超高轻型支挡结构及治理高填方、高边坡工程的方法技术

本发明专利技术公开了超高轻型支挡结构及治理高填方、高边坡工程的方法，先竖直设置主桩、副桩，然后承台以下的挡土板施工，桩间及桩后填土应分层填筑压实，承台施工，承台以上扶臂与挡土板施工及钢管预埋，锚碇墙施工，承台以上的挡土板后填土，拉杆定位、安装、张拉、锁定、封锚混凝土及孔内灌注水泥浆的施工。可以适用于千变万化的场地条件，当填方高度在12.0m‑24.0m，边坡总高度在16.0m‑30.0m时与普通挡土墙有可比性。当填方高度在24.0m‑30.0m，边坡总高度在28.0m‑34.0m时与桥梁有可比性，同时，具有承重、阻滑与挡土三重功能。

【技术实现步骤摘要】
超高轻型支挡结构及治理高填方、高边坡工程的方法
本专利技术属于土木工程
，涉及一种超高轻型支挡结构及治理高填方、高边坡工程的方法。
技术介绍
我国《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)提出的可用于填方边坡的支挡结构类型及适用条件有：1)重力式挡土墙(包括衡重式挡土墙)适用于一般地区、浸水地区和地震地区的路肩、路堤和路堑等支挡工程。墙高不大于12.0m。2)半重力式挡土墙适用于不宜采用重力式挡土墙的地下水位较高或软弱的地基上，墙高不宜大于12.0m。3)悬臂式挡土墙宜在地基承载力较低的填方路段采用，墙高不宜超过5.0m。4)扶臂式挡土墙宜在地基承载力较低的填方路段采用，尽管规范指出可达15.0m。但在实际应用中，当墙高超过10.0m，对一般土质地基，其地基承载力及挡土墙的抗滑与抗倾覆稳定性很难满足要求，且底板宽度将接近墙高。5)锚碇板挡土墙宜使用在石料不充足地区的路肩墙或路堤式挡土墙，墙高不宜超过10.0m。加筋土挡土墙用于一般地区的路肩墙或路堤式挡土墙墙高不大于12.0m。以上支挡结构类型的缺点是：一方面支挡填方高度有限，另一方面仅具有挡土功能，无承重及阻滑功能，不适用于滑坡、坍塌、软土地基上。《高轻型支挡技术及应用》(张玉芳著)等著作中提出的可用于填方边坡的支挡结构类型及适用条件有：高轻型预应力锚索桩板墙适用于自然地形陡的填方高度12.0m-16.0m的路堤支挡，该支护结构有一定的阻滑功能，但墙后必须具备适宜于预应力锚索锚固的地层，并能提供足够的锚固力，不适合用于大范围的填方地段。高轻型锚碇板挡土墙适用于填方高度12.0m-16.0m的路堤支挡，但不宜使用在抗滑地段。随着公路、铁路等建设的迅速发展，为适应千变万化的场地条件及大范围高填方(填方高度超过16.0m、边坡总高度超过24.0m)边坡支挡的需要。组合式支挡结构正是在这种国内外形势下再次成为工程技术人员关注的热点问题。
技术实现思路
为了达到上述目的，本专利技术提供一种超高轻型支挡结构，可以适用于千变万化的场地条件，当填方高度在12.0m-24.0m，边坡总高度在16.0m-30.0m时与普通挡土墙有可比性。当填方高度在24.0m-30.0m，边坡总高度在28.0m-34.0m时与桥梁有可比性，同时，具有承重、阻滑与挡土三重功能。本专利技术的另一目的是提供上述超高轻型支挡结构治理高填方、高边坡工程的方法。本专利技术所采用的技术方案是，超高轻型支挡结构，包括钢筋混凝土制成的竖直设置主桩、副桩，在主桩与副桩上方、主桩与副桩之间设置有承台，在主桩上设置有钢筋混凝土制成的挡土板；主桩与副桩的上部设置扶臂；在扶臂上水平预埋钢管；还设置有由钢筋混凝土制成锚碇墙，锚碇墙上水平预埋钢管；拉杆从扶臂及锚碇墙上的预埋钢管中穿过；锚碇墙的拉杆的端部用锚具固定；扶臂外侧、位于扶臂上的拉杆的端部用锚具固定；锚具外用混凝土封锚。