CN107489164A - 一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构及方法，结构包括在役钢筋混凝土挡土墙，在役钢筋混凝土挡土墙上部以内贴方式设置加固立板，加固立板的底部设置横向减压卸荷平板，并且横向减压卸荷平板位于在役钢筋混凝土挡土墙墙背上方，横向减压卸荷平板下部设置桩基础，桩基础的纵向钢筋锚入所述横向减压卸荷平板；加固立板与横向减压卸荷平板之间还设有扶板。方法包括施工准备、施工基桩、基槽开挖、施工横向减压卸荷平板、施工加固立板和扶板、加固立板墙背回填六个步骤。本发明能够节约时间和成本，同时保证原有边坡的安全性和稳定性，可根据具体条件设置挡土墙的尺寸及地基处理形式等参数，具有广泛适用性。

Description

一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构及方法

技术领域

本发明属于挡土墙加高加固技术，具体涉及一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构及方法。

背景技术

我国是一个地形地貌起伏多变的国家，大量的建筑工程尤其是公路铁路工程无可避免的修建在山区地段等复杂地段，由于以上地段地层较复杂、地质条件变化较大、危岩较多等诸多不利因素的存在，边坡支护工程显得尤为重要。

挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减低挖方边坡高度，减少土石方工程量和占地面积，收缩路基坡脚，防止水流冲刷路基，防止山坡覆盖层下滑和抵抗滑坡等等，并经常用于整治塌方，滑坡等灾害。在陡坡地段，岩石风化和为避免大量挖方及降低边坡高度的路堑地段，可能产生塌方、滑坡的不良地质地段，高填方地段，水流冲刷严重或长期受水浸泡的沿河路基地段，为保护重要建筑物、生态环境或其他特殊需要的地段等都可考虑修建挡土墙。因此，挡土墙在实际工程中应用很广泛。

作为一种长期构筑物，挡土墙在使用过程中可能会遇到墙身开裂、外鼓，也可能遇到规划调整导致墙身加高，极个别位置甚至会出现意外坍塌，并且随着山坡土地的开发，堆土、填土等情况造成原有边坡高度的增加，导致原有挡土墙不再适用，安全性和稳定性无法达到要求，威胁着国家和人民的生命财产安全。传统解决方法一般是将原有挡土墙拆除重建，但是这种方法的工程量大，代价也较高昂，费工费时，同时也伴随着一定的危险性，原有边坡容易出现失稳，因此无论从工程建设角度还是人民生命财产安全角度来看，在役钢筋混凝土挡土墙加高加固技术的研究及发展是十分必要的。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构及方法，有效提高了在役钢筋混凝土挡土墙的物理力学性能，顺利实现了在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固。本发明的技术方案为：

一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，包括在役钢筋混凝土挡土墙，所述在役钢筋混凝土挡土墙上部以内贴方式设置加固立板，所述加固立板的底部设置横向减压卸荷平板，并且所述横向减压卸荷平板位于所述在役钢筋混凝土挡土墙墙背上方，所述横向减压卸荷平板下部设置桩基础，所述桩基础的纵向钢筋锚入所述横向减压卸荷平板；所述加固立板与所述横向减压卸荷平板之间还设有扶板。

进一步地，所述扶板为三角形结构，其两条短边分别与所述加固立板和所述横向减压卸荷平板连接。

进一步地，所述横向减压卸荷平板靠近所述加固立板侧设有楔形连接体，所述楔形连接体截面为倒直角梯形结构，所述倒直角梯形结构的直腰和上底边分别连接所述在役钢筋混凝土挡土墙和所述横向减压卸荷平板，所述楔形连接体将所述加固立板、所述横向减压卸荷平板与所述在役钢筋混凝土挡土墙刚性连接。

