CN107604940A - 一种钢管格栅膨胀土挡墙及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢管格栅膨胀土挡墙及其施工方法，包括：土工格栅、膨胀土填料、钢花管和墙面板；所述土工格栅逐层铺设并填筑膨胀土填料，通过与膨胀土填料间的摩擦力和咬合力以及墙面板形成格栅挡墙墙体，对格栅挡墙墙体进行竖向钻孔，设置排孔位，所述钢花管自墙顶竖直插入钻孔中，并进行注浆。本发明的优点在于：能加固膨胀土边坡，采用膨胀土作为墙体填料，能吸纳膨胀土弃方；钢花管能承担水平方向剪应力，很大程度上控制膨胀土填料的膨胀变形。钢花管及注浆体可提高墙体整体性，使其纵向上各水平位置膨胀变形基本一致。可吸纳膨胀土弃方，减小弃碴场选址压力，减小由于膨胀土在别处堆填导致的环境压力。

Description

一种钢管格栅膨胀土挡墙及其施工方法

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，特别涉及一种钢管格栅膨胀土挡墙及其施工方法。

背景技术

目前的加固边坡挡墙从墙体可变形程度上分为两大类：刚性挡墙和柔性挡墙。

刚性挡墙主要包括干砌片石挡墙、浆砌片石挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙，设计理念上完全限制边坡变形和位移，靠圬工(以砖、石或者混凝土为主要材料建造的构造物称为圬工结构)自重提供的基底摩擦力和抗倾弯矩平衡坡体土压力或剩余下滑力。该类挡墙在工程实践中应用广泛且总体效果良好。但应用于膨胀土边坡时，由于膨胀力尚缺乏较成熟计算方法，致使墙背作用力不能准确计算，甚至相差很大，最终导致挡墙失效，此种失败例子在膨胀土边坡挡墙加固的工程实践中很常见。另外，在膨胀土路堑边坡中，该类挡墙由于采用片石或混凝土，开挖形成的膨胀土弃方完全不能被吸纳，对弃碴场及弃土边坡稳定形成压力。

柔性挡墙主要指加筋土挡墙，工程实践中格栅挡墙较常见。加筋土挡墙主要由加筋材料和填料两部分组成(根据需要可设置面板)，拉筋与填料之间的摩擦、咬合等作用，使填料被约束成一个整体，成为挡墙。该类挡墙可变形能力强，能够适应地基或边坡的微小变形。但该类挡墙的变形量不易控制，当其变形量过大时，墙体易失稳定破坏，导致工程失效。在治理具有胀缩特性的膨胀土时，该类挡墙往往会因墙后土体的膨胀力产生超过其效能范围的大变形。且由于膨胀土自地表向下受大气影响程度不同，在纵向上表现为不同的膨胀力和膨胀变形，该类挡墙自然就会产生纵向上的不均匀变形，极易失稳。膨胀土边坡加固工程实践中，该类柔性挡墙失效的例子也屡见不鲜。而且，该类挡墙填料不宜采用渗透性良好的土体，亦不宜采用膨胀土。

工程实践中也有在格栅挡墙中附加钢管桩的加固结构，实质上属锚杆挡墙，即将钢管桩穿过墙体打入墙后边坡土体，使其承受一定的拉力，减小作用于墙背的土压力。该类结构中的钢花管多为斜向设置，其倾斜角度需与格栅网孔相匹配，否则将破坏土工格栅筋材，增加了施工难度与工作量，若同时设置斜向钢管桩与竖直钢管桩，则需针对倾斜桩和竖直桩衔接处专门设计桩承台，增加了施工量、工程难度以及工程造价。该类结构中钢花管的设置目的为依靠其与土体间的锚固力减小墙背作用力，但膨胀土的锚固能力较差，故该类结构依然不能良好地加固膨胀土边坡，且亦不宜采用膨胀土作为墙体填料。

综上所述，目前尚缺乏能良好应用于膨胀土边坡加固的挡墙技术，目前的挡墙均不能吸纳膨胀土弃方。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种钢管格栅膨胀土挡墙及其施工方法，能有效的解决上述现有技术存在的问题。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种钢管格栅膨胀土挡墙，包括：土工格栅1、膨胀土填料2、钢花管3和墙面板4；所述土工格栅1逐层铺设并填筑膨胀土填料2，通过与膨胀土填料2间的摩擦力和咬合力以及墙面板4形成格栅挡墙墙体，对格栅挡墙墙体进行竖向钻孔，设置2-4排孔位，所述钢花管3自墙顶竖直插入钻孔中，并进行注浆。

进一步地，采用中-强膨胀土填料时，设置墙面板4应为柔性面板，以协调面板后土体膨胀所致的局部变形，将土工格栅1从柔性面板4的预留孔中穿过并绑扎，与面板进行连接并保证稳定。在拉紧的土工格栅1上先用少量填料压住土工格栅，使之固定并保持正确位置后，再正式进行下一层填土的摊铺和压实。

