桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及施工方法技术

桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及施工方法，支护体系由支护桩（1）、冠梁（2）、挡土板（3）、腰梁（4）、托板（11）、拉杆（6）、锚头（24）七部分组成，冠梁（2）连接各支护桩（1）的顶部，支护桩（1）、冠梁（2）、挡土板（3）、腰梁（4）所配钢筋相互连接，现浇为一个整体。该整体通过拉杆（6）与托板（11）相连。拉杆（6）应进行防腐处理并用水泥砂浆（9）包裹。填料（14）产生的土压力通过锚头（24）传至托板（11），并通过支护桩（1）插入深度范围内的被动土压力及托板（11）的锚固力确保结构的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及其施工方法
本专利技术专利涉及一种新的岩土工程领域针对填方工程的柔性支护体系。
技术介绍
我国西部地区山地沟壑纵横，湿陷性黄土分布广泛，为求得发展空间，纷纷进行推山造地、兴建机场等工程项目，且基坑开挖和公路、铁路边坡出现的塌方也需要在原位进行支护锚固。由此产生了众多的湿陷性黄土填方工程和高填方边坡支护工程。一般的填方边坡支护方法是锚定板，依靠填土与锚定板接触面上的侧向承载力以维持结构的平衡，破坏时产生的破坏面是折线形，采用的整体稳定性分析方法是Kranz法。这种技术的主要缺点在于：（1）一旦破坏，在边坡顶面会出现明显的裂缝，外部环境（降雨、冻融循环等）会加速支护结构体系的破坏。（2）锚定板传递抗拔力的钢拉杆在湿陷性黄土产生湿陷、高填方工程产生较大工后沉降过程中易折断。（3）施工过程中对锚定板的安放要求较高。无法使用大型机械进行压实影响了施工的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及其施工方法。本专利技术是桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及其施工方法该支护体系，桩板墙预应力锚托板柔性支护体系，由支护桩1、冠梁2、挡土板3、腰梁4、托板11、拉杆6、锚头24组成，支护桩1在地面以下采用挖孔成桩，桩端坐落在可靠持力层；冠梁2连接各支护桩1的顶部；在腰梁4处位置设置预留拉杆孔5；在挡土板3的中间位置预留泄水孔27；支护桩1地面以上部分、冠梁2、挡土板3、腰梁4所配钢筋相互连接，现浇为一个整体，该整体通过拉杆6与托板11相连；锚头24由封锚混凝土13、钢垫板12和锚具10组成；若拉杆6为锚索18，则一端通过锚头24与腰梁4连接，另一端也通过锚头24与托板11相连；若拉杆6为螺纹钢，则拉杆6分为拉杆前段15和拉杆后段16，拉杆前段15通过锚头24与腰梁4相连，拉杆后段16采用双面满焊17工艺，通过角钢21与托板所配钢筋20连接，拉杆前段15和拉杆后段16采用双面满焊17工艺连接；拉杆6表面涂抹防腐材料7，外面套装PVC套管8，并用水泥砂浆9包裹。桩板墙预应力锚托板柔性支护体系的施工方法，其步骤为：（1）预制托板11；按照计算结果配置托板11所需钢筋20，若拉杆6为锚索18，则在托板内利用PVC套管8预留孔道，支模现浇成型达到预设强度后，将锚索穿过预留孔洞后利用锚具10与托板11相连；拉杆6若为螺纹钢，则拉杆6分为拉杆前段15和拉杆后段16，其中拉杆后段16一部分与托板11所配钢筋20利用角钢21相连，工艺为双面满焊17，支模后现浇成型。