CN109577365A - 一种桩承式排水锚杆挡墙结构及其施工方法 - Google Patents

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温辉波
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    • E02D5/76Anchorings for bulkheads or sections thereof in as much as specially adapted therefor

Abstract

发明提供一种桩承式排水锚杆挡墙结构及其施工方法。该挡墙结构包括桩基、梁、挡墙和若干根锚杆。所述桩基包括若干根嵌入岸坡稳定岩土体中的承载桩。所述梁布置在桩基上方。所述挡墙布置在梁的上表面。挡墙结构还设置有排水孔。该挡墙结构的施工方法包括桩基施工、梁施工、锚杆施工、排水孔施工、挡墙施工和逆止阀安装等步骤。该挡墙结构可以有效解决大型水库消落带岸边沟谷区桥梁桩基础保护技术中存在的问题,且技术先进,经济性好。

Description

一种桩承式排水锚杆挡墙结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及岩土工程技术领域,特别涉及一种桩承式排水锚杆挡墙结构。
背景技术
水库消落区是因水库水位周期性涨落使水库周边被淹没土地周期性出露于水面的特殊区域。大型水库的消落区范围往往很大,比如2009年建成的长江三峡水库工程的消落区高度达30m,而将于2022年建成的金沙江白鹤滩水库工程的消落区高度更大,达60m。位于水库消落区的岩土体由于经受库水和地下水的周期性浸泡作用、地下水渗透作用等,风化作用更加强烈,使得库岸再造现象时有发生。当库岸有建(构)筑物时,库岸再造可能威胁建(构)筑物的安全。
为了发展库区经济,在已建、在建或将建水库的周边建造大型建(构)筑物(如高速公路)往往是必要的,库岸再造对建(构)筑物安全的影响问题通常是不可回避的。比如,金沙江白鹤滩水库工程将于2022年建成,为了发展库区及地方经济,已有多条高等级公路正在或将在库区及水库影响区内建设。由于白鹤滩水库库区特殊的地形地貌及地质条件,库区高等级公路的桥梁占比往往较高,桥梁基础多采用桩基础,且多布置在水库消落区的沟谷边坡上。尽管多数沟谷边坡为地形陡峻的岩质边坡,但岩体破碎,且位于水库消落区,在白鹤滩水库建成运行后,沟谷边坡特别是桥梁基础外侧边坡发生局部失稳的可能性较大,使得桥梁桩基础容易裸露、受损,需要采取合理措施对桥梁桩基础进行保护。
针对此种仅需加固沟谷边坡桥梁桩基外侧坡体的情况,从理论上讲,可采用的边坡加固技术较多,总体上可以分为三类,一是锚固技术(如锚喷、锚杆、锚索加固等),二是支挡技术(如挡墙、承载桩、桩板墙等),三是压脚技术(如坡角回填土石方等)。
锚固技术的原理是用锚杆、锚索等把可能失稳的岩土体锚固在坡内稳定的岩土体上。用在此处的缺点是锚杆(索)施工可能损伤桥梁桩基础,锚杆(索)的锚固功效随库水周期性作用可能逐渐丧失,不能有效防止加固边坡的局部失稳。
支挡技术的原理是利用支挡结构的自身稳定性限制被支挡岩土体的变形。挡墙用在处的缺点是由于沟谷边坡陡峻,挡墙基底面积有限,且地基承载力较小,使得其自身稳定性不足;承载桩或桩板墙用在处的缺点是施工难度大,且经济性较差。
压脚技术的原理是利用回填岩土体的自身稳定性限制被保护岩土体的变形。能否用于此处主要受地形控制,若地形条件不允许,则无法使用。
另外,库水位升降引起的岸坡地下水位动态变化也是一个值得关注的问题,地下水位动态变化作用不仅使岸坡岩土体的强度劣化,而且地下水向坡外的渗透作用很可能直接导致坡体失稳。
鉴于此,针对水库消落带沟谷边坡桥梁桩基外侧坡体容易因库水位变化发生局部失稳而影响桥梁桩基础安全的情况,亟待研发一种适于大型水库消落带岸边沟谷区桥梁桩基础保护的工程技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种桩承式排水锚杆挡墙结构及其施工方法,以解决现有技术中存在的问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的,一种桩承式排水锚杆挡墙结构,包括桩基、梁、挡墙和若干根锚杆。
所述桩基包括若干根嵌入岸坡稳定岩土体中的承载桩。所述承载桩沿岸坡走向间隔布置。
所述梁布置在桩基上方。所述梁的下表面与承载桩的桩顶固定连接在一起。
所述挡墙布置在梁的上表面。所述挡墙的底面与梁的上表面固定连接在一起。所述挡墙包括挡墙本体。所述挡墙本体沿岸坡走向的两端向墙后岩土体内延伸出承接部。
所述锚杆的一端固定于挡墙本体中,另一端嵌固在墙后岩土体内。
挡墙结构还设置有排水孔。所述排水孔贯穿挡墙本体后延伸至墙后岩土体内。所述排水孔仰斜布置。所述排水孔内穿设有排水管。所述排水管的出口处设置有逆止阀。
