CN107503341B - 基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法 - Google Patents
基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，属于边坡工程领域，该方法包括如下步骤：（1）模型板的制作；（2）模型板的高程定位；（3）模型板水平定位；（4）根据步骤（2）和步骤（3）的计算结果，在抗滑桩内确定好模型板的位置，自上而下进行模型板定位；（5）斜插板定位。本发明的方法定位速度快，准确率高；解决了斜插板与抗滑桩交接处的钢筋锈蚀问题，有效防止桩板连接处锚固钢筋锈蚀；可操作性强，使得斜插板整体稳定性得以提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种斜插板定位方法，尤其是一种基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，属于边坡工程领域。
背景技术
目前桩板墙在边坡加固中得到广泛应用，斜插式桩板墙是在普通桩板墙基础上发展起来的一项新技术，随着建设美丽中国和绿色通道以及建设美丽云南战略的实施，边坡采用绿色加固防护越来越受到重视，边坡采用绿色加固防护代替全面代替目前存在的部分纯混凝土或浆砌片石结构将是今后边坡加固防护的趋势，斜插式桩板墙技术在云南得到了大量应用，已经写入云南省地方规范《云南省山地城镇市政道路设计导则》，要求有景观要求地段桩板墙采用斜插式桩板墙。斜插式桩板墙结构是对常规桩板墙的一种优化，通过多年的实践经验并结合科研攻关，对结构存在的问题不断改进完善，目前该技术从设计到施工方面均已成熟，结构的安全性、耐久性和施工工艺得到了解决，在路肩桩板墙、路堤桩板墙及路堑桩板墙方面均得到了成功应用。斜插式桩板墙由于其良好的加固防护效果，是桩板墙技术的发展方向，斜插板定位技术是该技术的重要组成部分，然而该技术目前步骤繁琐、效果不佳，存在技术瓶颈，该定位技术的解决，为斜插式桩板墙推广创造了条件。
发明内容
为了解决上述技术问题，我们通过对斜插板的各种定位技术的优缺点进行总结，得出一种结构安全可靠，施工方便的斜插板定位技术。该定位技术的思路为：以所有连接钢筋(连接抗滑桩和斜插板)整体定位代替以前单根连接钢筋一一分别定位。首先制作跟斜插板截面大小相同的模型板，然后将所有连接钢筋在该模型板上进行定位(打孔)并固定，最后在抗滑桩浇筑混凝土前，在抗滑桩内对模型板进行定位。本发明的具体方案如下：
一种基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)模型板的制作：制作跟斜插板截面大小相同的木制模型板，所述模型板上设有钢筋连接孔；
(2)模型板的高程定位：
首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩进行定位，由于相邻抗滑桩顶高程不同，同一根抗滑桩两侧模型板定位高程可能不一样；其次，选模型板的其中三个角为高程定位点，计算每块模型板定位高程；
(3)模型板水平定位：
以模型板的三个角为水平定位点，计算每个角到抗滑桩一侧的距离，进而获得模型板所需水平位置；
(4)根据步骤(2)和步骤(3)的计算结果，在抗滑桩内确定好模型板的位置，自上而下进行模型板定位；
(5)斜插板定位：
确定好模型板位置，在模型板的连接孔中设置套筒，套筒两端分别连接抗滑桩和斜插板钢筋，定位钢筋通过套筒一侧定位于抗滑桩上，然后浇筑抗滑桩，抗滑桩拆除钢模板后取下木制模型板，在套筒另一侧设置斜插板连接钢筋，然后设置斜插板，完成斜插板定位。
