樁板墻預(yù)應(yīng)力錨托板柔性支護(hù)體系及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域針對填方工程的柔性支護(hù)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國西部地區(qū)山地溝壑縱行，濕陷性黃土分布廣泛，為求得發(fā)展空間，紛紛進(jìn)行推山造地、興建機(jī)場等工程項(xiàng)目，基坑開挖和公路、鐵路邊坡出現(xiàn)的塌方需要在原位進(jìn)行支護(hù)錨固。由此產(chǎn)生了眾多的濕陷性黃土填方工程和高填方邊坡支護(hù)工程。
[0003]一般的填方邊坡支護(hù)方法是錨定板，依靠填土與錨定板接觸面上的側(cè)向承載力以維持結(jié)構(gòu)的平衡，破壞時產(chǎn)生的破壞面是折線形，采用的整體穩(wěn)定性分析方法是Kranz法。這種技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于:(1) 一旦破壞，在邊坡頂面會出現(xiàn)明顯的裂縫，外部環(huán)境(降雨、凍融循環(huán)等)會加速支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的破壞。(2)錨定板傳遞抗拔力的鋼拉桿在濕陷性黃土產(chǎn)生濕陷、高填方工程產(chǎn)生較大工后沉降過程中易折斷。(3)施工過程中對錨定板的安放要求較高。無法使用大型機(jī)械進(jìn)行壓實(shí)影響了施工的效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種樁板墻預(yù)應(yīng)力錨托板柔性支護(hù)體系及施工方法。
[0005]本發(fā)明是樁板墻預(yù)應(yīng)力錨托板柔性支護(hù)體系及施工方法，支護(hù)體系由支護(hù)樁1、冠梁2、擋土板3、腰梁4、托板11、拉桿6、錨頭24組成，支護(hù)樁I在地面以下采用挖孔成樁，樁端坐落在可靠持力層；冠梁2連接各支護(hù)樁I的頂部；在腰梁4處位置設(shè)置預(yù)留拉桿孔5 ；在擋土板3的中間位置預(yù)留泄水孔27 ;支護(hù)樁I地面以上部分、冠梁2、擋土板3、腰梁4所配鋼筋相互連接，現(xiàn)澆為一個整體，該整體通過拉桿6與托板11相連；錨頭由鋼墊板12和錨具10組成；若拉桿6為錨索18，則一端通過錨頭24與腰梁4連接，另一端也通過錨頭24與托板11相連；若拉桿6為螺紋鋼19,則拉桿6分為拉桿前段15和拉桿后段16,拉桿前段15通過錨頭24與腰梁相連，拉桿后段16通過角鋼21與托板所配鋼筋20連接，拉桿6表面涂抹防腐材料7，外面套裝PVC套管8，并用水泥砂漿9包裹。
[0006]樁板墻預(yù)應(yīng)力錨托板柔性支護(hù)體系的施工方法，其步驟為:
(O預(yù)制托板11:
按照計(jì)算結(jié)果配置托板11所需鋼筋20，若拉桿6為錨索18，則在托板內(nèi)利用PVC套管8預(yù)留孔道，支?，F(xiàn)澆成型達(dá)到預(yù)設(shè)強(qiáng)度后，將錨索18穿過預(yù)留孔洞后利用錨具10與托板11相連；
拉桿6若為螺紋鋼，則拉桿6分為拉桿前段15和拉桿后段16,其中拉桿后段16 —部分與托板11所配鋼筋20利用角鋼21相連，工藝為雙面滿焊17，支模后現(xiàn)澆成型；
(2)施工支護(hù)樁1、壓頂冠梁2、擋土板3和腰梁4:
支護(hù)樁I在地面以下部分進(jìn)行挖孔成樁，樁端應(yīng)坐落在可靠的持力層；
支護(hù)樁I地面以上部分所配鋼筋與冠梁2、檔土板3和腰梁4所配鋼筋相互連接，并支?，F(xiàn)澆成一個整體，鋼筋的錨固長度符合相關(guān)規(guī)范的要求； 在擋土板3上采用PVC套管8預(yù)留泄水孔27，在腰梁4上采用PVC套管8預(yù)留拉桿孔
5 ；
(3)待支護(hù)樁1、擋土板3、腰梁4的混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%以上后，方能在墻后進(jìn)行填料14壓實(shí)處理；
填料14壓實(shí)從自然地面標(biāo)高開始，填料14的壓實(shí)系數(shù)根據(jù)邊坡穩(wěn)定性計(jì)算中土體參數(shù)的要求決定；
(4)安放托板11:
待填料14壓實(shí)處理達(dá)到第一排托板11設(shè)計(jì)標(biāo)高后，在已壓實(shí)處理的土層中開設(shè)10mmxlOOmm的凹槽25,將預(yù)制的托板11水平放置,拉桿后段16放置于開設(shè)好的凹槽25中；
若拉桿為錨索18，則與托板11連接的錨頭24也應(yīng)放置于相應(yīng)的凹槽中；
(5)連接拉桿前段15和拉桿后段16:
拉桿前段(15)的一端伸入預(yù)留的孔道5，另一端與拉桿后段16相連，連接工藝為雙面滿焊17 ；
(6)對拉桿6進(jìn)行防腐處理:
在整個拉桿表面涂一層防腐材料7，套裝到PVC套管8中，然后在凹槽25中填塞水泥砂漿9 ;
(7)待水泥砂漿9的強(qiáng)度達(dá)到85%以上后，繼續(xù)進(jìn)行填料14的壓實(shí)處理，直至達(dá)到第二排托板11的安放位置；
(8)重復(fù)步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)、步驟(5)、步驟(6)、步驟(7)，直至填至支護(hù)樁I樁頂標(biāo)聞；