本专利技术所采用的另一技术方案是，采用超高轻型支挡结构治理高填方、高边坡工程的方法，具体按照以下步骤进行：步骤1，竖直设置主桩、副桩，主桩与副桩由钢筋混凝土制成，地面以下的主桩与副桩一次浇注成型，地面以上的主桩与副桩根据实际情况采用多次浇注，接茬处应先凿毛；步骤2，承台以下的挡土板施工：挡土板由钢筋混凝土制成；步骤3，桩间及桩后填土应分层填筑压实，分层厚度不大于50cm，距主桩与副桩及挡土板距离1m范围内的填土用小于1吨的小型压路机或打夯机压实，压实度不少于85％；步骤4，承台施工，主桩与副桩上方水平设置承台由钢筋混凝土制成，采用现场浇注；步骤5，承台以上扶臂与挡土板施工及钢管预埋：扶臂与挡土板由钢筋混凝土制成，在挡土板后设置砂石反滤层，在扶臂混凝土浇注前，应根据设计位置，在扶臂上水平预埋钢管，预埋钢管内径根据设计的拉杆直径确定；步骤6，锚碇墙施工：锚碇墙由钢筋混凝土制成，采用现场浇注，在锚碇墙混凝土浇注前，应根据设计位置，在锚碇墙上水平预埋钢管，钢管内径根据的拉杆的直径确定；步骤7，承台以上的挡土板后填土，挡土板后填土应分层压实，分层厚度不大于50cm，距扶臂、挡土板及锚碇墙的距离1m范围内的填土用小于1吨的小型压路机或打夯机压实，压实度不少于85％；土的填筑应根据拉杆设置位置，与拉杆安装、张拉及锁定交递进行；步骤8，拉杆定位、安装、张拉、锁定、封锚混凝土及孔内灌注水泥浆的施工：拉杆定位、安装及张拉与挡土板后土的填筑交递进行，直到坡顶设计标高；在拉杆安装前，先填方至拉杆设计水平高度以上0.2m，填方压实度达到规定要求后方可开始安装拉杆；安装拉杆时，应根据拉杆设计平面位置先在压实填方表面挖槽，槽宽0.3m，深度比拉杆设计标高低10cm；将拉杆从扶臂及锚碇墙上的预埋钢管中穿过，埋入开挖好的拉杆沟槽中；将位于锚碇墙的拉杆的端部用锚具安装好，并对位于锚碇墙上预埋钢管内灌注水泥浆，同时进行位于锚碇墙上封锚混凝土的施工，拉杆沟槽用土或三七灰土填筑压实，在继续填方压实至拉杆标高以上1m时，在扶臂外侧用锚具将位于扶臂上拉杆的端部安装好，拉杆张拉、张拉分级、张拉荷载、张拉时间按设计要求确定，张拉时应注意扶臂的变形及填方的变化，如发现异常情况，应停止张拉，查明原因，采取措施；重复以上步骤8直至填方至坡顶，在填方全部完成后，按设计要求对所有拉杆进行补张拉，并对位于扶臂上预埋钢管内灌注水泥浆，同时进行位于扶臂上封锚混凝土的施工。进一步的，所述步骤1中，主桩与副桩采用人工挖孔灌注桩或机械成孔灌注桩，主桩与副桩桩径不少于600mm，混凝土强度等级不低于C25。进一步的，所述步骤2中，挡土板采用现场浇注或采用预制拼装；承台以下的挡土板厚度为120-200mm，混凝土强度等级不低于C25。进一步的，所述步骤4中，承台厚度不少于400mm，混凝土强度等级不低于C25。进一步的，所述步骤5中，承台以上的挡土板上预留泄水孔，泄水孔间距2-3m，孔径50-100mm，承台以上的挡土板厚度为150-200mm。进一步的，所述步骤5中，扶臂厚度不少于300mm，扶臂间距2-3m，扶臂及挡土板混凝土强度等级不低于C25。进一步的，所述步骤6中，锚碇墙厚度不少于300mm，混凝土强度等级不低于C25。进一步的，所述步骤8中，拉杆采用变形钢筋或钢绞线。进一步的，所述拉杆采用钢绞线时，采用无粘结钢绞线制作，钢绞线除两头夹片附近外，其余部分先涂刷两遍防腐油漆，再涂满防腐油脂，外套内径为17mm、壁厚不小于1mm的硬塑管。本专利技术的有益效果是，综合了悬臂式桩板墙、双排抗滑桩、高轻型预应力锚索桩板墙、高轻型锚碇板挡土墙与扶臂式挡土墙的技术特点，兼有承重、阻滑和支挡三重功能的超高轻型支挡结构。相对于传统的高填方、高边坡、高轻型支挡结构，本支护结构在变形控制的有效性、结构形式布置的灵活性等方面得以很好的体现。其主要有以下几个方面的特点：1)布置型式灵活。桩板及锚碇墙组合形式机动灵活，适应性强。a)可根据挡土墙后填土中破裂面的位置及方位将锚碇墙设置成分离式(图1、2)、整体式竖直式与整体倾斜式(图3、4)。对于分离式锚碇墙：各锚碇墙独立发挥作用，其设置位置灵活，但各拉杆之间的整体协调能力差。对于整体竖直式锚碇墙：施工快速简单，一次成型，各拉杆之间的整体协调能力好，但下层拉杆长度大。对于整体倾斜式锚碇墙：可根本文档来自技高网...

