本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種輕型組合支擋結(jié)構(gòu)及治理大范圍高填方邊坡工程的方法。

背景技術(shù)：

目前常用于填方邊坡的支擋結(jié)構(gòu)類型有：1)重力式、半重力式擋土墻(包括衡重式擋土墻)等。這種支擋結(jié)構(gòu)是20世紀(jì)50代治理大中型邊坡的重要手段，但這種支擋結(jié)構(gòu)支擋填方邊坡的高度極為有限，常用高度在10米以下，并且斷面大，結(jié)構(gòu)笨重，同時如果墻身材料用水泥砂漿采用片石或塊石砌筑，其耐久性差。2)懸(扶)臂式擋土墻。懸臂式擋土墻是由立臂、墻趾板、墻踵板組成，墻高時立臂下部彎矩較大。如果每隔一定距離將墻面板、墻踵板用鋼筋混凝土扶臂連起來，就形成了扶臂式擋土墻。這種結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)輕巧、節(jié)省圬工等特點。但擋土高度也非常有限，常用高度在10米以下。3)錨碇板擋土墻宜使用在石料不充足地區(qū)的路肩墻或路堤式擋土墻，墻高不宜超過10.0m。加筋土擋土墻用于一般地區(qū)的路肩墻或路堤式擋土墻，墻高不大于12.0m。以上支擋結(jié)構(gòu)類型的缺點是支擋填方高度有限，若墻身過高，工程造價會明顯增加，且在技術(shù)上尚有不少問題有待進(jìn)一步研究解決。盡管前人提出的高輕型預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻可用于自然地形陡的填方高度12.0m-16.0m的路堤支擋，但該支護(hù)結(jié)構(gòu)墻后必須具備適宜于預(yù)應(yīng)力錨索錨固的地層，并能提供足夠的錨固力，因此它并不適合大范圍的高填方邊坡。

隨著公路、鐵路等建設(shè)的迅速發(fā)展，為適應(yīng)千變?nèi)f化的場地條件及大范圍超高填方(填方高度超過16.0m、邊坡總高度超過24.0m)邊坡支擋的需要。組合式支擋結(jié)構(gòu)正是在這種國內(nèi)外形勢下再次成為工程技術(shù)人員關(guān)注的熱點問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種輕型組合支擋結(jié)構(gòu)及治理大范圍高填方邊坡工程的方法，當(dāng)填方高度在16.0m以下，與傳統(tǒng)的支擋結(jié)構(gòu)對比可降價20％-30％的工程造價；對高度超過16.0m的超高填方邊坡支擋，工程造價會明顯降低，同時在技術(shù)上不存在任何問題。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，輕型組合支擋結(jié)構(gòu)，包括由箱體底板、箱體側(cè)壁、箱體頂板構(gòu)成的箱體，箱體內(nèi)填筑箱體填料，相對的箱體側(cè)壁之間設(shè)置有橫隔板將前后側(cè)壁相連，箱體側(cè)壁內(nèi)豎直設(shè)置鋼管，鋼管內(nèi)豎直設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿，預(yù)應(yīng)力錨桿錨入天然地基內(nèi)，預(yù)應(yīng)力錨桿的錨桿桿體錨入鉆孔內(nèi)；箱體頂板、箱體側(cè)壁上豎直設(shè)置墻面板；在箱體頂板、箱體側(cè)壁上傾斜設(shè)置扶臂；與墻面板相對位置設(shè)置錨碇墻；墻面板與錨碇墻之間設(shè)置拉桿；預(yù)應(yīng)力錨桿的頂端、拉桿的端部均用錨具固定。

進(jìn)一步的，所述橫隔板每隔3-5m設(shè)置一道，扶臂每隔3-5m設(shè)置一道，且扶臂與橫隔板的設(shè)置位置相對應(yīng)。

進(jìn)一步的，所述預(yù)應(yīng)力錨桿采用機(jī)械成孔，孔徑為110-200mm，孔內(nèi)灌注水泥漿的強(qiáng)度不低于m30；錨桿桿體采用變形鋼筋或鋼絞線。

進(jìn)一步的，所述箱體底板厚度300-1000mm，所述箱體側(cè)壁及橫隔板的厚度均為200-500mm，箱體頂板厚度為300-600mm，混凝土強(qiáng)度等級不低于c25。