托板11的表面可做成波纹形26等有利于增加表面面积的形状；（2）施工支护桩1、压顶冠梁2、挡土板3和腰梁4；支护桩1在地面以下部分进行挖孔成桩，桩端应坐落在可靠的持力层；支护桩1地面以上部分所配钢筋与冠梁2、档土板3和腰梁4所配钢筋相互连接，并支模现浇成一个整体，钢筋的锚固长度应符合相关规范的要求；在挡土板3上用PVC套管8预留泄水孔27，在腰梁4上采用PVC套管8预留拉杆孔5；（3）待支护桩1、挡土板3、腰梁4的混凝土强度达到85%以上后，方能在墙后进行填料14压实处理；填料14压实应从自然地面标高开始，填料14的压实系数根据边坡稳定性计算中土体参数的要求决定；（4）安放托板11；待填料14压实处理达到第一排托板11设计标高后，在已压实处理的土层中开设100mmx100mm的凹槽25，将预制的托板11水平放置，拉杆后段16放置于开设好的凹槽25中；若拉杆为锚索18，则与托板11连接的锚头24也应放置于相应的凹槽中；（5）连接拉杆的前段15和后段16。拉杆的前段15一端伸入预留的拉杆孔5，另一端与拉杆后段16相连，连接工艺为双面满焊17；（6）对拉杆6进行防腐处理。在整个拉杆表面涂一层防腐材料7，套装到PVC套管8中，然后在凹槽25中填塞水泥砂浆9；（7）待水泥砂浆9的强度达到85%以上后，继续进行填料14的压实处理。直至达到第二排托板11的安放位置；（8）重复步骤（2）、步骤（3）、步骤（4）、步骤（5）、步骤（6）、步骤（7），直至填至支护桩1桩顶标高；（9）对锚托板进行预应力张拉，形成预应力锚托板23，用锚具10将预应力锚托板23与腰梁4紧密连接，然后施工用于保护的封锚混凝土13；（10）按照此步骤施工下一个工作面的预应力锚托板23、挡土板3、腰梁4和支护桩1，并完成各层预应力锚托板23的张拉与锚固。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的新型桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及其施工方法，是针对填方工程的柔性支护体系，特别适用于湿陷性黄土地区填方工程和工后沉降较大的高填方工程。该体系能够根据土质情况（是否具有湿陷性）、填方高度及预计的工后沉降量大小选择拉杆的形式（锚索或螺纹钢），柔性的锚索能够避免由于土体产生湿陷和较大的工后沉降对支护结构产生的不利影响（刚性拉杆的折断）。体系是通过桩地面以下的插入深度范围内的被动土压力、填料与锚托板之间的摩擦力共同保障结构的稳定性。产生的破坏形态将是圆弧滑动破坏，潜在滑移面的存在使得边坡顶面不会出现较宽的裂缝，避免外部环境（降雨、冻融循环等）作用下支护结构破坏的加剧。本专利技术施工过程简单，只需将填料分层碾压，至设计标高后安放托板，再继续分层碾压，重复上述工序直至填土至桩顶。适用于大型机械进行施工。附图说明图1为本专利技术柔性支护体系的立面图，图2为本专利技术柔性支护体系的剖面图，此处仅示意拉杆同时为螺纹钢的情况，也可同时为锚索，也可是锚索与螺纹钢的组合，图3为拉杆与桩板墙连接大样图，图4为锚索与托板连接大样图，图5为单根拉杆（螺纹钢）与托板连接透视图，图6为拉杆防腐处理截面图，图7为波纹形托板，附图标记及名称为：支护桩1，冠梁2，挡土板3，腰梁4，预留拉杆孔5，拉杆6，防腐材料7，PVC套管8，水泥砂浆9，锚具10，托板11，钢垫板12，封锚混凝土13，填料14，拉杆前段15，拉杆后段16，双面满焊17，锚索18，螺纹钢19，托板所配钢筋20，角钢21，预应力锚托板23，锚头24，凹槽25，波纹形表面26，泄水孔27。具体实施方式本专利技术是一种新型桩板墙预应力锚托板柔性支护体系及其施工方法，如附图1、附图2所示，整个体系均为钢筋混凝土结构。该支护体系由支护桩1、冠梁2、挡土板3、腰梁4、托板11、拉杆6、锚头24七部分组成，是针对填方工程的支护体系，特别适用于湿陷性黄土地区填方工程和工后沉降较大的高填方工程。该体系中支护桩1直径为0.8-1.2m，地面以下采用挖孔成桩，桩端坐落在可靠持力层。冠梁2连接各支护桩1的顶部;在腰梁4处位置设置预留拉杆孔5；在挡土板3的中间位置预留泄水孔27；支护桩1地面以上部分、冠梁2、挡土板3、腰梁4所配钢筋相互连接，现浇为一个整体，钢筋的锚固长度应符合相关规范的要求。