进一步,所述承载桩的桩身竖直布置。
进一步,所述承载桩的桩身倾斜布置。
进一步,所述梁中设置有变形缝。所述变形缝内填充止水材料。
进一步,所述挡墙中设置有变形缝。所述变形缝内填充止水材料。
进一步,所述承载桩的桩顶预埋有竖向受力钢筋。
进一步,所述梁的上表面预埋有竖向受力钢筋。
本发明还公开一种关于上述桩承式排水锚杆挡墙结构的施工方法,包括以下步骤:
1)根据地质勘察资料,确定挡墙结构的施作位置。
2)按设计要求施工桩基。
3)按设计要求施工梁。
4)开挖、清理坡面岩土体,按设计要求施工锚杆。
5)在墙后岩土体中施工排水孔,并穿设排水管。其中,排水管外露一定长度。
6)按设计要求施工挡墙。
7)安装逆止阀。
本发明的技术效果是毋庸置疑的:
A.可以有效解决大型水库消落带岸边沟谷区桥梁桩基础保护技术中存在的问题,且技术先进,经济性好;
B.挡墙结构可有效确保桥梁桩基外侧坡体的稳定性,避免桥梁桩基外露、受损,同时可显著降低因边坡水平变形作用于桥梁桩基上的水平荷载;
B.桩基和梁共同解决了挡墙地基承载力不足的问题;梁、锚杆和挡墙共同支挡、加固了墙后岩土体,有效解决了岩土体的稳定问题;梁和挡墙共同封闭了墙后岩土体,加之带逆止阀排水孔的单向排水作用,可有效避免墙后岩土体被库水浸泡,显著降低库水位升降对挡墙后地下水位动态变化的影响程度;
C.逆止阀安装在挡墙表面或挡墙内部近表面处,便于检修和更换。
附图说明
图1为挡墙结构示意图;
图2为挡墙工作示意图;
图3为挡墙俯视图。
图中:桩基1、承载桩101、梁2、挡墙3、挡墙本体301、承接部302、锚杆4、排水管5、逆止阀6。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段,做出各种替换和变更,均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1:
参见图2,本实施例公开一种桩承式排水锚杆挡墙结构,用于加固岸坡桥梁桩基外侧的坡体。参见图1和图3,挡墙结构包括桩基1、梁2、挡墙3和多根锚杆4。
所述桩基1包括多根嵌入岸坡稳定岩土体中的承载桩101。所述承载桩101沿岸坡走向间隔布置。所述承载桩101的桩身嵌入稳定岩土体中,为结构提供竖向和水平向承载力。在实际生产中,当桩基1主要用于提供竖向承载力时,承载桩101的桩身竖直布置。当当桩基1需要同时提供竖向和水平向承载力时,可根据需要提供的水平承载力大小,部分或全部承载桩101的桩身倾斜布置。所述承载桩101的桩顶预埋有竖向受力钢筋,以便与梁2连接。
所述梁2布置在桩基1上方。所述梁2的下表面与承载桩101的桩顶固定连接在一起。所述梁2上表面的宽度大于承载桩101的直径,且不小于挡墙3底面的宽度。梁2与桩基1一起构成了挡墙结构的基础。当梁2的长度过长时,可在梁2中设置变形缝,变形缝内填充止水材料。所述梁2的上表面预埋有竖向受力钢筋,以便与挡墙3连接。
所述挡墙3布置在梁2的上表面。所述挡墙3的底面与梁2的上表面固定连接在一起。所述挡墙3包括挡墙本体301。所述挡墙本体301沿岸坡走向的两端向墙后岩土体内延伸出承接部302。挡墙3的作用是支挡墙后岩土体,并与梁2构成整体对岩土体表面进行封闭。当挡墙3的尺寸过大时,可在挡墙3中与梁2变形缝对应位置设置变形缝,变形缝内填充止水材料。
所述锚杆4的一端固定于挡墙本体301中,另一端嵌固在墙后岩土体内。所述锚杆4与挡墙本体301中的受力钢筋牢固连接。锚杆4的作用是加固墙后岩土体,同时把挡墙3和墙后岩土体连接为整体。
挡墙结构还设置有排水孔。所述排水孔贯穿挡墙本体301后延伸至墙后岩土体内。所述排水孔仰斜布置。所述排水孔内穿设有排水管5。所述排水管5的出口处设置有逆止阀6。所述排水管5用于及时排出墙背积水和墙后岩土体中的地下水。当挡墙前水位低于挡墙后水位时,逆止阀6自动开启,以排出墙后岩土体中的水体。当挡墙前水位高于挡墙后水位时,逆止阀自动关闭,以阻止挡墙前水体通过排水管5渗入挡墙后岩土体中。
实施例2:
本实施例公开一种关于实施例1所述桩承式排水锚杆挡墙结构的施工方法,包括以下步骤:
1)根据地质勘察资料,确定挡墙结构的施作位置。
2)按照设计的桩位、尺寸、配筋、强度等级等,选择适宜的施工方法施工桩基1。
3)按照设计的梁尺寸、配筋、强度等级等,选择适宜的施工方法施工梁2,确保梁2与桩基1连接牢固。
4)开挖、清理坡面岩土体。按照设计的锚杆位置、尺寸、强度等级等,选择适宜的施工方法施工锚杆4,确保锚杆4受力钢筋外露足够长度,以便与挡墙3连接。
5)按照设计的排水孔位置、倾角、尺寸等,选择适宜的施工方法在墙后岩土体中施工排水孔,并穿设排水管5。其中,排水管5外露一定长度。
6)按照设计的挡墙尺寸、强度等级等,选择适宜的施工方法施工挡墙3,并确保挡墙底部与梁顶连接牢固、挡墙背面与墙后岩土体连接牢固、排水孔按设计要求穿过挡墙等。
7)按照设计的逆止阀位置、类型等,选择适宜的安装方法安装逆止阀6。