进一步地，所述模型板包括甲型模型板和乙型模型板，其中，甲型模型板板宽小于乙型模型板，甲型模型板定位于抗滑桩上部，乙型模型板定位于抗滑桩下部；所述甲型模型板和乙型模型板截面为包括三个直角边的五边形，定位孔为二排，各排之间的距离相同且每排孔与孔之间的距离相同。
进一步地，所述甲型模型板和乙型模型板均设有15个定位孔，甲型板的倒角剩余高度为0.07m，乙型板的倒角剩余高度为0.1m；甲型模型板和乙型模型板为30mm厚的木板。
进一步地，按照抗滑桩施工顺序，在模型板定位之前，先搭建抗滑桩钢筋笼和支模，设置钢模板。
进一步地，步骤(2)中，模型板的高程定位具体如下：
首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩进行定位；其次，选模型板的两个钝角和相邻直角旁的直角依次为1、2、4号高程定位点，其余两个直角依次为3、5号点，高程计算公式如下：
hm＝l×sina+k×cosa
上式中：
Hi-1,b—当i-1＝0时，H0,b为相邻两桩中较矮桩桩顶标高；
Hi,a—自上而下，第i块模型板1、2号点的高程；
Hi,b—自上而下，第i块模型板4号点的高程；
Nm—模型板板间土坡高度；
hm—模型板板顶竖向间距；
l—模型板最长边长；
α——模型板倾斜角，单位：°；
k——倒角剩余高度；
式中，距离单位均为m。
进一步地，所述水平定位方法如下：
以1号点为定位基准点，1-5号点距抗滑桩靠道路一侧垂直距离的计算公式如下：
L3＝L4+w×sina＝L1+(w-k)×sina+l×cosa
L4＝L5+l×cosa＝L1-k×sina+l×cosa
L5＝L1-k×sina
上式中：
L1——1号定位点距抗滑桩靠道路一侧桩边垂直距离，一般采用L1＝200mm；
L2～L5——分别为2～5号定位点距抗滑桩靠临空一侧桩边垂直距离；
w——模型板板宽；
l——模型板最长边长；
α——模型板水平倾角，43°＜α＜45°；
k——倒角剩余高度；式中，距离单位均为m，甲型板k为0.07m，乙型板k为0.1m。
进一步地，模型板埋设在抗滑桩内，模型板表面涂有油脂，以方便拆除及重复使用。
进一步地，步骤(5)中，确定模型板位置，将直螺纹套筒装入模型板的孔内，套筒一侧与模型板齐平，对套筒进行稳固；准备与套筒相同数量的定位钢筋，将定位钢筋从套筒伸出模型板的方向扭入套筒1/2处，套筒另外一半用塑料泡沫填实，并将填有塑料泡沫一侧的模型板紧贴抗滑桩的钢模板，并把钢筋与抗滑桩钢筋笼接触位置固定，浇筑完成后，定位钢筋定位于浇筑的混凝土中，抗滑桩拆模后，取下模型板，取出套筒内塑料泡沫，套筒另一端安装斜插板连接钢筋，根据模型板在混凝土中的凹槽，即可准确设置斜插板，相应位置浇筑斜插板，完成斜插板定位。
本发明的有益效果如下：
(1)速度快，准确率高。以整块模型板连接钢筋整体定位替代连接钢筋单一定位，减少定位次数，一次定位完成多根钢筋定位；
(2)解决了斜插板与抗滑桩交界处的钢筋锈蚀问题。定位技术所采用的模型板为30mm厚的木板，当抗滑桩浇筑完成，拆除钢模板后，模型板板也一块拆除，此时斜插板在抗滑桩上呈“凹陷”状，浇筑的斜插板两端嵌入护壁内，可以有效防止桩板连接处锚固钢筋锈蚀问题，填方工况的斜插板两端均嵌入抗滑桩内，也进一步增加了斜插板的稳定性；
(3)操作性强。该技术采用高程结合水平距离对模型板三个点进行定位，当已知抗滑桩桩顶高程时，可使用钢卷尺等便携工具在抗滑桩内对斜插板钢筋定位，便于施工操作实施。
(4)造价低。采用硬质木制模型板，每根桩拆模后拆除模型板，模型板可以重复使用，造价较低。
附图说明
图1是本发明的模型板的结构示意图；
图2是本发明的模型板高程定位的结构示意图；
图3是本发明的模型板水平定位的结构示意图；
图4是其中一块模型板水平定位的结构示意图；
图5是本发明的模型板定位于抗滑桩上的俯视图；
图6是本发明的模型板定位于抗滑桩上的正视图；
