高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法与流程

1.本发明涉及道路边坡结构施工的技术领域，尤其是涉及一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法。


背景技术：

2.我国高速公路建设不断发展，目前已在全国范围内建设完成了大量优秀的高速公路项目，目前都已经投入使用。
3.但原有高速公路大多采用四车道，在交通量不断提高的今天，通行能力与服务水平已经不能满足实际交通需求。因此，将路基路面拼宽处理作为高速公路改扩建工程的重要部分。
4.然而，当需拼宽路段位于挖方路段时，拼宽后需对高速公路原边坡进行局部改造；现有的对挖方路段进行拼宽的方式，无法通过合理改造边坡以满足通车的需求，也会影响到老边坡的正常使用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，以缓解现有技术中存在的在对挖方路段进行拼宽时，无法通过合理改造边坡以满足通车的需求，以及影响老边坡正常使用的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，包括以下步骤：
8.在护面墙横梁部分分段开槽；
9.加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将所述锚杆的一端与所述加固横梁连接，另一端插入边坡内固定；
10.在所述加固横梁处浇筑混凝土；
11.待混凝土干燥后，将所述加固横梁以下的边坡及护面墙挖除；
12.铺设c30砼基础并设置排水组件，使得所述c30砼基础与道路连接。
13.本发明可选的实施方式中，加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将所述锚杆的一端与所述加固横梁连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
14.设置多根所述锚杆，且相邻的所述锚杆的间距为1.5米，以使所述加固横梁支撑其上部的护面墙；
15.边坡的坡率取1:0.5。
16.进一步地，加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将所述锚杆的一端与所述加固横梁连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
17.将每一根所述锚杆的长度设置为3米，且与水平方向的夹角为10
°‑
11
°
，摩擦系数为0.6，以使得锚杆的抗拔力大于护面墙重力，进而使所述加固横梁支撑其上部的护面墙。
18.进一步地，加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将所述锚杆的一端与所述加固横梁连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
19.计算抗拔力的分力p’以及护面墙重力的分力g’，并确定p’大于g’；
20.p’＝p
×
(cos(63.43
°
+10
°
)+sin(63.43
°
+10
°
)
×
0.6)＝105.6kn；
21.g’＝g
×
(cos(63.43
°
)-cos(63.43
°
)
×
0.6)＝96.6kn；
22.p’＞g’；
23.式中，p为多个所述锚杆的抗拔力，g为护面墙重力。
24.进一步地，加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将所述锚杆的一端与所述加固横梁连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
25.计算抗拔力p以及护面墙重力g；
26.p1＝(0.0125
×
0.0125
×
π
×
400
×
1000)/1.6≈122.72kn；
27.p2＝(3
×
π
×
0.05
×
550)/2≈129.6kn；
28.p3＝(3
×
π
×
0.025
×
2.4
×
1000)/2≈283kn；
29.p＝min(p1,p2,p3)≈122.72kn；
30.g＝0.4
×
10
×
1.118
×
2300
×
10
×
10-3
×
1.5≈154.3kn。
31.进一步地，铺设c30砼基础并设置排水组件，以使得所述c30砼基础与道路连接的步骤包括：
32.在所述c30砼基础上设置用于容置管线的镀锌钢管，并在其外部灌注混凝土，且所述镀锌钢管设于所述排水组件远离道路的一侧。
33.进一步地，铺设c30砼基础并设置排水组件，使得所述c30砼基础与道路连接的步骤包括：