進(jìn)一步的，所述箱體側(cè)壁上預(yù)留泄水孔，泄水孔間距2-3m，孔徑50-100mm。

進(jìn)一步的，所述墻面板及錨碇墻厚度為200-500mm，扶臂厚度300-500mm，墻面板、扶臂及錨碇墻混凝土強(qiáng)度等級不低于c25。

進(jìn)一步的，所述拉桿采用變形鋼筋或鋼絞線。

進(jìn)一步的，所述拉桿采用鋼絞線時，采用無粘結(jié)鋼絞線制作，鋼絞線除兩頭夾片附近外，其余部分先涂刷兩遍防腐油漆，再涂滿防腐油脂，外套內(nèi)徑為17mm、壁厚不小于1mm的硬塑管。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，輕型組合支擋結(jié)構(gòu)治理大范圍高填方邊坡的工程方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1，豎直設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿：預(yù)應(yīng)力錨桿通過鉆孔插入錨桿桿體，再在孔內(nèi)灌注水泥漿；

步驟2，箱體底板施工：箱體底板由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；

步驟3，箱體側(cè)壁及橫隔板的施工以及箱體側(cè)壁上鋼管的預(yù)埋：相對的箱體側(cè)壁之間設(shè)置有橫隔板，箱體側(cè)壁及橫隔板由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；在箱體側(cè)壁混凝土澆注前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計位置，在箱體側(cè)壁上豎直預(yù)埋鋼管，鋼管內(nèi)徑根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨桿桿體直徑確定；

步驟4，箱體填料施工：箱體填料采用土或碎石材料回填，箱體填料應(yīng)分層填筑壓實，分層厚度30-50cm，距箱體側(cè)壁及橫隔板距離1m范圍內(nèi)的填土用小于1噸的小型壓路機(jī)或打夯機(jī)壓實，壓實度不少于85％；

步驟5，箱體頂板施工：箱體頂板由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；

步驟6，預(yù)應(yīng)力錨桿張拉、并用錨具鎖定預(yù)應(yīng)力錨桿的頂端，錨桿的張拉荷載按設(shè)計要求而定；將箱體側(cè)壁上鋼管的孔內(nèi)灌注水泥漿，然后在錨具上進(jìn)行封錨混凝土的施工；

步驟7，墻面板、扶臂、錨碇墻施工及墻面板與錨碇墻上的鋼管預(yù)埋：墻面板、扶臂、錨碇墻由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；在墻面板、扶臂、錨碇墻混凝土澆注前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計位置，在墻面板、扶臂、錨碇墻上水平預(yù)埋鋼管，鋼管內(nèi)徑根據(jù)拉桿的直徑確定；

步驟8，墻面板后填土施工：墻面板后填土應(yīng)分層壓實，分層厚度30-50cm，距墻面板、扶臂、錨碇墻的距離1m范圍內(nèi)的填土用小于1噸的小型壓路機(jī)或打夯機(jī)壓實，壓實度不少于85％；墻面板后土的填筑應(yīng)根據(jù)拉桿設(shè)置位置，與拉桿安裝、張拉及鎖定交遞進(jìn)行；

步驟9，拉桿定位、安裝、張拉、鎖定、封錨混凝土及其孔內(nèi)灌注水泥漿的施工：拉桿定位、安裝及張拉與墻面板后土的填筑交遞進(jìn)行，直到坡頂設(shè)計標(biāo)高；在拉桿安裝前，先填方至拉桿設(shè)計水平高度以上0.2m，填方壓實度達(dá)到規(guī)定要求后開始安裝拉桿；安裝拉桿時，應(yīng)根據(jù)拉桿設(shè)計平面位置先在壓實填方表面挖槽，槽寬0.3m，深度比拉桿設(shè)計標(biāo)高低10cm；將拉桿從墻面板及錨碇墻上的預(yù)埋的鋼管中穿過，埋入開挖好的拉桿溝槽中；將位于錨碇墻的拉桿的端部用錨具安裝好，并對位于錨碇墻上預(yù)埋的鋼管內(nèi)灌注水泥漿，然后進(jìn)行位于錨碇墻上封錨混凝土的施工，拉桿溝槽用三七灰土填筑壓實，在繼續(xù)填方壓實至拉桿標(biāo)高以上1m時，在墻面板外側(cè)用錨具將位于墻面板上拉桿的端部安裝好，拉桿張拉、張拉分級、張拉荷載、張拉時間按設(shè)計要求確定，張拉時應(yīng)注意墻面板、扶臂的變形及墻面板后土的變化，如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)停止張拉，查明原因，采取措施；