【技术保护点】
超高轻型支挡结构，其特征在于，包括钢筋混凝土制成的竖直设置主桩(1)、副桩(2)，在主桩(1)及副桩(2)上方、主桩(1)与副桩(2)之间设置有承台(3)，在主桩(1)上设置有钢筋混凝土制成的挡土板(4)；主桩(1)与副桩(2)的上部设置扶臂(5)；在扶臂(5)上水平预埋钢管(6)；还设置有由钢筋混凝土制成锚碇墙(11)，锚碇墙(11)上水平预埋钢管(6)；拉杆(10)从扶臂(5)及锚碇墙(11)上的预埋钢管(6)中穿过；锚碇墙(11)的拉杆(10)的端部用锚具(7)固定；扶臂外侧、位于扶臂(5)上的拉杆(10)的端部用锚具(7)固定；锚具(7)外用混凝土(8)封锚。

【技术特征摘要】
1.超高轻型支挡结构，其特征在于，包括钢筋混凝土制成的竖直设置主桩(1)、副桩(2)，在主桩(1)及副桩(2)上方、主桩(1)与副桩(2)之间设置有承台(3)，在主桩(1)上设置有钢筋混凝土制成的挡土板(4)；主桩(1)与副桩(2)的上部设置扶臂(5)；在扶臂(5)上水平预埋钢管(6)；还设置有由钢筋混凝土制成锚碇墙(11)，锚碇墙(11)上水平预埋钢管(6)；拉杆(10)从扶臂(5)及锚碇墙(11)上的预埋钢管(6)中穿过；锚碇墙(11)的拉杆(10)的端部用锚具(7)固定；扶臂外侧、位于扶臂(5)上的拉杆(10)的端部用锚具(7)固定；锚具(7)外用混凝土(8)封锚。2.采用超高轻型支挡结构治理高填方、高边坡工程的方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：步骤1，竖直设置主桩(1)、副桩(2)，主桩(1)与副桩(2)由钢筋混凝土制成，地面以下的主桩(1)与副桩(2)一次浇注成型，地面以上的主桩(1)与副桩(2)根据实际情况采用多次浇注，接茬处应先凿毛；步骤2，承台(3)以下的挡土板(4)施工：挡土板(4)由钢筋混凝土制成；步骤3，桩间及桩后填土应分层填筑压实，分层厚度不大于50cm，距主桩(1)与副桩(2)及挡土板(4)距离1m范围内的填土用小于1吨的小型压路机或打夯机压实，压实度不少于85％；步骤4，承台(3)施工，主桩(1)与副桩(2)上方水平设置承台(3)由钢筋混凝土制成，采用现场浇注；步骤5，承台(3)以上扶臂(5)与挡土板(4)施工及钢管(6)预埋：扶臂(5)与挡土板(4)由钢筋混凝土制成，在挡土板(4)后设置砂石反滤层，在扶臂(5)混凝土浇注前，应根据设计位置，在扶臂(5)上水平预埋钢管(6)，预埋钢管(6)内径根据设计的拉杆直径确定；步骤6，锚碇墙(11)施工：锚碇墙(11)由钢筋混凝土制成，采用现场浇注，在锚碇墙(11)混凝土浇注前，应根据设计位置，在锚碇墙(11)上水平预埋钢管(6)，钢管(6)内径根据的拉杆(10)的直径确定；步骤7，承台(3)以上的挡土板(4)后填土，挡土板(4)后填土应分层压实，分层厚度不大于50cm，距扶臂(5)、挡土板(4)及锚碇墙(11)的距离1m范围内的填土用小于1吨的小型压路机或打夯机压实，压实度不少于85％；土的填筑应根据拉杆(10)设置位置，与拉杆(10)安装、张拉及锁定交递进行；步骤8，拉杆(10)定位、安装、张拉、锁定、封锚混凝土(8)及孔内灌注水泥浆(9)的施工：拉杆(10)定位、安装及张拉与挡土板(4)后土的填筑交递进行，直到坡顶设计标高；在拉杆(10)安装前，先填方至拉杆(10)设计水平高度以上0.2m，填方压实度达到规定要求后方可开始安装拉杆(10)；安装拉杆(10)时，应根据拉杆(10)设计平面位置先在压实填方表面挖槽，槽宽0.3m，深度比拉杆(10)设计标高低...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，唐西娅，杨庆光，
申请(专利权)人：湖南工业大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43