进一步地，所述加固立板、所述横向减压卸荷平板和所述楔形连接体刚性连接形成整体，以进一步加固整体墙身。

进一步地，所述桩基础采用灌注桩或者预应力混凝土桩形式。

一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固方法，包括以下步骤：

(1)施工准备：根据在役钢筋混凝土挡土墙的地基基础、结构形式、墙背填土密实度及承载力，获取施工参数，并进行场地、施工材料和机械设备的准备；

(2)施工基桩：根据施工参数设置桩基础；

(3)基槽开挖：待桩基础检测合格后，进行在役钢筋混凝土挡土墙墙背填土的基槽开挖，破除桩头，清除残土，为横向减压卸荷平板垫层施工提供作业面；

(4)施工横向减压卸荷平板：安装横向减压卸荷平板的钢筋，浇筑成型并与桩基础连接牢固；

(5)施工加固立板和扶板：按照内贴方式安装加固立板的钢筋及安装扶板的钢筋，浇筑成型；

(6)加固立板墙背回填：待加固立板墙身、扶板、和横向减压卸荷平板的混凝土强度达到设计强度的75％后，采用填料分层回填在役钢筋混凝土挡土墙墙背。

进一步地，所述步骤(6)中单层回填的土层厚度≤300mm，回填土压实系数≥0.94。

与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：

本发明设置在役钢筋混凝土挡土墙墙背桩基础可将新建的加固立板及其墙背填土的竖向力传递至基底以下，增加了挡土墙总体的抗滑和整体稳定性；设置横向减压卸荷平板可增加加固立板及其墙背填土的荷载分布面积，同时减小了一部分作用于在役挡土墙的侧向土压力，增加了加固立板的抗倾覆性和稳定性；加固立板与原有挡土墙结构的内贴连接方式进一步增加了整体挡土墙的刚度，提升在役挡土墙的高度和稳固度，也避免了拆除重建造成的费工费时；此外，本发明能够节约成本。与传统拆除重建的处理方式相比，本发明的在役钢筋混凝土挡土墙加高加固方案能够节约时间和成本，同时保证原有边坡的安全性和稳定性，可根据具体条件设置挡土墙的尺寸及地基处理形式等参数，具有广泛适用性。

附图说明

图1是本发明的在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构的剖面示意图；

图2是本发明的在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固方法的工艺流程图；

图中：1、桩基础，2、在役钢筋混凝土挡土墙，3、横向减压卸荷平板，4、楔形连接体，5、加固立板，6、扶板。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1所示，本发明提供一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，包括在役钢筋混凝土挡土墙2，在役钢筋混凝土挡土墙2的上部以内贴方式设置加固立板5，加固立板5的底部设置横向减压卸荷平板3，并且横向减压卸荷平板3位于在役钢筋混凝土挡土墙2墙背填土上方，横向减压卸荷平板3下部设置桩基础1，桩基础1的纵向钢筋锚入横向减压卸荷平板3，桩基础采用灌注桩或者预应力混凝土桩形式。横向减压卸荷平板3靠近加固立板5侧设有楔形连接体4，楔形连接体4截面为倒直角梯形结构，该倒直角梯形结构的直腰和上底边分别连接在役钢筋混凝土挡土墙2和横向减压卸荷平板3，楔形连接体4将加固立板5、横向减压卸荷平板3与在役钢筋混凝土挡土墙2刚性连接。并且加固立板5、横向减压卸荷平板3和楔形连接体4刚性连接形成整体，以进一步加固整体墙身。加固立板5与横向减压卸荷平板3之间还设有扶板6，扶板6为三角形结构，其两条短边分别与加固立板5和横向减压卸荷平板3连接。

本发明还提供一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固方法，其工艺流程图如图2所示，包括以下步骤：

(1)施工准备：根据在役钢筋混凝土挡土墙的地基基础、结构形式、墙背填土密实度及承载力，获取施工参数，并进行场地、施工材料和机械设备的准备；

(2)施工基桩：根据施工参数设置桩基础；

(3)基槽开挖：待桩基础检测合格后，进行在役钢筋混凝土挡土墙墙背填土的基槽开挖，清除残土，为横向减压卸荷平板施工提供作业面；

(4)施工横向减压卸荷平板：安装横向减压卸荷平板的钢筋，浇筑成型并与桩基础连接牢固；

(5)施工楔形连接体：在役钢筋混凝土挡土墙安装楔形连接体的钢筋，浇筑成型，楔形连接体的作用是使在役钢筋混凝土挡土墙与加固立板以内贴方式连接；

(6)施工加固立板和扶板：安装加固立板和扶板的钢筋，浇筑成型；

(7)加固立板墙背回填：待加固立板墙身、扶板、和横向减压卸荷平板的混凝土强度达到设计强度的75％后，采用填料分层回填在役钢筋混凝土挡土墙墙背，其中单层回填的土层厚度≤300mm，回填土压实系数≥0.94。