步驟10，重復(fù)以上步驟9直至填方至坡頂，在填方全部完成后，按設(shè)計要求對所有拉桿進(jìn)行補(bǔ)張拉，并對位于墻面板上預(yù)埋的鋼管內(nèi)灌注水泥漿，同時進(jìn)行位于墻面板上錨具的封錨混凝土施工

本發(fā)明的有益效果是，綜合了懸(扶)臂式擋土墻、重力式擋土墻、高輕型預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻、高輕型錨碇板擋土墻的技術(shù)特點。相對于傳統(tǒng)的高填方、高邊坡、高輕型支擋結(jié)構(gòu)，本支護(hù)結(jié)構(gòu)在節(jié)省圬工及變形控制的有效性、結(jié)構(gòu)組合的靈活性等方面得以很好的體現(xiàn)。其主要有以下幾個方面的特點：

1.節(jié)省圬工。它充分依靠鋼筋混凝土箱體內(nèi)的填料替代圬工自重來穩(wěn)定土體，形成堅固穩(wěn)定的支擋結(jié)構(gòu)。同時，當(dāng)墻身較高，支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不足時，為節(jié)省圬工，可通過設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力錨桿及水平拉桿來提高支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.變形控制的有效性。當(dāng)鋼筋混凝土箱體上的墻面板懸臂高度較高時，為增強(qiáng)墻面板整體剛度，降低墻面板內(nèi)力，每隔一定距離將墻面板、墻踵板用鋼筋混凝土扶臂連起來，從而提高墻面板抵抗變形的能力。當(dāng)擋土高度超高時，可通過設(shè)置一排或多排水平拉桿來調(diào)節(jié)及控制支擋結(jié)構(gòu)的變形，增強(qiáng)支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。也可通過對水平拉桿施加預(yù)應(yīng)力來進(jìn)一步調(diào)節(jié)及降低支擋結(jié)構(gòu)的變形。

3.結(jié)構(gòu)組合的靈活性。鋼筋混凝土箱體內(nèi)的填料可根據(jù)實際情況采用土或碎石等材料回填。同時可根據(jù)支擋結(jié)構(gòu)的高度及穩(wěn)定性，取消或增加水平拉桿及豎向預(yù)應(yīng)力錨桿來調(diào)節(jié)支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。為提高鋼筋混凝土箱體的整體剛度，增強(qiáng)支擋結(jié)構(gòu)抵抗變形的能力，可在箱體內(nèi)每隔一定距離將箱體底板、頂板及側(cè)壁用鋼筋混凝土橫隔板連起來。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例中輕型組合支擋結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明實施例中輕型組合支擋結(jié)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明實施例中箱體重力式平面剖面圖。

圖中，1.預(yù)應(yīng)力錨桿，2.錨桿桿體，3.箱體底板，4.箱體側(cè)壁，5.鋼管，6.箱體填料，7.箱體頂板，8.水泥漿，9.錨具，10.封錨混凝土，11.墻面板，12.扶臂，13.錨碇墻，14.拉桿，15.橫隔板。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

輕型組合支擋結(jié)構(gòu)如圖1、3所示，包括由箱體底板3、箱體側(cè)壁4、箱體頂板7構(gòu)成的箱體，箱體內(nèi)填筑箱體填料6，相對的箱體側(cè)壁4之間設(shè)置有橫隔板15，箱體側(cè)壁4內(nèi)豎直設(shè)置鋼管5，鋼管5內(nèi)豎直設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿1，預(yù)應(yīng)力錨桿1通過鉆孔插入錨桿桿體2；箱體頂板7、箱體側(cè)壁4上豎直設(shè)置墻面板11；在箱體頂板7、箱體側(cè)壁4上傾斜設(shè)置扶臂12；與墻面板11相對數(shù)值設(shè)置錨碇墻13；墻面板11與錨碇墻13之間設(shè)置拉桿14；預(yù)應(yīng)力錨桿1的頂端、拉桿14的端部均用錨具9固定。

另一種實施例的結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2與圖1的區(qū)別僅在于去掉了扶臂12。

圖2的輕型組合支擋結(jié)構(gòu)治理大范圍高填方邊坡的工程方法，具體按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1，豎直設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿1：預(yù)應(yīng)力錨桿桿體2插入鉆孔內(nèi)，再在孔內(nèi)灌注水泥漿；

