CN105735345A - 一种复合式支挡结构及其采用该支挡结构的施工方法 - Google Patents

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文继涛
张逊
林兵
李鸣
颜超
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    • E02D29/02Retaining or protecting walls
    • E02D29/0258Retaining or protecting walls characterised by constructional features
    • E02D29/0275Retaining or protecting walls characterised by constructional features cast in situ

Abstract

本发明提供一种复合式支挡结构,其特征在于:包括钢筋混凝土桩基,钢筋混凝土承台置于钢筋混凝土桩基顶端形成高桩承台,钢筋混凝土承台上设有刚性挡土墙,在钢筋混凝土桩基之间设有挡土板。该复合式支挡结构施工方法如下所述:(1)挖桩基孔,浇筑混凝土形成桩基;(2)桩基上设置承台;(3)安装桩基间挡土板模板;(4)施工承台上的挡土墙。该支挡结构的桩基内力和位移介于埋置桩和常规高桩承台之间,但施工不需要开挖深基坑使该类支护可应用于稳定性较差的临时边坡。同时该支挡结构可以降低挡土墙的高度,在实现土压力分段后,可达到减少总土压力的效果,而且还具有施工质量易控制和完工后效果美观的优点。

Description

一种复合式支挡结构及其采用该支挡结构的施工方法
技术领域
本发明涉及一种支挡结构,特别涉及一种复合式支挡结构及其采用该支挡结构的施工方法。
背景技术
支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构,是用来支撑、加固填土或山坡体,防止其坍滑,以保持稳定的一种建筑物结构,主要用于承受土体侧向土压力。在水利工程、交通工程、土木工程建设中,为了确保工程安全,必须采用支挡结构进行加固处理。在铁路、公路路基工程中,用于稳定路基、路堑、隧道洞口、桥梁两端的路基边坡等,在水利、矿场、房屋建筑工程中,主要用于加固山坡,基坑边坡和河流岸壁。当以上工程或其他岩土工程遇到滑坡、崩塌、岩堆体、落石、泥石流等不良地质灾害时,支挡结构主要用于加固或拦挡不良地质体。
抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱,用以支挡滑体的滑动力,起稳定边坡的作用,适用于浅层和中厚层的滑坡,是一种抗滑处理的主要措施。但对正在活动的滑坡打桩阻滑需要慎重,以免因扰动和开挖而引起滑动。
挡土墙又称挡墙,可以用来防止崩塌、小规模滑坡及大规模滑坡前缘的再次滑动,它的构造有重力式、半重力式、悬臂式、扶壁式、支垛式、桩板式和框架式等。对于坡脚较坚固、允许承载力较大的滑坡与崩塌体采用重力式挡土墙效果较好,它又可分为片石垛、浆砌石挡土墙、混凝土挡土墙等。当滑动面出露在斜坡上较高位置,坡角基底较坚固时,一般采用空心挡土墙(明洞)。当滑坡体较薄且具有多个滑动面时,则可采用分级支挡的办法。其他几种类型的挡土墙一般采用钢筋混凝土修筑。
上述两种支挡结构单独使用时均有限制性,因此,现阶段,在很多建筑工程多采用桩、挡土墙结合的结构,如:
桩基托梁挡土墙:桩基与托梁、挡土墙整体受力,支挡墙后土体侧压力,通过明挖开挖出沟槽后施工桩基,然后施工托梁,最后施工挡土墙。但施工开挖工程量大、环境破坏大,临时边坡暴露过长、一旦失稳将造成重大的安全和质量事故,在某些特殊地质条件下也不允许采用明挖方式,如滑坡地段、红黏土地段、昔格达地段或上硬下软的土层。在某些情况下挡土墙的高度大于12米后超过国家规范规定也不应采用,实际产生的土压力也远大于现有理论计算值,安全隐患大。
桩板式挡土墙:通过桩支挡墙后土体侧压力,桩间设置挡土板。原地面人工开挖形成桩基,非覆土地段采用模板浇筑。但在工程边坡高度差较大的情况下,该结构的桩基的自由端过长,桩基的横向变形过大,对桩基的安全性及上部建筑场地稳定不利。
如何解决上述问题,成为工程人员有待研究的课题。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种复合式支挡结构,目的是解决现有技术问题,提供一种可以不采用明挖或少挖、开挖工程量小的支挡结构,该支挡结构可以降低挡土墙的高度,在实现土压力分段后,可达到减少总土压力的效果,而且还具有施工质量易控制和完工后效果美观的优点。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述支挡结构的施工方法,由于该支挡结构施工过程中先打孔设桩基,因此施工不需要开挖深基坑降低了临时边坡开挖高度。并在桩基上设置承台,桩基间设有挡土板,最后在承台上设有挡土墙,桩基、承台可以达到预加固的作用,降低了侧土压力荷载,进而降低了挡土墙的分段高度。
本发明解决问题采用的技术方案是:
一种复合式支挡结构,包括钢筋混凝土桩基,钢筋混凝土承台置于钢筋混凝土桩基顶端形成高桩承台钢筋混凝土承台上设有刚性挡土墙,在钢筋混凝土桩基之间设有挡土板。
所述钢筋混凝土桩基垂直于土体滑动的方向设置为至少一排。
挡土板设置于前排钢筋混凝土桩基间。挡土板与钢筋混凝土桩基连接的方式可后植筋锚固、剥除桩基表面混凝土后刚性连接,除了将挡土板设置在前排桩基间,也可将挡土板设置后排桩基。