实施例1

辽宁鞍山某地段山地边坡原高度6.0m，长度约300m，地层自上而下为：0.5～3.0m厚粉质粘土，1.0～3.8m厚砂质粘土，1.0～3.8m厚全风化砂质泥岩，全风化泥岩以下为厚度大于5m的强风化砂质泥岩，原有在役钢筋混凝土挡土墙为悬臂式钢筋混凝土挡土墙，边坡墙背素填土压实后的承载力f_ak＝100～～120Kpa，挡土墙已运行多年，由于分期开发，根据现有规划导致原有挡土墙高度需要增加4.0m。

挡土墙加高措施如下，具体构造参考图1：原挡土墙墙背设置人工挖孔灌注桩基础1，桩长8.5m，桩径800mm；横向减压卸荷平板3高500mm，宽度4000mm；加固立板5与原有挡土墙2采用内贴法连接；加固立板5高4000mm，厚度600mm；扶板6厚400mm，横向间距4000mm。

如果将原有挡土墙2拆除后重建新挡墙，需要花费大量的时间和费用，得不偿失，且拆除过程中不一定能保证原有边坡的安全和稳定，采用本发明的加高加固结构及方法可以成功解决该问题。

具体施工流程参考图2，按照以下步骤进行：

1、施工准备

1.1技术准备

a.熟悉并了解原有钢筋混凝土挡土墙的地基基础，结构形式，墙背填土密实度及承载力；

b.按地质、水文资料、环保要求，结合现场情况，测量放样定出开挖范围，确定开挖方式、深度；

c.熟悉钢筋制作安装规范要求，计算钢筋数量，绘制钢筋加工安装大样图；

d.根据施工图纸和工程结构形式、荷载大小验算模板受力；

1.2场地准备

现场需做到“三通一平”，基坑开挖后，根据基坑四周地形，做好地面防、排水工作。

1.3材料准备

a.消耗材料：根据设计和有关施工要求选定挡土墙施工所需混凝土、钢筋、塑料排水片材等材料，并按设计和有关规范取样进行原材检验，经检验合格的原材分期分批送往施工现场；

b.周转材料：根据采用的施工方法，合理选用模板、钢管、方木等材料；

1.4机械设备准备

准备好挡土墙施工所需的机械设备；

2、施工基桩

在役钢筋混凝土挡土墙墙背桩基础采用人工挖孔灌注桩基础，桩基础施工前，准确测量出桩基位置，现场制作钢筋笼，钢筋笼安放正确后，灌注混凝土，并且在施工过程中注意成品保护；

3、基槽开挖

待桩基础混凝土强度达到检测条件后，进行在役钢筋混凝土挡土墙墙背填土的的基槽开挖，清除残土，进行桩身完整性及桩基承载力检测，为内贴法连接处和横向减压卸荷平板垫层施工提供作业面；

4、施工横向减压卸荷平板垫层：桩基检测合格后，浇筑0.1m～0.2m厚的C15素混凝土垫层，为横向减压卸荷平板施工提供作业面；

5、施工横向减压卸荷平板

5.1钢筋加工

采用HRB335和HRB400两种类型钢筋，原材经试验检测合格后严格按照图纸加工，不论是钢筋原材，还是加工成型的成品都先将钢筋表面的油渍、漆污、铁锈清除干净，接头可采用搭接焊接，焊缝长度和质量要符合设计和规范要求；