该整体通过拉杆6与托板11相连；拉杆6在湿陷性黄土地区或工后沉降大的高填方工程宜采用预应力松弛小、变形能力较好的锚索18。无湿陷性地区和填土厚度不大、工后沉降较小的工程可采用螺纹钢。拉杆6选配钢筋的级别及直径大小由计算确定。若拉杆6为锚索18，则一端通过锚头24与腰梁4连接，另一端也通过锚头24与托板11相连；若拉杆6为螺纹钢，则拉杆6分为拉杆前段15和拉杆后段16，拉杆前段15通过锚头24与腰梁4相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
桩板墙预应力锚托板柔性支护体系，由支护桩（1）、冠梁（2）、挡土板（3）、腰梁（4）、托板（11）、拉杆（6）、锚头（24）组成，其特征在于支护桩（1）在地面以下采用挖孔成桩，桩端坐落在可靠持力层；冠梁（2）连接各支护桩（1）的顶部；在腰梁（4）处位置设置预留拉杆孔（5）；在挡土板（3）的中间位置预留泄水孔（27）；支护桩（1）地面以上部分、冠梁（2）、挡土板（3）、腰梁（4）所配钢筋相互连接，现浇为一个整体，该整体通过拉杆（6）与托板（11）相连；锚头由钢垫板（12）和锚具（10）组成；若拉杆（6）为锚索（18），则一端通过锚头（24）与腰梁（4）连接，另一端也通过锚头（24）与托板（11）相连；若拉杆（6）为螺纹钢（19），则拉杆（6）分为拉杆前段（15）和拉杆后段（16），拉杆前段（15）通过锚头（24）与腰梁相连，拉杆后段（16）通过角钢（21）与托板所配钢筋（20）连接，拉杆（6）表面涂抹防腐材料（7），外面套装PVC套管（8），并用水泥砂浆（9）包裹。

【技术特征摘要】
1.桩板墙预应力锚托板柔性支护体系，由支护桩（1）、冠梁（2）、挡土板（3）、腰梁（4）、托板（11）、拉杆（6）、锚头（24）组成，其特征在于支护桩（1）在地面以下采用挖孔成桩，桩端坐落在可靠持力层；冠梁（2）连接各支护桩（1）的顶部；在腰梁（4）处位置设置预留拉杆孔（5）；在挡土板（3）的中间位置预留泄水孔（27）；支护桩（1）地面以上部分、冠梁（2）、挡土板（3）、腰梁（4）所配钢筋相互连接，现浇为一个整体，该整体通过拉杆（6）与托板（11）相连；锚头（24）由封锚混凝土（13）、钢垫板（12）和锚具（10）组成；若拉杆（6）为锚索（18），则一端通过锚头（24）与腰梁（4）连接，另一端也通过锚头（24）与托板（11）相连；若拉杆（6）为螺纹钢，则拉杆（6）分为拉杆前段（15）和拉杆后段（16），拉杆前段（15）通过锚头（24）与腰梁（4）相连，拉杆后段（16）采用双面满焊（17）工艺，通过角钢（21）与托板所配钢筋（20）连接，拉杆前段（15）和拉杆后段（16）采用双面满焊（17）工艺连接；拉杆（6）表面涂抹防腐材料（7），外面套装PVC套管（8），并用水泥砂浆（9）包裹。2.桩板墙预应力锚托板柔性支护体系的施工方法，其步骤为：（1）预制托板（11）：按照计算结果配置托板（11）所需钢筋（20），若拉杆（6）为锚索（18），则在托板内利用PVC套管（8）预留孔道，支模现浇成型达到预设强度后，将锚索（18）穿过预留孔洞后利用锚具（10）与托板（11）相连；拉杆（6）若为螺纹钢，则拉杆（6）分为拉杆前段（15）和拉杆后段（16），其中拉杆后段（16）一部分与托板（11）所配钢筋（20）利用角钢（21）相连，工艺为双面满焊（17），支模后现浇成型；（2）施工支护桩（1）、压顶冠梁（2）、挡土板（3）和腰梁（4）：支护桩（1）在地面以下部分进行挖孔成桩，桩端应...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱彦鹏，朱胜祥，叶帅华，郑晓静，周勇，吴意谦，李元勋，惠趁意，李京榜，马孝瑞，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62