图7是斜插板定位于抗滑桩的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实例基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，包括如下步骤：
(1)模型板的制作
如图1所示，制作跟斜插板截面大小相同的模型板6，所述模型板截面呈包括三个直角边的五边形，包括二排定位孔7，各排之间的距离相同且每排孔与孔之间的距离相同，其中，包括第一钝角1、第二钝角2、第一直角3、第二直角4和第三直角5。
本实例模型板内设置15根钢筋。
对于填方工况，模型板制作材料选用30mm厚的木板，该模型板与斜插板的截面尺寸相同，其开孔位置即是斜插板钢筋位置。模型板表面涂有油脂，浇筑完成后方便取出，可以增加使用次数。根据设计要求，抗滑桩上部采用甲型模型板，下部采用乙型模型板。
(2)模型板的高程定位：
如图2所示，首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩进行定位；其次，选模型板的第一钝角1、第二钝角2和第二直角4依次为1、2、4号高程定位点，其余两个直角依次为3、5号点，高程计算公式如下：
hm＝l×sina+k×cosa
上式中：
H——当i-1＝0时，H0,b为相邻两桩中较矮桩桩顶标高(m)；
Hi,a——自上而下，第i块斜插板1、2号点的高程(m)；
Hi,b——自上而下，第i块斜插板4号点的高程(m)；
Nm——斜插板板间土坡高度(m)；m＝1为甲型板，m＝2为乙型板；
hm——斜插板板顶竖向间距(m)；m＝1为甲型板，m＝2为乙型板；
l——斜插板板长(m)；
α——斜插板倾斜角(°)；
k——倒角剩余高度(m)；甲型板为0.07m，乙型板为0.1m。
(3)模型板的水平定位：
如图3-4所示，本实施例中，步骤(3)采用后截角式水平定位计算：
水平定位方法如下：
以1号点为定位基准点，1-5号点距抗滑桩靠道路一侧垂直距离的计算公式如下：
L3＝L4+w×sina＝L1+(w-k)×sina+l×cosa
L4＝L5+l×cosa＝L1-k×sina+l×cosa
L5＝L1-k×sina
上式中：
L1——1号定位点距抗滑桩靠道路一侧桩边垂直距离，一般采用L1＝200mm；
L2～L5——分别为2～5号定位点距抗滑桩靠临空一侧桩边垂直距离；
w——模型板板宽；
l——模型板最长边长；
α——模型板水平倾角，43°＜α＜45°；
k——倒角剩余高度；式中，距离单位均为m，甲型板k为0.07m，乙型板k为0.1m。
根据已有的研究成果可知，斜插板的最合理倾角为43°，考虑施工难度，工程实际应用中目前通常将斜插板的倾角设计为45°。
(4)模型板定位
如图5-6所示，当抗滑桩9的钢筋笼、支模完成之后，在浇筑混凝土之前进行模型板定位。选择相邻两根桩中桩顶标高较低的桩，并根据步骤(2)、(3)的计算结果，自上而下进行模型板定位，确定模型板位置，将安装定位钢筋10的直螺纹套筒8装入模型板的孔7内，套筒的厚度是模型板厚度的2倍，套筒一侧与模型板齐平，另一侧伸出模型板外侧，使用胶粘剂对套筒进行稳固。
准备与套筒相同数量的长度为300mm的钢筋，并将其一端根据直螺纹套筒规格进行车丝，车丝长度为套筒长度的一半；将完成车丝后的钢筋从套筒伸出模型板的方向扭入套筒1/2处，套筒另外一半用塑料泡沫填实，并将填有塑料泡沫一侧的模型板板紧贴抗滑桩的钢模板11，并把钢筋10与抗滑桩钢筋笼12接触位置进行焊接，如图5所示。根据以上步骤依次对剩余模型板进行定位。定位完成后，浇筑抗滑桩。
(5)安装斜插板
如图7所示，浇筑完成后，定位钢筋10定位于浇筑的混凝土中，取下模型板，取出套筒内塑料泡沫，套筒内安装斜插板连接钢筋14，根据模型板在混凝土上的形状，即可准确设置斜插板13，相应位置绑扎钢筋进行混凝土浇筑，使得斜插板与抗滑桩形成一个整体。