钢筋混凝土桩基可以采用方形桩基、圆形桩基或者椭圆桩基。
所述刚性挡土墙为重力式挡土墙或悬壁式挡土墙或扶壁式挡土墙。
上述复合式支挡结构的施工方法,包括以下步骤;
(1)桩基平台整理,然后钻(挖)桩基孔,将加工好的桩基钢筋笼放入孔中,并浇筑桩基混凝土,桩基混凝土凝固后形成钢筋混凝土桩基;
(2)钢筋混凝土桩基上安装承台底模及侧模、绑扎钢筋并浇筑承台混凝土,承台混凝土凝固后形成钢筋混凝土承台;
(3)待钢筋混凝土承台形成后开挖钢筋混凝土桩基前土体达到所需要的设计场地高程,形成下场坪,剥除钢筋混凝土桩基的混凝土至设计深度,安装钢筋混凝土桩基间挡土板模板并绑扎钢筋,浇筑混凝土;
(4)施工钢筋混凝土承台上的刚性挡土墙,并分层回填土石方至设计场地标高。
步骤(3)过程中,视土质的情况在钢筋混凝土桩基间设有临时挡土板,以防发生意外。
步骤(2)中,待钢筋混凝土桩基的混凝土强度达85%后凿桩头,安装承台底模及侧模、绑扎钢筋并浇筑承台混凝土。
步骤(3)中,待钢筋混凝土承台的混凝土强度达85%后开挖钢筋混凝土桩基前土体达到所需要的设计场地高程,形成下场坪。
本发明的有益效果:
1.该支挡结构施工过程中先在地面设置桩基,起到了对不稳定地层预加固的作用,而桩基采用先钻(挖)孔再浇筑混凝土的方式形成,因此施工不需要开挖深基坑降低了临时边坡开挖高度,解决了明开挖、特殊地质情况施工可能造成的次生灾害问题,有效的保证了施工人员、机械设备的安全。
2.该支挡结构中采用高桩承台,且桩基之间设有挡土板,致使群桩基之间回填的土方与桩基共同受力,进而大大降低桩基内力,因此减少了作用于支挡结构的侧土压力荷载,降低了挡土墙分段高度,使得挡土墙的截面尺寸和土石方开挖量大大减少,可以节约工程造价,经济效益更好。同时降低高挡土墙施工难度,避免大体积混凝土水化热,从而可以提高工程的施工质量和缩短施工工期。
3.高桩承台的结构使挡土墙高度降低,总侧土压力荷载也降低,避免了由于挡土墙高度超过规范而带来的不安全性,同时避免了高挡土墙施工容易出现的质量问题。
附图说明
图1是本发明支挡结构的结构示意图;
图2是本发明支挡结构的俯视图;
图3是本发明支挡结构的各部分与建筑地面的位置关系图。
图中:1.桩基、2.承台、3.挡土墙、4.挡土板。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1、图2中所示的一种复合式支挡结构,包括钢筋混凝土桩基1,钢筋混凝土承台2置于钢筋混凝土桩基1顶端形成高桩承台,钢筋混凝土承台2上设有刚性挡土墙3,在钢筋混凝土桩基1之间设有挡土板4。
其中钢筋混凝土桩基1垂直于土体滑动的方向设置为至少一排。本实施例中设有两排,挡土板4设置在前排钢筋混凝土桩基1间,即挡土板4设置在临空面的钢筋混凝土桩基间。实际上挡土板的设置可以根据实际情况进行设置,特殊情况下还可以设置在后排钢筋混凝土桩基间。
挡土板4与钢筋混凝土桩基1连接的方式可后植筋锚固、剥除桩基表面混凝土后刚性连接等方式。
钢筋混凝土桩基1可以采用方形桩基、圆形桩基或者椭圆桩基。
所述刚性挡土墙3可以选用重力式挡土墙或悬壁式挡土墙或扶壁式挡土墙。
上述支挡结构的施工方法如下所述:
(1)桩基平台整理,然后挖桩基孔,将加工好的桩基钢筋笼放入孔中,并浇筑桩基混凝土,桩基混凝土凝固后形成钢筋混凝土桩基。
(2)钢筋混凝土桩基上安装承台底模及侧模、绑扎钢筋并浇筑承台混凝土,承台混凝土凝固后形成钢筋混凝土承台。通常在钢筋混凝土桩基的混凝土强度达85%后即可凿桩头,钢筋混凝土桩基上安装承台底模及侧模、绑扎钢筋并浇筑承台混凝土。
(3)待钢筋混凝土承台形成后开挖钢筋混凝土桩基前土体达到所需要的设计场地高程,形成下场坪,该过程中可视土质情况采用临时挡板支撑钢筋混凝土桩基间土,以避免发生意外。剥除钢筋混凝土桩基的混凝土至设计深度,安装钢筋混凝土桩基间挡土板模板并绑扎钢筋,浇筑混凝土。通常在钢筋混凝土承台的混凝土强度达85%后即可开挖钢筋混凝土桩基前土体。
(4)施工钢筋混凝土承台上的刚性挡土墙,并分层回填土石方至设计场地标高。
按照上述方法施工后,钢筋混凝土桩基1和钢筋混凝土承台2构成一高桩承台,因此,钢筋混凝土承台2处于原自然地面线并位于下场坪至上,如图3中所示,刚性挡土墙4置于自然地面线以上。
本发明由桩基、挡土板、承台、挡土墙组合后形成的一种复合式支挡结构,钢筋混凝土桩基向下延伸至稳定地层以支撑承台挡土墙重力和支挡侧土压力荷载,在钢筋混凝土桩基中部设置挡土板来支挡桩基间土体,可以有效分散土体对桩基、支撑挡土墙的压力,因此,在侧土压力减少的情况下,支撑挡土墙的尺寸可以降低,使得挡土墙的截面尺寸和土石方开挖量大大减少,可以节约工程造价,降低高挡土墙施工难度,避免大体积混凝土水化热,从而可以提高工程的施工质量和缩短施工工期。
本发明的复合式支挡结构中采用高桩承台,其混凝土桩基的顶端伸出下场坪,将混凝土承台适当提高,且桩基之间设有挡土板,使得桩基之间回填的土方与桩基共同受力,进而大大降低桩基内力,与现有技术中采用的低桩承台相比,降低了临时边坡的开挖高度或者基本不开挖,通过先施工的桩基和承台做为临时挡土墙,达到预加固的效果,保证桩基间土体不滑动,后开挖桩基前的土体施做挡板,最后施工承台上的挡土墙后回填土形成场地,整个施工工艺和施工流程的过程称之半逆作法,解决了施工明开挖带来的一系列工程问题和环境问题。可用于不良地质地质的施工,如滑坡地段、红黏土地段、昔格达地段或上硬下软的土层。

