CN110158641B - 一种锚杆加筋复合挡土墙及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锚杆加筋复合挡土墙及施工方法，包括挡墙面板，挡墙冒石，挡墙基础，结构格栅，墙后土工格栅层间填土，还包括紧靠挡墙面板背面布置的反滤层、由土工格栅包裹体构成的反包层，配套的旋进式限位锚杆。挡墙面板为钢筋混凝土复合面板，表面设有增加墙面整体强度的肋柱，肋柱上面设有贯穿挡墙面板，限制锚杆角度的锚杆导洞，墙背每隔一段距离设置加筋材料的连接件墙后土工格栅分为主结构格栅和次结构格栅，主结构格栅穿过反滤层通过墙背连接件与墙背直接相连，相邻两个主加筋层之间的次结构格栅采用反包方式铺设，包裹透水性较好的材料回折起到加固土体的作用。

Description

一种锚杆加筋复合挡土墙及施工方法

技术领域

本发明一种锚杆加筋复合挡土墙及施工方法，属于公路、铁路、岩土技术领域。

背景技术

21世纪以来加筋土技术广泛应用于岩土工程领域，随着施工水平的不断发展，这种新技术的应用领域不断扩大。尤其是加筋土挡墙基于其占地小，价格低，施工便捷，外表美观且抗震性能良好等优点，在公路，铁路，桥梁，市政等领域应用广泛。

一般的加筋土挡墙由面板、加筋材料和筋材间的填土三部分构成，填土自重以及其他外荷载产生的侧向压力作用于面板，通过面板上的筋材连接件将侧向压力传递给筋材，筋材和土体会产生相对滑动或相对滑动的趋势，产生的摩擦力与侧向压力方向相反，从而保证结构的抗滑稳定性和抗倾覆稳定性。工程实践证明，一般的加筋土挡墙存在如下所述问题：

一般加筋土挡墙在施工过程中往往采用分层填筑，分层压实由于施工机械的限制，靠近墙面板的部分大型压实机械无法施工从而改成小型的压实机械，这样就导致压实质量难以保证，土体的不均匀沉降恶化了这部分筋材的受力环境，大大削弱了筋材的作用，甚至导致面板和筋材分离、开裂。

当加筋土挡墙修筑高度较高时，土的侧向压力作用于面板会产生较大的弯矩，为了达到所需的建筑高度保证挡墙不被破坏，就必须增加面板的厚度防止断板或采用仰斜式的面板，这样就加大了建筑成本，增加了挡墙的占地面积。

因此，发明一种新型的加筋土挡墙，加强靠近面板处的土体，减小土体变形，分担靠近面板部分筋材承受的侧向压力，使得筋材的作用充分发挥，而且在不改变面板厚度的情况下尽量增加所能达到的建筑高度十分必要。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供了一种锚杆加筋复合挡土墙及施工方法，能够减小土体变形，在不改变挡墙面板厚度的情况下增加挡土墙可以达到的高度。通过改变土工格栅的布设形式，控制锚杆的布设角度和长度就可以使得锚杆和土工格栅各种发挥其优势，而且施工成本也在可控范围内。

本发明通过以下技术方案实现：

一种锚杆加筋复合挡土墙，包括挡墙面板、反滤层、主结构格栅、次结构格栅、限位锚杆、挡墙基础和挡墙冒石，所述挡墙面板底部设置挡墙基础，顶部设置挡墙冒石；

所述挡墙面板背部设置反滤层，反滤层背部设置若干土工格栅包裹体，所述土工格栅包裹体背部设置填筑土体；

所述挡墙面板背部还埋设多条土工格栅连接件，所述主结构格栅通过土工格栅连接件与挡墙面板背部相连，所述主结构格栅穿设于反滤层和土工格栅包裹体内部，所述主结构格栅之间设置多层次结构格栅，所述次结构格栅穿设于土工格栅包裹体和填筑土体内部；

所述挡墙面板正面设置纵横向的墙面肋柱，所述墙面肋柱上面设有贯穿挡墙面板的锚杆导洞，所述锚杆导洞内旋进式穿设限位锚杆，锚杆导洞的尺寸与限位锚杆的限位螺栓匹配并设有一定角度，使得所述限位锚杆斜向设置，所述限位锚杆穿透反滤层和土工格栅包裹体设置于相邻两个主结构格栅之间，与次结构格栅相交，部分穿设于次结构格栅之间；

所述限位锚杆为旋进式中空结构，两端开口，尾端部开口为注浆孔，所述限位锚杆外表面设置有丝口，顶部设置有锚头，中部设置杆中限位螺栓，后部设置杆端限位螺栓，尾部设置垫片和螺母。