实施例2
采用实施例1的方法对大理海东山地新城中心片区秀北路的抗滑桩实施斜插板定位。
大理海东山地新城中心片区秀北路位于大理市39°方向，平距约11km处的海东山地城市开发片区，地理位置处于东经：100°18′07″；北纬：25°41′10.8″。秀北路为新规划市政道路，属于城市次干路，公路等级为二级，拟建道路分A段和B段；A段起于B段BK0+042.686处，止于天秀路与碧峤路交叉口；B段起于天秀路(爱民路与天秀路交叉口东侧约500米处)，止于A段AK0+627.076处；A段长724.825米，B段长898.460米。
B线纵向地形起伏大，地面横坡较陡。由于该项目对环境美化要求较高，因此设计方案在尽量控制用地宽度，首先考虑边坡的稳定，在不增加投资的情况下，设计中充分考虑边坡的绿化、美化，使其与周边环境形成和谐、互补的氛围，为此，边坡较高地段采用目前云南省城镇上山推广采用的斜插式桩板墙技术。
BK0+467.01～BK0+576.41左侧，长113.5m；左侧设锚固桩，桩顶填土高0.4m，设置抗滑桩17根，桩间设置斜插板，斜插板长5.5m。抗滑桩桩截面为1.5m×1.75m、1.5m×2.0m、1.5m×2.25m三种，桩间距(中—中)均为7m，桩长14.0～23.0m，桩短边平行路线方向布置，桩远离路线侧边缘距路线中心距离为5.6m；抗滑桩为个别设计，桩身采用C30混凝土浇筑。
以1#-2#抗滑桩的斜插板定位为例。
抗滑桩桩顶设计均为填方后截角式，斜插板倾角设计为45°，抗滑桩和斜插板基本信息见表4。。根据实施例2后截角式水平定位公式计算出模型板的五个定位点距离抗滑桩靠道路一侧距离Lj，甲型板见表1，乙型板见表2，
表1 甲型板五个定位点距抗滑桩靠道路一侧距离Lj
表2 乙型板五个定位点距抗滑桩靠道路一侧距离Lj
根据设计要求，抗滑桩上部5块斜插板采用甲型模型板，下部采用乙型模型板。以2#抗滑桩内第一排的模型板板高程定位为例，根据实施例2高程定位公式计算出，见表3。
表3 1#和2#抗滑桩间斜插板高程计算表
表4 抗滑桩和斜插板基本信息
注：Nm、hm中m＝1代表甲型板，m＝2代表乙型板。
Hxy——x代表第几排斜插板，y代表几号定位点；如H34代表第3排斜插板4号定位点的高程。
然后依据实例1的方式安装定位钢筋，浇筑抗滑桩，安装斜插板，最终保证斜插板与1#-2#抗滑桩形成整体，保证安装后的斜插板保持水平。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：斜插式桩板墙包括如下步骤：
(1)模型板的制作：制作跟斜插板截面大小相同的木制模型板，所述模型板上设有钢筋连接孔；
(2)模型板的高程定位：
首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩进行定位；其次，选模型板的其中三个角为高程定位点，计算每块模型板定位高程；
(3)模型板水平定位：
以模型板的三个角为水平定位点，计算每个角到抗滑桩一侧的距离，进而获得模型板所需水平位置；
(4)根据步骤(2)和步骤(3)的计算结果，在抗滑桩内确定好模型板的位置，自上而下进行模型板定位；
(5)斜插板定位：
确定好模型板位置，在模型板的连接孔中设置套筒，套筒两端分别连接抗滑桩和斜插板钢筋，定位钢筋通过套筒一侧定位于抗滑桩上，然后浇筑抗滑桩，抗滑桩拆除钢模板后取下木制模型板，在套筒另一侧设置斜插板连接钢筋，然后设置斜插板，完成斜插板定位。