5.2钢筋安装

半成品钢筋检验合格后，由钢筋加工场运至施工现场安装；

测量放线确定横向减压卸荷平板尺寸后进行钢筋安装，按照设计图纸要求，每单元段的横向减压卸荷平板的钢筋一次性绑扎、安装成型，钢筋绑扎点的数量、间距等要符合设计要求；

加工并安装钢筋，进行一次性绑扎、安装成型，将桩基础钢筋按设计要求锚入横向减压卸荷平板，且预留出与加固立板及扶板的连接钢筋，使横向减压卸荷平板与加固立板及扶板连接牢固，钢筋绑扎点的数量、间距要符合设计要求；

5.3模板安装

根据测量人员放样定出的横向减压卸荷平板的细部尺寸，安装模板，模板可采用钢型组合模板，模板安装前，将模板与混凝土的接触面打磨、清理干净并涂刷水溶性脱模剂；

5.4混凝土浇筑

混凝土浇筑前，仔细检查钢筋种类、数量及保护层情况，模板位置偏差、断面尺寸、表面平整度、标高以及支护情况等，并对混凝土性能进行测试，满足要求后，即可进行混凝土浇筑；

浇筑墙底板，分三层浇筑，分层布料时，浇筑完一层后再浇筑第二层，摊铺厚度不宜大于40cm；混凝土浇筑连续进行，不得间断，当因故停顿间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间；当超过允许间歇时间时，应按浇筑中断处理，同时应留置施工缝，施工缝的平面应与结构的轴线相垂直；

混凝土浇筑完毕后，及时修整、抹平混凝土裸露面，采取二次压光工艺；

5.5模板拆除

当横向减压卸荷平板混凝土强度达到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆除而受损，混凝土温度已处于降温期，且构件芯部混凝土与表面混凝土、表面混凝土与环境之间的温度差均不大于20℃时，即可拆除横向减压卸荷平板的模板；

5.6沉降缝施工

沉降缝位置可设置2cm厚泡沫板，等基础混凝土浇筑完成后、沉降缝填塞前先将缝泡沫板清除干净，全断面填塞浸制好的沥青麻筋，填塞时要做到缝宽均匀、缝身竖直，环向贯通，填塞密实、无空洞，外表光洁；

6、施工楔形连接体

为了使加固立板与原有挡土墙以内贴方式连接，按设计要求加工安装楔形连接体的钢筋，安装模板并按要求浇筑混凝土，具体施工流程同步骤5横向减压卸荷平板施工，施工过程中要注重成品保护；

7、施工加固立板及扶板

7.1施工缝凿毛

当横向减压卸荷平板和楔形连接体混凝土强度达到2.5MPa以上，进行加固立板和扶板的施工，先人工凿除横向减压卸荷平板与加固立板、扶板接茬处混凝土表面的水泥砂浆及松弱层，凿毛后用水冲洗干净，凿毛后露出大的新鲜混凝土面积不低于总面积的75％；

7.2钢筋安装

a.钢筋加工

钢筋加工要求同5.1钢筋加工；

b.钢筋安装

半成品钢筋检验合格后，由钢筋加工场运至施工现场安装，先焊接接长立板及扶板立筋，再安装加固立板、扶板的水平钢筋，最后安装拉勾筋。

测量放线确定加固立板、扶板细部尺寸后进行钢筋安装，按照设计图纸要求，每单元段的加固立板、扶板的钢筋进行一次性绑扎、安装成型，钢筋绑扎点的数量、间距等要符合设计要求；

7.3模板安装

钢筋安装绑扎完毕、经验收合格后，开始安装加固立板和扶板模板，加固立板和扶板可分次浇筑混凝土，施工中需特别注意模板的垂直度、平整度和错台控制；

7.4混凝土浇筑

混凝土浇筑前，应检查模板位置偏差、断面尺寸、表面平整度、标高以及支撑加固情况等，检查合格后方可进行混凝土的浇筑；

浇筑混凝土时出料口距混凝土浇筑面的高度不宜超过1m，分层布料，浇筑完一层后再浇筑第二层，摊铺厚度不宜大于30cm；

混凝土浇筑应连续进行，不得间断，当因故停顿间歇时，其间歇时间应小于前层混凝土的初凝时间；当超过允许间歇时间时，应按浇筑中断处理，同时应留置施工缝，施工缝的平面应与结构的轴线相垂直；

