案；开挖台阶、竹材竖向加筋、竹材水平加筋、竹腔注浆施工方案，有效防止了高填方公路路基施工中存在的交界面两侧滑移、不均匀沉降、上下层密实度不一致等工程问题，并且采用新型竹材作为加筋材料，适应了现今公路建设中提倡的节能、环保、可持续发展的工程设计理念。

【技术实现步骤摘要】
一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法
本专利技术涉及一种高填方路基处理施工方法，更具体地，涉及一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法。
技术介绍
随着我国高速公路的建设逐渐向西部山区迈进，很多路基的构建需要在原斜坡上填筑岩土体材料并压实而成。由于路基的一侧为原状斜坡，另一侧为其它岩土体材料，这样在填筑段和原状斜坡间就存在一个天然的交界面，由于交界面两侧岩土体材料构成、物理力学性质、密实度等方面的差异，尤其在存在雨水或地下水影响的条件下，交界面两侧极易产生滑移或不均匀沉降；同时，这种高填路基对于相同或不同填筑材料均采用分层填筑、压实的施工工艺，这种工艺易出现分层交界面处碾压不均、上下层密实度不一致、整个路堤难以形成一个稳定整体等问题。交界面两侧发生相对滑动、不均匀沉降、密实度不一致等问题容易导致路基损坏、破坏，严重的会进一步导致路面开裂，因此，填筑材料与原状斜坡间、不同填筑材料间、分层填筑面间的“交界面”问题是高填方路基工程施工中存在的重要问题之一。目前，高填方路堤工程普遍采用的是开挖台阶、分层填筑、铺设土工格栅的施工方法，主要存在四个方面的问题：(1)开挖台阶的填筑方式，交界面处易发生滑移、不均匀沉降等问题。(2)分层填筑的方式上下层交界面处易出现碾压不均、密实度不一致等问题。(3)使用土工格栅加筋时，土工格栅一部分位于原斜坡面上，一部分位于填筑材料上，后期碾压时易使土工格栅在结构中呈现“拱”状，对路基稳定极为不利。(4)土工格栅为化学合成材料，这种材料长时间覆埋于土壤之中，对土壤污染十分严重，并且其生产过程需消耗大量能源，并产生大量废渣、废水和废气，与现今工程建设中提倡的节能、环保、可持续发展的设计理念严重不符。
技术实现思路
本专利技术针对现有施工方法中，开挖台阶填筑方式交界面处易发生滑移、不均匀沉降，分层填筑方式上下层交界面处易出现碾压不均、密实度不一致；使用土工格栅这种化学合成材料在其生产过程需消耗大量能源，并产生大量废渣、废水和废气的问题。提出一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法，有益效果为节省资源、材料环保、成本较低、施工方便，同时能够满足各项功能要求。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法，包括以下步骤：(1)：按土质、地形、坡度来对场地进行分级，场地分级可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别；(2)：确定场地加筋方式，场地加筋方式有：Ⅰ级场地在原斜坡地面开挖台阶，直接进行路基分层填筑碾压，无需加筋；Ⅱ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋；Ⅲ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋和竹材水平加筋；Ⅳ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋、竹材水平加筋和竹腔注浆。(3)：竹材加工；竹材加工包括以下流程：①A型竹筒段的制作；②B型竹筒段的制作；③竹筋的制作；④分别对A型竹筒段、B型竹筒段和条状竹筋进行防虫、防腐、防水处理。(4)：加筋施工和填筑碾压；加筋施工和填筑碾压包括以下流程：①：基底处理；②：坡面台阶开挖；③：竹筒竖向加筋。在已压实的填筑层上引孔并打入A或B型竹筒段进行竖向加筋，竹筒段入地深度400mm；开挖台阶部位横向延长1000mm范围内竹筒段横向间距为700mm，其余填筑部位竹筒段纵向、横向间距均为1000mm，上下填筑层间利用交叉式的方式布置竹筒段；基底处设置的A或B型竹筒段横向间距为700mm、纵向间距为1000mm；④：竹筋水平加筋。