所述反滤层采用反滤土工袋装填砂卵石码砌而成。

所述土工格栅包裹体对应的次结构格栅采用反包的形式分层铺设在相邻两层主结构格栅之间。

所述限位锚杆斜向设置。

所述限位锚杆的杆中限位螺栓和杆端限位螺栓直径相同。

所述锚头为圆形的锚头。

一种锚杆加筋复合挡土墙的施工方法，包括以下步骤：

S1，施工准备：预制挡墙面板，基槽开挖，地基处理，修筑排水设施，基础施工及基坑回填；

S2，挡墙面板安装：底层挡墙面板与挡墙基础现浇在一起，增加稳定性，其它挡墙面板与下层挡墙面板依次连接，在挡墙面板上预设锚杆导洞，在挡墙面板背面设置主结构格栅的连接件；

S3，结构格栅的铺设：结构格栅分为主结构格栅和次结构格栅，主结构格栅与挡墙面板通过土工格栅连接件直接相连；相邻两层主结构格栅中间的次结构格栅采用反包的方式连接，土工格栅包裹体称重后封口，在平铺的格栅上面进行码放，夯实整形后进行土工格栅的回包，经检查合格后继续进行上部格栅的铺设；

S4，土体的整平与压实：采用水平分层填筑分层压实，每层土体在摊铺之后进行初平，去除较大颗粒和易导致格栅破坏的不良颗粒，然后精平，采用震动压路机进行碾压，靠近挡墙面板的部分采用小型压实机械压实；

S5，锚杆安装：确定锚杆导洞孔位之后，调整机具就位进行钻孔清孔，进行限位锚杆的安装，第一次注浆后，将杆端限位螺栓与锚杆导洞连接之后进行二次注浆直到浆液注满孔道，将垫片与螺母固定，封闭锚杆导洞和锚固端；

S6，反滤层的施工：混凝土挡墙的挡墙面板浇筑之前，在挡墙面板与反滤层之间设置0.5-2cm厚的隔离板进行隔离，反滤层填筑高度与挡墙面板浇筑高度同时进行，填筑完毕后将隔离板抽出；

S7，重复步骤S2～S6直到挡墙墙顶，最后施工挡墙帽石。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）本发明的加筋锚杆复合挡土墙，将加筋技术和锚杆技术巧妙结合，增强了挡墙面板和加筋土体的结合，成本不变的前提下大大增加了挡墙可修筑的高度。由于锚杆技术的应用，挡墙面板和锚固区域土体形成一个稳定的整体，使得加筋材料的性能有效发挥出来。

（2）本发明的挡墙面板，预制的锚杆导洞一方面限制了锚杆设置的方向和长度，避免对主结构格栅的破坏，大大减少对次加筋格栅的损伤；另一方面增加了锚杆和挡墙面板的连接。

（3）土工格栅的排布方式，土工格栅的排布方式采用主次加筋结合，土工格栅包括主结构格栅与次结构格栅；主结构格栅与挡墙面板通过预埋的连接件连接，次结构格栅布设在相邻两层主加筋层之间，采用反包的方式进行连接。主结构格栅加强与墙体的连接；次结构格栅加强土体，增强锚杆的锚固力。

（4）特质的圆头锚杆，减少了对加筋材料的损伤增加了锚杆的抗拉拔能力。施工过程中杆中限位螺栓和杆端限位螺栓依次通过锚杆导洞便于控制调节锚杆角度增加抗拉拔能力。

（5）本发明易于施工，可实现性强。

附图说明

图1为本发明挡土墙的断面图；

图2为挡墙面板主视图；

图3为挡墙面板后视图；

图4为墙面锚杆导洞配套定位锚杆大样图；

图5为次结构格栅反包分层铺设示意图。

附图标记对应部件名称为：

1-挡墙面板，2-墙面肋柱，3-反滤层，4-土工格栅包裹体，5-主结构格栅，6-次结构格栅，7-锚杆导洞，8-限位锚杆，9-土工格栅连接件，10-挡墙基础，11-挡墙冒石，12-填筑土体，13-锚头，14杆端限位螺栓，15-垫板，16-螺母，17-杆中限位螺栓，18-注浆孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例，凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

一种锚杆加筋复合挡土墙，包括挡墙面板1、反滤层3、主结构格栅5、次结构格栅6、限位锚杆8、挡墙基础10和挡墙冒石11，所述挡墙面板1底部设置挡墙基础10，顶部设置挡墙冒石11；