Claims (9)

1.一种复合式支挡结构,其特征在于:包括钢筋混凝土桩基,钢筋混凝土承台置于钢筋混凝土桩基顶端形成高桩承台,钢筋混凝土承台上设有刚性挡土墙,在钢筋混凝土桩基之间设有挡土板。
2.如权利要求1中所述的复合式支挡结构,其特征在于:所述钢筋混凝土桩基垂直于土体滑动的方向设置为至少一排。
3.如权利要求2中所述的复合式支挡结构,其特征在于:挡土板设置于前排钢筋混凝土桩基间。
4.如权利要求1中所述的复合式支挡结构,其特征在于:钢筋混凝土桩基可以采用方形桩基、圆形桩基或者椭圆桩基。
5.如权利要求1所述的复合式支挡结构,其特征在于:所述刚性挡土墙为重力式挡土墙或悬壁式挡土墙或扶壁式挡土墙。
6.采用权利要求1-6中所述复合式支挡结构的施工方法,其特征在于:包括以下步骤;
(1)桩基平台整理,然后挖桩基孔,将加工好的桩基钢筋笼放入孔中,并浇筑桩基混凝土,桩基混凝土凝固后形成钢筋混凝土桩基;
(2)钢筋混凝土桩基上安装承台底模及侧模、绑扎钢筋并浇筑承台混凝土,承台混凝土凝固后形成钢筋混凝土承台;
(3)待钢筋混凝土承台形成后开挖钢筋混凝土桩基前土体达到所需要的设计场地高程,形成下场坪,剥除钢筋混凝土桩基的混凝土至设计深度,安装钢筋混凝土桩基间挡土板模板并绑扎钢筋,浇筑混凝土;
(4)施工钢筋混凝土承台上的刚性挡土墙,并分层回填土石方至设计场地标高。
7.如权利要求6中所述的复合式支挡结构的施工方法,其特征在于:在步骤(3)过程中,钢筋混凝土桩基间设有临时挡土板。
8.如权利要求6中所述的复合式支挡结构的施工方法,其特征在于:步骤(2)中,待钢筋混凝土桩基的混凝土强度达85%后凿桩头,安装承台底模及侧模、绑扎钢筋并浇筑承台混凝土。
9.如权利要求6中所述的复合式支挡结构的施工方法,其特征在于:步骤(3)中,待钢筋混凝土承台的混凝土强度达85%后开挖钢筋混凝土桩基前土体达到所需要的设计场地高程,形成下场坪。
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