将竹筋沿横向、纵向平铺在已压实的填筑层上方，将竹筋与A或B型竹筒段利用钢丝固定连接起来，使A或B型竹筒段和竹筋形成矩形竹筋格网；长度不够的条状竹筋可进行相互拼接，拼接部位用钢丝绑牢固，两根条状竹筋的叠合长度不小于100mm；填筑交界面2000mm范围内可适当设置对角竹筋加固；⑤：竹筒注浆。向B型竹筒腔内压入水泥浆液，并对竹筒腔进行密封处理；原坡体部位和基底部位为密注段，其它填筑路基部位为稀注段；⑥：路基填筑。对路堤单层进行加筋、填筑、压实，进而逐层向上施工，同种材料每层填筑高度不少于500mm，不同填筑材料间需分层；路基填筑采用横向分段、竖向分层方式从最低处向上逐层施工，同一层采用两边向中间填筑的方式施工；⑦：平整和碾压。进一步的，步骤(1)中所述的场地分级方式具体如下：Ⅰ级场地为：(1)土质密实性较好，坡度小于1比5(2)土质密实性较好，坡度大于1比1.5，小于1比2.5(3)松散土、夹碎土石，坡度小于1比5；Ⅱ级场地为：(1)土质密实性较好，坡度大于1比2.5(2)松散土、夹碎土石，坡度大于1比1.5，小于1比2.5(3)风化岩体、松散碎石土，坡度小于1比5；Ⅲ级场地为：(1)松散土、夹碎土石，坡度大于1比2.5(2)风化岩体、松散碎石土，坡度大于1比1.5，小于1比2.5(3)稻田、湖塘等软弱土，较风化破碎岩体、膨胀土，坡度小于1比5；Ⅳ级场地为：(1)风化岩体、松散碎石土，坡度大于1比2.5(2)稻田、湖塘等软弱土，较风化破碎岩体、膨胀土，坡度大于1比1.5，小于1比2.5(3)稻田、湖塘等软弱土，较风化破碎岩体、膨胀土，坡度大于1比2.5。进一步的，步骤(3)中的竹材加工包括①、②、③具体制作方式为：①A型竹筒段的制作：选取外径在40mm-60mm范围内的毛竹竹材，将其截为长度为800mm的竹筒段，竹筒段的一端做削尖处理；②B型竹筒段的制作：选取外径在40mm-60mm范围内的毛竹竹材，将其截为长度为800mm的竹筒段，打通竹筒段竹节，将竹筒段内部做成单向贯通型竹筒腔，竹筒段底部留一节竹节不贯通，留竹节一端做削尖处理，竹筒段底部向上300mm范围内设置孔洞；③竹筋的制作：将剩余的毛竹竹材制作成宽度15mm-30mm、长度大于50mm的条状竹筋。进一步的，在步骤(4)中流程①基地处理具体为：路基填筑应首先清除基底草皮、腐殖土等，并且对基底进行适当凿毛处理。进一步的，在步骤(4)中流程②具体为：坡面台阶开挖。在填筑区段交界面处开挖台阶，台阶横向长度不小于2000mm，竖向高度不大于3000mm，上下两级台阶连续。进一步的，在步骤(4)中流程⑦具体为：平整和碾压。沿线路纵向进行分层、分段进行压实，即完成新填筑层的施工，继而可从步骤②开始重复循环进行下一层的施工，直到路基顶面。附图说明图1为本专利技术A型竹筒段示意图；图2为本专利技术B型竹筒段示意图；图3为本专利技术竹材竖向加筋示意图；图4为本专利技术竹材竖向和水平加筋平视图；图5为本专利技术竹材竖向和水平加筋俯视图；图6为本专利技术竹材竖向、水平加筋和竹腔注浆示意图；其中，1为注浆口；2为竹筒腔；3为注浆孔；4为竹节；5为路基顶；6为填筑碾压层；7为A型竹筒段；8为竹筋；9为水泥浆液；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)：按土质、地形、坡度来对场地进行分级，场地分级可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别；/n(2)：确定场地加筋方式，场地加筋方式有：Ⅰ级场地在原斜坡地面开挖台阶，直接进行路基分层填筑碾压，无需加筋；Ⅱ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋；Ⅲ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋和竹材水平加筋；Ⅳ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋、竹材水平加筋和竹腔注浆。