进一步地，相邻两个排孔位相距a米，a＝1-2；第一排与墙面板4间距不大于0.5×a米，同一排相邻孔位相距b米，b＝2-3；钻孔采用梅花布置，钻孔底部标高低于墙体底部标高l米，l＝1-2米，l为挡土墙高度的20％；

进一步地，土工格栅2间距0.5m。

进一步地，所述墙面板4上设置冒石5。

进一步地，在分层填筑时预埋在格栅挡墙墙体的墙面上下左右交错设置泄水孔，泄水孔间距2-3m米，采用直径5厘米PVC管。

本发明还公开了一种基于上述钢管格栅膨胀土挡墙的施工方法，包括如下步骤：

首先，平整场地进行基槽开挖，浇筑基础，并按设计要求预留沉降缝。

逐层铺设土工格栅1并填筑膨胀土。土工格栅1铺设在压实平整的填土上，不宜重叠弯曲。填料摊铺采用人工配合机械的方式进行，摊铺厚度均匀一致，表面平整，每层填土应保证厚度相同，确保每层土工格栅1的间距相同。

填料填筑时，随时检查含水量是否满足压实要求，每层膨胀土填料2填筑完毕及时碾压；膨胀土填料2应严格分层碾压，碾压时先轻后重，于墙面上下左右交错设置泄水孔，泄水孔间距2-3m米，采用直径5厘米PVC管，并在分层填筑时预埋。

在墙体完成后，进行钢花管3施作。对格栅挡墙墙体进行竖向钻孔，设置2-4排孔位，每根钢花管3由墙顶插入排孔位，并注浆。钢花管及注浆体承担水平方向的剪力，约束周围填土的变形和位移，进而控制并协调柔性挡墙的局部变形；

最后在安装冒石5时，对墙顶进行防水处理。

进一步地，整体挡墙仍为柔性结构，通过一定变形卸除钢花管3抵消之后的膨胀力，从而起到加固边坡的最终目的。

进一步地，采用柔性面板时，土工格栅1摊铺后，将土工格栅1从柔性面板的预留孔中穿过并绑扎，与面板进行连接并保证稳定。在拉紧的土工格栅上先用少量填料压住筋带，使之固定并保持正确位置后，再正式进行下一层填土的摊铺和压实。

与现有技术相比本发明的优点在于：

能有效加固膨胀土边坡，且采用膨胀土作为墙体填料，在一定程度上吸纳膨胀土弃方。

钢花管底端深入墙体基础以下一定深度，承担水平方向剪应力，能够在很大程度上控制膨胀土填料的膨胀变形和挡墙的整体位移。

钢花管及注浆体可协调不同深度处的膨胀力和膨胀位移，从而提高墙体整体性，使其纵向上各水平位置膨胀变形基本一致。

可吸纳膨胀土弃方，减小弃碴场选址压力，减小由于膨胀土在别处堆填导致的环境压力。

附图说明

图1为本发明实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例的俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明做进一步详细说明。

如图1、2所示，一种钢管格栅膨胀土挡墙，包括：土工格栅1、膨胀土填料2、钢花管3和墙面板4。所述土工格栅1逐层铺设并填筑膨胀土填料2，通过与膨胀土填料2间的摩擦力和咬合力以及墙面板4形成格栅挡墙墙体，对格栅挡墙墙体进行竖向钻孔，设置2-4排孔位，所述钢花管3自墙顶竖直插入钻孔中，并进行注浆，所述墙面板4上设置冒石5。

如果采用中-强膨胀土填料时，设置墙面板4应为柔性面板，以协调面板后土体膨胀所致的局部变形，将土工格栅1从柔性面板4的预留孔中穿过并绑扎，与面板进行连接并保证稳定。在拉紧的土工格栅1上先用少量填料压住土工格栅，使之固定并保持正确位置后，再正式进行下一层填土的摊铺和压实。

相邻两个排孔位相距a米，a＝1-2；第一排与墙面板4间距不大于0.5×a米，同一排相邻孔位相距b米，b＝2-3；钻孔采用梅花布置，钻孔底部标高低于墙体底部标高l米(挡土墙高度的20％左右，一般为l＝1-2)；

所述格栅挡墙逐层间隔铺设土工格栅1和膨胀土填料3并压实，土工格栅2间距0.5m。若采用柔性面板，土工格栅2摊铺后，将筋带(即土工格栅)从面板的预留孔中穿过并绑扎，与面板进行连接并保证稳定。在平整拉紧的筋带上先用少量填料压住筋带，使之固定并保持正确位置后，再正式进行下一层填土的摊铺和压实。