Claims (8)

1.一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:包括桩基(1)、梁(2)、挡墙(3)和若干根锚杆(4);
所述桩基(1)包括若干根嵌入岸坡稳定岩土体中的承载桩(101);所述承载桩(101)沿岸坡走向间隔布置;
所述梁(2)布置在桩基(1)上方;所述梁(2)的下表面与承载桩(101)的桩顶固定连接在一起;
所述挡墙(3)布置在梁(2)的上表面;所述挡墙(3)的底面与梁(2)的上表面固定连接在一起;所述挡墙(3)包括挡墙本体(301);所述挡墙本体(301)沿岸坡走向的两端向墙后岩土体内延伸出承接部(302);
所述锚杆(4)的一端固定于挡墙本体(301)中,另一端嵌固在墙后岩土体内;所述锚杆(4)与挡墙本体(301)中的受力钢筋牢固连接;
挡墙结构还设置有排水孔。所述排水孔贯穿挡墙本体(301)后延伸至墙后岩土体内;所述排水孔内穿设有排水管(5);所述排水管(5)的出口处设置有逆止阀(6)。
2.根据权利要求1所述的一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:所述承载桩(101)的桩身竖直布置。
3.根据权利要求1或2所述的一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:所述承载桩(101)的桩身倾斜布置。
4.根据权利要求1或3所述的一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:所述梁(2)中设置有变形缝;所述变形缝内填充止水材料。
5.根据权利要求1所述的一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:所述挡墙(3)中设置有变形缝;所述变形缝内填充止水材料。
6.根据权利要求1所述的一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:所述承载桩(101)的桩顶预埋有竖向受力钢筋。
7.根据权利要求1所述的一种桩承式排水锚杆挡墙结构,其特征在于:所述梁(2)的上表面预埋有竖向受力钢筋。
8.一种关于权利要求1所述桩承式排水锚杆挡墙结构的施工方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)根据地质勘察资料,确定挡墙结构的施作位置;
2)按设计要求施工桩基(1);
3)按设计要求施工梁(2);
4)开挖、清理坡面岩土体,按设计要求施工锚杆(4);
5)在墙后岩土体中施工排水孔,并穿设排水管(5);其中,排水管(5)外露一定长度;
6)按设计要求施工挡墙(3);其中,所述锚杆(4)的外端与挡墙本体(301)中的受力钢筋牢固连接;所述排水管(5)贯穿墙本体(301);
7)安装逆止阀(6)。
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