34.在所述镀锌钢管的混凝土上设置侧石，所述侧石设于所述排水组件远离道路的一侧。
35.进一步地，铺设c30砼基础并设置排水组件，使得所述c30砼基础与道路连接的步骤包括：
36.在所述侧石的底部设置水泥砂浆层。
37.进一步地，铺设c30砼基础并设置排水组件，以使得所述c30砼基础与道路连接的步骤包括：
38.在所述镀锌钢管的混凝土上设置轮廓标，所述轮廓标设于所述侧石远离道路的一侧。
39.进一步地，铺设c30砼基础并设置排水组件，以使得所述c30砼基础与道路连接的步骤包括：
40.所述排水组件包括水沟本体；
41.将水沟本体通过混凝土固定在c30砼基础上，并加盖水沟盖。
42.本发明能够实现如下有益效果：
43.第一方面，本发明提供一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，包括以下步骤：
44.在护面墙横梁部分分段开槽；加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将锚杆的一端与加固横梁连接，另一端插入边坡内固定；在加固横梁处浇筑混凝土；待混凝土干
燥后，将加固横梁以下的边坡及护面墙挖除；铺设c30砼基础并设置排水组件，使得c30砼基础与道路连接。
45.在本发明中，施工人员首先确定护面墙需要挖除的部分，并在挖除的地方加装加固横梁，且加固横梁通过间隔设置的锚杆进行固定，并浇筑混凝土，以实现支撑上部护面墙的功能；而后在将制作好的加固横梁底部的边坡和护面墙挖除，并铺设c30砼基础，最后重新设置排水组件，完成道路路面扩宽改造。
46.与现有技术相比，本发明提供的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，通过在护面墙上加装加固横梁，使加固横梁对其上方的护面墙进行支撑，以便于施工人员对加固横梁下方的边坡及护面墙挖除，并铺设c30砼基础，设置排水组件，最终完成道路路面扩宽改造。
47.综上，本发明至少缓解了现有技术中存在的在对挖方路段进行拼宽时，无法通过合理改造边坡以满足通车的需求，以及影响老边坡正常使用的技术问题。
附图说明
48.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1为本发明实施例提供的高挖方拼宽路段边坡局部结构的主视结构示意图；
50.图2为本发明实施例提供的高挖方拼宽路段边坡局部结构的放大示意图；
51.图3为本发明实施例提供的高挖方拼宽路段边坡局部结构的锚杆连接部分的结构示意图；
52.图4为本发明实施例提供的高挖方拼宽路段边坡局部结构加固横梁的主视结构示意图。
53.图标：1-加固横梁；11-加固框架；12-加固网；2-锚杆；21-杆体；22-弯折部；3-c30砼基础；4-侧石；5-水泥砂浆层；6-镀锌钢管；7-轮廓标；8-墙体；110-排水组件；1101-水沟本体；1102-水沟盖；120-面层。
具体实施方式
54.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。
55.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
56.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
57.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
59.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
60.下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
61.实施例一
62.本实施例提供一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，参照图1，该高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，包括以下步骤：
63.在护面墙横梁部分分段开槽；加装锚杆2，并在护面墙的开槽处加装加固横梁1，将锚杆2的一端与加固横梁1连接，另一端插入边坡内固定；在加固横梁1处浇筑混凝土；待混凝土干燥后，将加固横梁1以下的边坡及护面墙挖除；铺设c30砼基础3并设置排水组件110，使得c30砼基础3与道路连接。
64.本发明实施例至少缓解了现有技术中存在的在对挖方路段进行拼宽时，无法通过合理改造边坡以满足通车的需求，以及影响老边坡正常使用的技术问题。