所述钢花管1布置是在墙体完成后进行施作。利用钢花管1注浆技术，对格栅挡墙墙体进行钻孔，钻孔底部标高低于墙体底部标高1米，设置2排孔位，相邻两排相距1米，同一排相邻孔位相距2米。利用钻机吊起钢花管1进行匀速下管入，贯穿至墙底部以下l米(挡土墙高度的20％左右，一般为l＝1-2)。钢花管1与填土3直接接触，并承担水平方向的剪应力，约束周围膨胀土填料3的胀缩变形和位移，进而控制并协调柔性挡墙的局部变形。

同时，由于钢花管1底端深入地基(原地层)一定深度，与土体直接接触，利用其刚性特点承担水平方向剪应力，能够控制并减少格栅挡墙的整体水平位移。

在钢花管1打入(及注浆)并稳定后，墙面板于墙前地面以上每隔2.5米上、下、左、右交错设置泄水孔一个，泄水孔采用直径5厘米PVC管。最后对主墙体进行混凝土浇筑及冒石现场灌注。

可根据实际工程需求进行设计和计算，确定具体铺设土工格栅2的间距、布孔方案(对应的钢花管1根数)及钢花管1是否注浆，钢花管1的打入深度。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种钢管格栅膨胀土挡墙，其特征在于包括：土工格栅(1)、膨胀土填料(2)、钢花管(3)和墙面板(4)；所述土工格栅(1)逐层铺设并填筑膨胀土填料(2)，通过与膨胀土填料(2)间的摩擦力和咬合力以及墙面板(4)形成格栅挡墙墙体，对格栅挡墙墙体进行竖向钻孔，设置2-4排孔位，所述钢花管(3)自墙顶竖直插入钻孔中，并进行注浆。

2.根据权利要求1所述的一种钢管格栅膨胀土挡墙，其特征在于：采用中-强膨胀土填料时，设置墙面板(4)应为柔性面板，以协调面板后土体膨胀所致的局部变形，将土工格栅(1)从柔性面板(4)的预留孔中穿过并绑扎，与面板进行连接并保证稳定；在拉紧的土工格栅(1)上先用少量填料压住土工格栅，使之固定并保持正确位置后，再正式进行下一层填土的摊铺和压实。

3.根据权利要求1所述的一种钢管格栅膨胀土挡墙，其特征在于：所述相邻的两个排孔位相距a米，a＝1-2；第一排与墙面板(4)间距不大于0.5×a米，同一排相邻孔位相距b米，b＝2-3；钻孔采用梅花布置，钻孔底部标高低于墙体底部标高l米，l＝1-2米，l为挡土墙高度的20％。

4.根据权利要求1所述的一种钢管格栅膨胀土挡墙，其特征在于：土工格栅(2)间距0.5m。

5.根据权利要求1所述的一种钢管格栅膨胀土挡墙，其特征在于：所述墙面板(4)上设置冒石(5)。

6.根据权利要求1所述的一种钢管格栅膨胀土挡墙，其特征在于：在分层填筑时预埋在格栅挡墙墙体的墙面上下左右交错设置泄水孔，泄水孔间距2-3m米，采用直径5厘米PVC管。

7.根据权利要求1所述的一种钢管格栅膨胀土挡墙的施工方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、平整场地进行基槽开挖，浇筑基础，并按设计要求预留沉降缝；

步骤2、逐层铺设土工格栅(1)并填筑膨胀土，土工格栅(1)铺设在压实平整的填土上，不宜重叠弯曲，填料摊铺采用人工配合机械的方式进行，摊铺厚度均匀一致，表面平整，每层填土应保证厚度相同，确保每层土工格栅(1)的间距相同；

步骤3、填料填筑时，随时检查含水量是否满足压实要求，每层膨胀土填料(2)填筑完毕及时碾压；膨胀土填料(2)应严格分层碾压，碾压时先轻后重，于墙面上下左右交错设置泄水孔，并在分层填筑时预埋；

步骤4、在墙体完成后，进行钢花管(3)施作；对格栅挡墙墙体进行竖向钻孔，设置2-4排孔位，每根钢花管(3)由墙顶插入排孔位，并注浆；钢花管及注浆体承担水平方向的剪力，约束周围填土的变形和位移，进而控制并协调柔性挡墙的局部变形；

步骤5、最后在安装冒石(5)时，对墙顶进行防水处理。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：整体挡墙仍为柔性结构，通过一定变形卸除钢花管(3)抵消之后的膨胀力，从而起到加固边坡的最终目的。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：采用柔性面板时，土工格栅(1)摊铺后，将土工格栅(1)从柔性面板的预留孔中穿过并绑扎，与面板进行连接并保证稳定；在拉紧的土工格栅上先用少量填料压住筋带，使之固定并保持正确位置后，再正式进行下一层填土的摊铺和压实。