混凝土浇筑完毕后，应及时修整、抹平混凝土裸露面；

7.5支架、模板拆除

同5.5模板拆除的相关要求；

7.6泄水孔安装

在安装加固立板、扶板模板时，同时安装泄水孔，泄水孔安装严格按照设计图纸规范要求进行，泄水孔间距可按2m～3m设置，安装过程中要注意碎石反滤的设置及泄水孔坡度的角度；

7.7墙身沉降缝施工

同5.6沉降缝施工的相关要求；

8、加固立板墙背回填施工

待加固立板墙身、扶板、和横向减压卸荷平板的混凝土强度达到设计强度的75％后进行填土施工，填料采用B组填料(良好集料，包括不易风化的软块石，级配不良的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土、砾砂、粗砂、中砂、细粒土含量在15％～30％的漂石土、卵石土、碎石土、圆砾土、角砾土和细砂、黏砂、砂粉土、砂黏土)或其以上级别填料，在泄水孔进水口采用透水土工布包裹，及时安装5cm厚塑料排水片材，然后按加固立板高度进行墙后分层填筑施工，单层填土厚度≤300mm，填筑后利用机械或人工分层压实，回填土压实系数≥0.94，填筑过程中要注意成品保护。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，其特征在于，包括在役钢筋混凝土挡土墙，所述在役钢筋混凝土挡土墙上部以内贴方式设置加固立板，所述加固立板的底部设置横向减压卸荷平板，并且所述横向减压卸荷平板位于所述在役钢筋混凝土挡土墙墙背上方，所述横向减压卸荷平板下部设置桩基础，所述桩基础的纵向钢筋锚入所述横向减压卸荷平板；所述加固立板与所述横向减压卸荷平板之间还设有扶板。

2.根据权利要求1所述的一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，其特征在于，所述扶板为三角形结构，其两条短边分别与所述加固立板和所述横向减压卸荷平板连接。

3.根据权利要求2所述的一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，其特征在于，所述横向减压卸荷平板靠近所述加固立板侧设有楔形连接体，所述楔形连接体截面为倒直角梯形结构，所述倒直角梯形结构的直腰和上底边分别连接所述在役钢筋混凝土挡土墙和所述横向减压卸荷平板，所述楔形连接体将所述加固立板、所述横向减压卸荷平板与所述在役钢筋混凝土挡土墙刚性连接。

4.根据权利要求3所述的一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，其特征在于，所述加固立板、所述横向减压卸荷平板和所述楔形连接体刚性连接形成整体，以进一步加固整体墙身。

5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固结构，其特征在于，所述桩基础采用灌注桩或者预应力混凝土桩形式。

6.一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固方法，是采用权利要求1所述的加高加固结构，其特征在于，包括以下步骤：

(1)施工准备：根据在役钢筋混凝土挡土墙的地基基础、结构形式、墙背填土密实度及承载力，获取施工参数，并进行场地、施工材料和机械设备的准备；

(2)施工基桩：根据施工参数设置桩基础；

(3)基槽开挖：待桩基础检测合格后，进行在役钢筋混凝土挡土墙墙背填土的基槽开挖，破除桩头，清除残土，为横向减压卸荷平板垫层施工提供作业面；

(4)施工横向减压卸荷平板：安装横向减压卸荷平板的钢筋，浇筑成型并与桩基础连接牢固；

(5)施工加固立板和扶板：按照内贴方式安装加固立板的钢筋及安装扶板的钢筋，浇筑成型；

(6)加固立板墙背回填：待加固立板墙身、扶板、和横向减压卸荷平板的混凝土强度达到设计强度的75％后，采用填料分层回填在役钢筋混凝土挡土墙墙背。

7.根据权利要求6所述的一种在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固方法，其特征在于，所述步骤(6)中单层回填的土层厚度≤300mm，回填土压实系数≥0.94。