2.根据权利要求1所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：所述模型板包括甲型模型板和乙型模型板，其中，甲型模型板板宽小于乙型模型板，甲型模型板定位于抗滑桩上部，乙型模型板定位于抗滑桩下部；所述甲型模型板和乙型模型板截面为包括三个直角边的五边形，定位孔为二排，各排之间的距离相同且每排孔与孔之间的距离相同。
3.根据权利要求2所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：所述甲型模型板和乙型模型板均设有11个定位孔，甲型板的倒角剩余高度为0.07m，乙型板的倒角剩余高度为0.1m；甲型模型板和乙型模型板为30mm厚的木板。
4.根据权利要求1所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：按照抗滑桩施工顺序，在模型板定位之前，先搭建抗滑桩钢筋笼和支模，设置钢模板。
5.根据权利要求2所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：步骤(2)中，模型板的高程定位具体如下：
首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩进行定位；其次，选模型板的两个钝角和相邻直角旁的直角依次为1、2、4号高程定位点，其余两个直角依次为3、5号点，高程计算公式如下：
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hm＝l×sinα+k×cosα
上式中：
Hi-1,b—当i-1＝0时，H0,b为相邻两桩中较矮桩桩顶标高；
Hi,a—自上而下，第i块模型板1、2号点的高程；
Hi,b—自上而下，第i块模型板4号点的高程；
Nm—模型板板间土坡高度；
hm—模型板板顶竖向间距；
l—模型板最长边长；
α——模型板倾斜角，单位：°；
k——倒角剩余高度；
式中，距离单位均为m。
6.根据权利要求5所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：所述水平定位方法如下：
以1号点为定位基准点，1-5号点距抗滑桩靠道路一侧垂直距离的计算公式如下：
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L3＝L4+w×sinα＝L1+(w-k)×sinα+l×cosα
L4＝L5+l×cosα＝L1-k×sinα+l×cosα
L5＝L1-k×sinα
上式中：
L1——1号定位点距抗滑桩靠道路一侧桩边垂直距离，一般采用L1＝200mm；
L2～L5——分别为2～5号点距抗滑桩靠临空一侧桩边垂直距离；
w——模型板板宽；
l——模型板最长边长；
α——模型板水平倾角，43°＜α＜45°；
k——倒角剩余高度；式中，距离单位均为m，甲型板k为0.07m，乙型板k为0.1m。
7.根据权利要求1所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：模型板埋设在抗滑桩内，模型板表面涂有油脂。
8.根据权利要求1所述的基于抗滑桩填方工况的斜插板定位方法，其特征在于：步骤(5)中，确定模型板位置，将直螺纹套筒装入模型板的孔内，套筒一侧与模型板齐平，对套筒进行稳固；准备与套筒相同数量的定位钢筋，将定位钢筋从套筒伸出模型板的方向扭入套筒1/2处，套筒另外一半用塑料泡沫填实，并将填有塑料泡沫一侧的模型板紧贴抗滑桩的钢模板，并把钢筋与抗滑桩钢筋笼接触位置固定，浇筑完成后，定位钢筋定位于浇筑的混凝土中，抗滑桩拆模后，取下模型板，取出套筒内塑料泡沫，套筒另一端安装斜插板连接钢筋，根据模型板在混凝土中的凹槽，即可准确设置斜插板，相应位置浇筑斜插板，完成斜插板定位。
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