所述挡墙面板1背部设置反滤层3，反滤层背部设置若干土工格栅包裹体4，所述土工格栅包裹体4背部设置填筑土体12；

所述挡墙面板1背部还埋设多条土工格栅连接件9，所述主结构格栅5通过土工格栅连接件9与挡墙面板背部相连，所述主结构格栅5穿设于反滤层3和土工格栅包裹体4内部，所述主结构格栅5之间设置多层次结构格栅6，所述次结构格栅6穿设于土工格栅包裹体4和填筑土体12内部；

所述挡墙面板正面设置纵横向的墙面肋柱2，所述墙面肋柱2上面设有贯穿挡墙面板的锚杆导洞7，所述锚杆导洞7内旋进式穿设限位锚杆8，锚杆导洞的尺寸与限位锚杆的限位螺栓匹配并设有一定角度，所述锚杆导洞7限制所述限位锚杆角度，使得限位锚杆8斜向设置，所述限位锚杆8穿透反滤层3和土工格栅包裹体4设置于相邻两个主结构格栅5之间，与次结构格栅6相交，部分穿设于次结构格栅6之间；

所述限位锚杆为旋进式中空结构，两端开口，尾端部开口为注浆孔18，所述限位锚杆外表面设置有丝口，顶部设置有锚头13，中部设置杆中限位螺栓17，后部设置杆端限位螺栓14，尾部设置垫片15和螺母16。

所述反滤层3采用反滤土工袋装填砂卵石码砌而成。

土工格栅包裹体4对应的次结构格栅6采用反包的形式分层铺设在相邻两层主结构格栅5之间，包裹透水性较好的材料回折起到加固土体的作用。

如图4所示，旋进式限位锚杆的结构示意图，圆形的锚头13可以减少锚头在旋进过程中对格栅的损伤，杆端限位螺栓14、杆中限位螺栓17与锚杆导洞7配合可以限制锚杆的钻进角度和控制长度，另一方面杆端限位螺栓14可以增强与挡墙面板1的连接增强抗拉拔能力，杆中限位螺栓17可以增加锚杆与填土的接触面积增加抗拔能力，垫片15和螺母16起到保护和封闭锚杆导洞的作用，锚杆安装完毕后通过注浆孔18进行注浆。

旋进式限位锚杆的杆中限位螺栓17和杆端限位螺栓14直径相同，丝口与挡墙面板预制的锚杆导洞7配套，施工时会依次通过挡墙面板1上的锚杆导洞7，与锚杆导洞7配合使用可以起到限制限位锚杆8的钻进角度和控制限位锚杆8长度的作用，杆中限位螺栓17可以增加限位锚杆与填土的接触面积增加抗拔能力，垫片15尺寸与锚杆导洞7入口尺寸相同通过螺母16起到封闭锚杆导洞的作用。

为了减少旋进式限位锚杆8对锚杆加筋挡土墙主结构格栅5和次结构格栅6的损伤要严格限制旋进式限位锚杆8的设置角度和长度使得锚杆体设置于相邻两层主结构格栅5之间对主结构格栅5没有损坏，只是部分的穿过次结构格栅6之间。

为了进一步减少次结构格栅6的损伤或是增加锚杆体的长度，可以缩小锚杆的旋进角度，适当增加土工格栅包裹体的宽度和数量，适当增加次结构格栅的铺设层数

锚杆加筋复合挡土墙，能够减小土体变形，分担墙后一定范围内部分加筋材料所承担的侧向压力，使得挡墙面板、墙后土体、加筋材料以及锚杆成为一个有机的整体，共同承担土体自重和外荷载；在不改变挡墙面板厚度的情况下增加挡土墙可以达到的高度。在原有的加筋土挡土墙中直接设置锚杆，打设到加筋土中的锚杆会破坏土工格栅导致加筋的效果大大虚弱。完全保证格栅不被锚杆损坏就会造成施工成本大大增加而且没有必要，通过改变土工格栅的布设形式，控制锚杆的布设角度和长度就可以使得锚杆和土工格栅各种发挥其优势，而且施工成本也在可控范围内。

一种锚杆加筋复合挡土墙的施工方法，包括以下步骤：

S1，施工准备：根据实际工程设计尺寸预制混凝土挡墙面板，挡墙面板厚度不小于250mm，当防水要求较高时挡墙面板厚度不小300mm，挡墙面板的宽度视吊装设备能力而定，但一般不小于300mm，混凝土强度等级不小于C20；预埋主结构格栅连接件；基槽开挖，地基处理，修筑排水设施，基础施工，锚杆加筋复合挡土墙基础宜采用条形基础，宽度不小于30mm；