65.在本发明实施例中，施工人员首先确定护面墙需要挖除的部分，并在挖除的地方加装加固横梁1，且加固横梁1通过间隔设置的锚杆2进行固定，并浇筑混凝土，以实现支撑上部护面墙的功能；而后在将制作好的加固横梁1底部的边坡和护面墙挖除，并铺设c30砼基础3，最后重新设置排水组件110，完成道路路面扩宽改造。
66.需要说明的是，在原先边坡的护面墙进行开槽和分段锚固支护施工时，需要在前一段锚固支护完成后再开挖下一段；且优选的，分段长度可以为5m。
67.与现有技术相比，本发明实施例提供的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，通过在护面墙上加装加固横梁1，使加固横梁1对其上方的护面墙进行支撑，以便于施工人员对加固横梁1下方的边坡及护面墙挖除，并铺设c30砼基础3，设置排水组件110，最终完成道路路面扩宽改造。
68.本实施例可选的实施方式中，参照图1或图4，加装锚杆2，并在护面墙的开槽处加装加固横梁1，将锚杆2的一端与加固横梁1连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
69.设置多根锚杆2，且相邻的锚杆2的间距为1.5米，以使加固横梁1支撑其上部的护面墙；边坡的坡率取1:0.5。
70.具体的：锚杆2设有多根，且每一个锚杆2均优选采用c25mm螺纹钢粘结锚杆，相邻的锚杆2的间距为1.5m，即通过等距间隔分布的锚杆2实现将加固横梁1与墙体8固定。
71.优选的，加固横梁1通过加固框架11和加固网12连接而成，以便于与锚杆2固定以及灌注混凝土。
72.进一步地，参照图1或图3，加装锚杆2，并在护面墙的开槽处加装加固横梁1，将锚杆2的一端与加固横梁1连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
73.将每一根锚杆2的长度设置为3米，且与水平方向的夹角为10
°‑
11
°
，摩擦系数为0.6，以使得锚杆的抗拔力大于护面墙重力，进而使加固横梁1支撑其上部的护面墙。
74.具体的：锚杆2为在杆体21的一端设置弯折部22而成，且弯折部22的长度为20cm，待将多根锚杆2固定后，通过注浆将其与加固横梁1和墙体8固定，注浆要求为水灰比0.45～0.5，且为m30纯水泥浆，水泥要求42.5级及以上，注浆压力不小于0.5mpa。
75.进一步地，加装锚杆2，并在护面墙的开槽处加装加固横梁1，将锚杆2的一端与加固横梁1连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
76.计算抗拔力的分力p’以及护面墙重力的分力g’，并确定p’大于g’；
77.p’＝p
×
(cos(63.43
°
+10
°
)+sin(63.43
°
+10
°
)
×
0.6)＝105.6kn；
78.g’＝g
×
(cos(63.43
°
)-cos(63.43
°
)
×
0.6)＝96.6kn；
79.p’＞g’；
80.式中，p为多个锚杆2的抗拔力，g为护面墙重力。
81.具体的：边坡的坡率取1:0.5(其倾角为63.43
°
)，且锚杆2的摩擦系数为0.6，在此状态下，多个锚杆2的抗拔力的分力p’为105.6kn；其大于护面墙重力的分力g’的96.6kn，因此可以实现对护面墙固定支撑的功能。
82.进一步地，加装锚杆2，并在护面墙的开槽处加装加固横梁1，将锚杆2的一端与加固横梁1连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：
83.计算扛拔力p以及护面墙重力g；
84.p1＝(0.0125
×
0.0125
×
π
×
400
×
1000)/1.6≈122.72kn；
85.p2＝(3
×
π
×
0.05
×
550)/2≈129.6kn；
86.p3＝(3
×
π
×
0.025
×
2.4
×
1000)/2≈283kn；
87.p＝min(p1,p2,p3)≈122.72kn；
88.g＝0.4
×
10
×
1.118
×
2300
×
10
×
10-3
×
1.5≈154.3kn。
89.具体的：算出p1、p2和p3的数值，并通过取三者最小值，得出需要的p的数值，并将算出的p和g的数值，算出p’和g’的数值，并比较大小。
90.需要具体说明的是：
91.公式一：
92.p1＝af
ptk
/k1；
93.式中：a——锚杆体截面积(m2)；
94.k1——预应力筋截面设计安全系数；
95.f
ptk
——锚杆体材料抗拉强度标准值(kpa)。
96.计算时，f
ptk
取值为400mpa，k1取值为1.6，计算结果如下：
97.p1＝(0.0125
×
0.0125
×
π
×
400
×
1000)/1.6≈122.72kn。