步驟2，箱體底板3施工：箱體底板3由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；

步驟3，箱體側(cè)壁4及橫隔板15的施工以及箱體側(cè)壁4上鋼管5的預(yù)埋：相對的箱體側(cè)壁4之間設(shè)置有橫隔板15，箱體側(cè)壁4及橫隔板15由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；在箱體側(cè)壁4混凝土澆注前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計位置，在箱體側(cè)壁4上豎直預(yù)埋鋼管5，鋼管5內(nèi)徑根據(jù)預(yù)應(yīng)力錨桿桿體2的直徑確定；

步驟4，箱體填料6施工：箱體填料6采用土或碎石材料回填，箱體填料6應(yīng)分層填筑壓實，分層厚度30-50cm，距箱體側(cè)壁5及橫隔板15距離1m范圍內(nèi)的填土用小于1噸的小型壓路機(jī)或打夯機(jī)壓實，壓實度不少于85％；

步驟5，箱體頂板7施工：箱體頂板7由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；

步驟6，預(yù)應(yīng)力錨桿1張拉、并用錨具9鎖定預(yù)應(yīng)力錨桿1的頂端，錨桿1的張拉荷載按設(shè)計要求而定；將箱體側(cè)壁4上鋼管5的孔內(nèi)灌注水泥漿8，然后將錨具9上進(jìn)行封錨混凝土10的施工；

步驟7，墻面板11、錨碇墻13施工及墻面板11與錨碇墻13上的鋼管5預(yù)埋：墻面板11、錨碇墻13由鋼筋混凝土制成，采用現(xiàn)場澆注；在墻面板11、錨碇墻13混凝土澆注前，應(yīng)根據(jù)設(shè)計位置，在墻面板11、錨碇墻13上水平預(yù)埋鋼管5，鋼管5內(nèi)徑根據(jù)拉桿14的直徑確定；

步驟8，墻面板11后填土施工：墻面板11后填土應(yīng)分層壓實，分層厚度30-50cm，距墻面板11、錨碇墻13的距離1m范圍內(nèi)的填土用小于1噸的小型壓路機(jī)或打夯機(jī)壓實，壓實度不少于85％；墻面板11后土的填筑應(yīng)根據(jù)拉桿14設(shè)置位置，與拉桿14安裝、張拉及鎖定交遞進(jìn)行；

步驟9，拉桿14定位、安裝、張拉、鎖定、封錨混凝土10及其孔內(nèi)灌注水泥漿8的施工：拉桿14定位、安裝及張拉與墻面板11后土的填筑交遞進(jìn)行，直到坡頂設(shè)計標(biāo)高；在拉桿14安裝前，先填方至拉桿14設(shè)計水平高度以上0.2m，填方壓實度達(dá)到規(guī)定要求后開始安裝拉桿14；安裝拉桿14時，應(yīng)根據(jù)拉桿14設(shè)計平面位置先在壓實填方表面挖槽，槽寬0.3m，深度比拉桿14設(shè)計標(biāo)高低10cm；將拉桿14從墻面板11及錨碇墻13上的預(yù)埋的鋼管5中穿過，埋入開挖好的拉桿溝槽中；將位于錨碇墻13的拉桿14的端部用錨具9安裝好，并對位于錨碇墻13上預(yù)埋的鋼管5內(nèi)灌注水泥漿8，然后進(jìn)行位于錨碇墻13上封錨混凝土10的施工，拉桿14溝槽用三七灰土填筑壓實，在繼續(xù)填方壓實至拉桿14標(biāo)高以上1m時，在墻面板11外側(cè)用錨具9將位于墻面板11上拉桿14的端部安裝好，拉桿14張拉、張拉分級、張拉荷載、張拉時間按設(shè)計要求確定，張拉時應(yīng)注意墻面板11的變形及墻面板11后土的變化，如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)停止張拉，查明原因，采取措施；

步驟10，重復(fù)以上步驟9直至填方至坡頂，在填方全部完成后，按設(shè)計要求對所有拉桿14進(jìn)行補(bǔ)張拉，并對位于墻面板11上預(yù)埋的鋼管5內(nèi)灌注水泥漿8，同時進(jìn)行位于墻面板11上錨具9的封錨混凝土10施工。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。