/n(3)：竹材加工；竹材加工包括以下流程：/n①A型竹筒段的制作；/n②B型竹筒段的制作；/n③竹筋的制作；/n④分别对A型竹筒段、B型竹筒段和条状竹筋进行防虫、防腐、防水处理。/n(4)：加筋施工和填筑碾压；加筋施工和填筑碾压包括以下流程：/n①：基底处理；/n②：坡面台阶开挖；/n③：竹筒竖向加筋。在已压实的填筑层上引孔并打入A或B型竹筒段进行竖向加筋，竹筒段入地深度400mm；开挖台阶部位横向延长1000mm范围内竹筒段横向间距为700mm，其余填筑部位竹筒段纵向、横向间距均为1000mm，上下填筑层间利用交叉式的方式布置竹筒段；基底处设置的A或B型竹筒段横向间距为700mm、纵向间距为1000mm；/n④：竹筋水平加筋。将竹筋沿横向、纵向平铺在已压实的填筑层上方，将竹筋与A或B型竹筒段利用钢丝固定连接起来，使A或B型竹筒段和竹筋形成矩形竹筋格网；长度不够的条状竹筋可进行相互拼接，拼接部位用钢丝绑牢固，两根条状竹筋的叠合长度不小于100mm；填筑交界面2000mm范围内可适当设置对角竹筋加固；/n⑤：竹筒注浆。向B型竹筒腔内压入水泥浆液，并对竹筒腔进行密封处理；原坡体部位和基底部位为密注段，其它填筑路基部位为稀注段；/n⑥：路基填筑。对路堤单层进行加筋、填筑、压实，进而逐层向上施工，同种材料每层填筑高度不少于500mm，不同填筑材料间需分层；路基填筑采用横向分段、竖向分层方式从最低处向上逐层施工，同一层采用两边向中间填筑的方式施工；/n⑦：平整和碾压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)：按土质、地形、坡度来对场地进行分级，场地分级可以分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别；
(2)：确定场地加筋方式，场地加筋方式有：Ⅰ级场地在原斜坡地面开挖台阶，直接进行路基分层填筑碾压，无需加筋；Ⅱ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋；Ⅲ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋和竹材水平加筋；Ⅳ级场地需在Ⅰ级场地施工工艺的基础上增加竹材竖向加筋、竹材水平加筋和竹腔注浆。
(3)：竹材加工；竹材加工包括以下流程：
①A型竹筒段的制作；
②B型竹筒段的制作；
③竹筋的制作；
④分别对A型竹筒段、B型竹筒段和条状竹筋进行防虫、防腐、防水处理。
(4)：加筋施工和填筑碾压；加筋施工和填筑碾压包括以下流程：
①：基底处理；
②：坡面台阶开挖；
③：竹筒竖向加筋。在已压实的填筑层上引孔并打入A或B型竹筒段进行竖向加筋，竹筒段入地深度400mm；开挖台阶部位横向延长1000mm范围内竹筒段横向间距为700mm，其余填筑部位竹筒段纵向、横向间距均为1000mm，上下填筑层间利用交叉式的方式布置竹筒段；基底处设置的A或B型竹筒段横向间距为700mm、纵向间距为1000mm；
④：竹筋水平加筋。将竹筋沿横向、纵向平铺在已压实的填筑层上方，将竹筋与A或B型竹筒段利用钢丝固定连接起来，使A或B型竹筒段和竹筋形成矩形竹筋格网；长度不够的条状竹筋可进行相互拼接，拼接部位用钢丝绑牢固，两根条状竹筋的叠合长度不小于100mm；填筑交界面2000mm范围内可适当设置对角竹筋加固；
⑤：竹筒注浆。向B型竹筒腔内压入水泥浆液，并对竹筒腔进行密封处理；原坡体部位和基底部位为密注段，其它填筑路基部位为稀注段；
⑥：路基填筑。对路堤单层进行加筋、填筑、压实，进而逐层向上施工，同种材料每层填筑高度不少于500mm，不同填筑材料间需分层；路基填筑采用横向分段、竖向分层方式从最低处向上逐层施工，同一层采用两边向中间填筑的方式施工；
⑦：平整和碾压。


2.根据权利要求1所述的一种针对山区高填方路基加固的竹材加筋体系及施工方法，其特征在于，步骤(1)中所述的场地分级具体如下：
Ⅰ级场地为：(1)土质密实性较好，坡度小于1比5(2)土质...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁斌，高乐星，何杰，李帅，刘杰，祝方才，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43