98.公式二：
99.p2＝πdl
rfrb
/k2；
100.式中：lr——地层与注浆体间黏结长度(m)；
101.k2——安全系数；
102.d——锚固段钻孔直径(m)；
103.f
rb
——地层与注浆体间黏结强度设计值(kpa)。
104.计算时，d取值为0.05m，lr取值为3m，f
rb
取值为550kpa，k2取值为2.0，计算结果如下：
105.p2＝(3
×
π
×
0.05
×
550)/2≈129.6kn。
106.公式三：
107.p3＝nπdglgfb/k2；
108.式中：lg——注浆体与锚杆体间黏结长度(m)；
109.dg——锚杆体材料直径(m)；
110.fb——注浆体与锚杆体间黏结强度设计值(kpa)；
111.n——锚杆体根数。
112.计算时，n取值为1，dg取值为0.025m，lg取值为3m，fb取值为2.4mpa，k2取值为2.0，计算结果如下：
113.p3＝(3
×
π
×
0.025
×
2.4
×
1000)/2≈283kn。
114.本实施例可选的实施方式中，参照图1或图2，铺设c30砼基础3并设置排水组件110，以使得c30砼基础3与道路连接的步骤包括：
115.在c30砼基础3上设置用于容置管线的镀锌钢管6，并在其外部灌注混凝土，且镀锌钢管6设于排水组件110远离道路的一侧。
116.具体的：在c30砼基础3上设置的镀锌钢管6，此镀锌钢管6优选为φ110mm镀锌管，且预支数量为四个，用于作为后期的管线通道使用。
117.进一步地，参照图1或图2，铺设c30砼基础3并设置排水组件110，使得c30砼基础3与道路连接的步骤包括：
118.在镀锌钢管6的混凝土上设置侧石4，侧石4设于排水组件110远离道路的一侧。
119.具体的：待镀锌钢管6的混凝土干燥后设置侧石4，侧石4设于排水组件110远离道路的一侧并与排水组件110抵接，用于为排水组件110提供侧向支撑。
120.进一步地，参照图1或图2，铺设c30砼基础3并设置排水组件110，使得c30砼基础3与道路连接的步骤包括：
121.在侧石4的底部设置水泥砂浆层5。
122.具体的：在侧石4的底部设置水泥砂浆层5，即将水泥砂浆层5设置在侧石4与混凝土之间。
123.本实施例可选的实施方式中，参照图1或图2，铺设c30砼基础3并设置排水组件110，以使得c30砼基础3与道路连接的步骤包括：
124.在镀锌钢管6的混凝土上设置轮廓标7，轮廓标7设于侧石4远离道路的一侧。
125.具体的：轮廓标7设于侧石4远离道路的一侧，且优选的，轮廓标7垂直于地面设置，且沿道路的延伸方向间隔分布。
126.本实施例可选的实施方式中，参照图2，铺设c30砼基础3并设置排水组件110，以使得c30砼基础3与道路连接的步骤包括：
127.排水组件110包括水沟本体1101；将水沟本体1101通过混凝土固定在c30砼基础3上，并加盖水沟盖1102。
128.具体的：水沟本体1101优选为u型槽体结构，且在其顶部加盖水沟盖1102，且使得水沟盖1102的高度低于面层120的高度，以实现在将边坡局部结构改造后，实现路面排水功能。
129.最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；本说明书中的以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，包括以下步骤：在护面墙横梁部分分段开槽；加装锚杆(2)，并在护面墙的开槽处加装加固横梁(1)，将所述锚杆(2)的一端与所述加固横梁(1)连接，另一端插入边坡内固定；在所述加固横梁(1)处浇筑混凝土；待混凝土干燥后，将所述加固横梁(1)以下的边坡及护面墙挖除；铺设c30砼基础(3)并设置排水组件(110)，使得所述c30砼基础(3)与道路连接。2.根据权利要求1所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，加装锚杆(2)，并在护面墙的开槽处加装加固横梁(1)，将所述锚杆(2)的一端与所述加固横梁(1)连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：设置多根所述锚杆(2)，且相邻的所述锚杆(2)的间距为1.5米，以使所述加固横梁(1)支撑其上部的护面墙；边坡的坡率取1:0.5。3.根据权利要求2所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，加装锚杆(2)，并在护面墙的开槽处加装加固横梁(1)，将所述锚杆(2)的一端与所述加固横梁(1)连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：将每一根所述锚杆(2)的长度设置为3米，且与水平方向的夹角为10