(9)對錨托板進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉，形成預(yù)應(yīng)力錨托板23，用錨具10將預(yù)應(yīng)力錨托板23與腰梁4緊密連接，然后施工用于保護(hù)的封錨混凝土 13 ；
(10)按照此步驟施工下一個工作面的預(yù)應(yīng)力錨托板23、擋土板3、腰梁4和支護(hù)樁1，并完成各層預(yù)應(yīng)力錨托板23的張拉與錨固。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明是針對填方工程的柔性支護(hù)體系，特別適用于濕陷性黃土地區(qū)填方工程和工后沉降較大的高填方工程。該體系能夠根據(jù)土質(zhì)情況(是否具有濕陷性)、填方高度及預(yù)計(jì)的工后沉降量大小選擇拉桿的形式(錨索或螺紋鋼)，柔性的錨索能夠避免由于土體產(chǎn)生濕陷和較大的工后沉降對支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響(剛性拉桿的折斷)。體系是通過樁地面以下的插入深度范圍內(nèi)的被動土壓力、填料與錨托板之間的摩擦力共同保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。產(chǎn)生的破壞形態(tài)將是圓弧滑動破壞，潛在滑移面的存在使得邊坡頂面不會出現(xiàn)較寬的裂縫，避免外部環(huán)境(降雨、凍融循環(huán)等)作用下支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞的加劇。本發(fā)明施工過程簡單，只需將填料分層碾壓，至設(shè)計(jì)標(biāo)高后安放托板，再繼續(xù)分層碾壓，重復(fù)上述工序直至填土至樁頂。適用于大型機(jī)械進(jìn)行施工。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明柔性支護(hù)體系的立面圖，圖2為柔性支護(hù)體系的剖面圖，此處僅示意拉桿同時為螺紋鋼的情況，也可同時為錨索，也可是錨索與螺紋鋼的組合；圖3為拉桿與樁板墻連接大樣圖，圖4為錨索與托板連接大樣圖，圖5為單根拉桿(螺紋鋼)與托板連接透視圖，圖6為拉桿防腐處理截面圖，圖7為波紋形托板，附圖標(biāo)記及名稱為:支護(hù)樁1，冠梁2，擋土板3，腰梁4，預(yù)留拉桿孔5，拉桿6，防腐材料7，PVC套管8，水泥砂漿9，錨具10，托板11，鋼墊板12，封錨混凝土 13，填料14，拉桿前段15，拉桿后段16，雙面滿焊17，錨索18，托板所配鋼筋20，角鋼21，預(yù)應(yīng)力錨托板23，錨頭24，凹槽25，波紋形表面26，泄水孔27。
【具體實(shí)施方式】
[0009]本發(fā)明是樁板墻預(yù)應(yīng)力錨托板柔性支護(hù)體系及施工方法，如圖1、圖2所示，整個體系均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。該支護(hù)體系由支護(hù)樁1、冠梁2、擋土板3、腰梁4、托板11、拉桿6、錨頭24七部分組成，是針對填方工程的支護(hù)體系，特別適用于濕陷性黃土地區(qū)填方工程和工后沉降較大的高填方工程。該體系中支護(hù)樁I直徑為0.8-1.2m，地面以下采用挖孔成樁，樁端坐落在可靠持力層。冠梁2連接各支護(hù)樁I的頂部；在腰梁4處位置設(shè)置預(yù)留拉桿孔5 ;在擋土板3的中間位置預(yù)留泄水孔27 ;支護(hù)樁I地面以上部分、冠梁2、擋土板3、腰梁4所配鋼筋相互連接，現(xiàn)澆為一個整體，鋼筋的錨固長度應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范的要求。該整體通過拉桿6與托板11相連；拉桿6在濕陷性黃土地區(qū)或工后沉降大的高填方工程宜采用預(yù)應(yīng)力松弛小、變形能力較好的錨索18。無濕陷性地區(qū)和填土厚度不大、工后沉降較小的工程可采用螺紋鋼。拉桿6選配鋼筋的級別及直徑大小由計(jì)算確定。若拉桿6為錨索18，則一端通過錨頭24與腰梁4連接，另一端也通過錨頭24與托板11相連；若拉桿6為螺紋鋼，則拉桿6分為拉桿前段15和拉桿后段16,拉桿前段15通過錨頭24與腰梁4相連,拉桿后段16通過角鋼21與托板所配鋼筋20連接，采用雙面滿焊17工藝。拉桿前段15和拉桿后段16采用雙面滿焊工藝17連接；拉桿6表面涂抹防腐材料7，外面套裝PVC套管8，并用水泥砂漿9包裹。
[0010]托板11形狀為矩形或者圓形，厚度為80-100_，面積大小根據(jù)需要提供的抗拔力進(jìn)行計(jì)算。為增加摩擦力，可將托板表面做成波紋形表面26。填料14產(chǎn)生的土壓力通過錨具10傳至預(yù)托板11，該柔性支護(hù)體系利用支護(hù)樁I插入深度范圍內(nèi)的被動土壓力及托板11的錨固力確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0011]拉桿6及與之相連的托板11稱為錨托板；錨托板施加預(yù)應(yīng)力后稱為預(yù)應(yīng)力錨托板23 ;錨具10、鋼墊板12、封錨混凝土 13聯(lián)合后統(tǒng)稱為錨頭24。錨托板應(yīng)水平放置。
[0012]預(yù)應(yīng)力錨托板23的間距可在腰梁