°‑
11
°
，摩擦系数为0.6，以使得锚杆的抗拔力大于护面墙重力，进而使所述加固横梁(1)支撑其上部的护面墙。4.根据权利要求3所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，加装锚杆(2)，并在护面墙的开槽处加装加固横梁(1)，将所述锚杆(2)的一端与所述加固横梁(1)连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：计算抗拔力的分力p’以及护面墙重力的分力g’，并确定p’大于g’；p’＝p
×
(cos(63.43
°
+10
°
)+sin(63.43
°
+10
°
)
×
0.6)＝105.6kn；g’＝g
×
(cos(63.43
°
)-cos(63.43
°
)
×
0.6)＝96.6kn；p’＞g’；式中，p为多个所述锚杆(2)的抗拔力，g为护面墙重力。5.根据权利要求4所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，加装锚杆(2)，并在护面墙的开槽处加装加固横梁(1)，将所述锚杆(2)的一端与所述加固横梁(1)连接，另一端插入边坡内固定的步骤包括：计算抗拔力p以及护面墙重力g；p1＝(0.0125
×
0.0125
×
π
×
400
×
1000)/1.6≈122.72kn；p2＝(3
×
π
×
0.05
×
550)/2≈129.6kn；p3＝(3
×
π
×
0.025
×
2.4
×
1000)/2≈283kn；p＝min(p1,p2,p3)≈122.72kn；g＝0.4
×
10
×
1.118
×
2300
×
10
×
10-3
×
1.5≈154.3kn。6.根据权利要求1所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，铺设c30砼基础(3)并设置排水组件(110)，以使得所述c30砼基础(3)与道路连接的步骤包括：在所述c30砼基础(3)上设置用于容置管线的镀锌钢管(6)，并在其外部灌注混凝土，且所述镀锌钢管(6)设于所述排水组件(110)远离道路的一侧。
7.根据权利要求6所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，铺设c30砼基础(3)并设置排水组件(110)，使得所述c30砼基础(3)与道路连接的步骤包括：在所述镀锌钢管(6)的混凝土上设置侧石(4)，所述侧石(4)设于所述排水组件(110)远离道路的一侧。8.根据权利要求7所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，铺设c30砼基础(3)并设置排水组件(110)，使得所述c30砼基础(3)与道路连接的步骤包括：在所述侧石(4)的底部设置水泥砂浆层(5)。9.根据权利要求7所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，铺设c30砼基础(3)并设置排水组件(110)，以使得所述c30砼基础(3)与道路连接的步骤包括：在所述镀锌钢管(6)的混凝土上设置轮廓标(7)，所述轮廓标(7)设于所述侧石(4)远离道路的一侧。10.根据权利要求1所述的高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，其特征在于，铺设c30砼基础(3)并设置排水组件(110)，以使得所述c30砼基础(3)与道路连接的步骤包括：所述排水组件(110)包括水沟本体(1101)；将水沟本体(1101)通过混凝土固定在c30砼基础(3)上，并加盖水沟盖(1102)。

技术总结
本发明提供一种高挖方拼宽路段边坡局部结构的改造方法，涉及道路边坡结构施工的技术领域，包括以下步骤：在护面墙横梁部分分段开槽；加装锚杆，并在护面墙的开槽处加装加固横梁，将锚杆的一端与加固横梁连接，另一端插入边坡内固定；在加固横梁处浇筑混凝土；待混凝土干燥后，将加固横梁以下的边坡及护面墙挖除；铺设C30砼基础并设置排水组件，使得C30砼基础与道路连接。本发明缓解了现有技术中存在的在对挖方路段进行拼宽时，无法通过合理改造边坡以满足通车的需求，以及影响老边坡正常使用的技术问题。用的技术问题。用的技术问题。


技术研发人员：章吟秋 胡志康 陈新国
受保护的技术使用者：浙江数智交院科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.20
技术公布日：2023/10/7