S2，挡墙面板安装：底层挡墙面板与挡墙基础现浇在一起，增加稳定性，挡墙面板在安装过程中可用M5砂浆调平，安装缝宜小于10mm，完成养护达到标准强度后开始下一工序，其它挡墙面板与下层挡墙面板依次连接，肋柱一般采用矩形截面，宽度不小于300mm，搭接长度不小于10mm，在挡墙面板上预设锚杆导洞，锚杆导洞的截面孔径应为锚杆直径的2-3倍且不小于10mm，在挡墙面板背面设置主结构格栅的连接件；

S3，结构格栅的铺设：结构格栅分为主结构格栅和次结构格栅，主结构格栅与挡墙面板通过土工格栅连接件直接相连；两道主结构格栅间的设计厚度为2000mm；相邻两层主结构格栅中间的次结构格栅间距500mm，采用反包的方式连接；

基础和底层挡墙面板安装完毕铺设底层主结构格栅，主结构格栅一段与挡墙面板预埋的土工格栅连接件相连；次结构格栅施工时预留反包部分所需长度，反滤层和墙后填土分层填筑，分层碾压至次结构格栅所在标高，平整密实后进行次结构格栅的铺设。

土工格栅包裹体采用反滤土工袋，为保证包裹体施工质量，土工格栅包裹体选用大小一致的反滤土工袋，装填砂卵石后用台秤称量，之后进行封口，在平铺的格栅上面进行码放，夯实整形后进行次结构格栅的回包，经检查合格后继续进行上部格栅的铺设；

S4，土体的整平与压实：

填筑土体选用内摩擦角大、容重小、透水性好的土，不宜选用黏性土回填，填筑方法采用水平分层填筑，分层压实，每层土体在摊铺之后进行初平，去除较大颗粒和易导致格栅破坏的不良颗粒，然后精平，每层土体在摊铺平整之后，采用震动压路机进行碾压；靠近挡墙面板1-3m以内（优选2m）的土体严禁大型机械碾压，采用小型压实机械由靠近挡墙面板一侧向中部压实。

S5，锚杆安装：确定锚杆导洞孔位之后，调整机具就位进行钻孔，清孔后进行限位锚杆的安装，杆中限位螺栓通过锚杆导洞杆端限位螺栓与锚杆导洞连接之前进行第一次注浆，第一次注浆后，将杆端限位螺栓与锚杆导洞连接之后，进行二次注浆直到浆液注满锚杆导洞，灌注的水泥砂浆应满足设计要求级别，并且不小于M30，将垫片与螺母固定，封闭锚杆导洞和锚固端。限位锚杆的限位螺栓尺寸与锚杆导洞截面配套，锚杆体采用螺纹钢筋直径一般为20-35mm，锚杆长度除了要满足抗拔稳定性要求，还应控制其最小长度，在岩层中不小于4000mm，土层中不小于5000mm，锚杆的倾斜角度控制在15°-25°之间；

S6，反滤层的施工：混凝土挡墙面板浇筑之前，在挡墙面板与反滤层之间设置0.5-2cm厚，优选1cm厚的隔离板进行隔离，反滤层填筑高度与挡墙面板浇筑高度同时进行，填筑完毕后将隔离板抽出；

S7，重复步骤S2～S6直到挡墙墙顶，最后施工挡墙帽石，冒石混凝土采用C15，厚度通常为400mm，顶部帽檐悬出宽度100mm。

本发明不会限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽范围。

Claims (7)

1.一种锚杆加筋复合挡土墙，其特征在于，包括挡墙面板（1）、反滤层（3）、主结构格栅（5）、次结构格栅（6）、限位锚杆（8）、挡墙基础（10）和挡墙冒石（11），所述挡墙面板（1）底部设置挡墙基础（10），顶部设置挡墙冒石（11）；

所述挡墙面板（1）背部设置反滤层（3），反滤层背部设置若干土工格栅包裹体（4），所述土工格栅包裹体（4）背部设置填筑土体（12）；

所述挡墙面板（1）背部还埋设多条土工格栅连接件（9），所述主结构格栅（5）通过土工格栅连接件（9）与挡墙面板背部相连，所述主结构格栅（5）穿设于反滤层（3）和土工格栅包裹体（4）内部，所述主结构格栅（5）之间设置多层次结构格栅（6），所述次结构格栅（6）穿设于土工格栅包裹体（4）和填筑土体（12）内部；

所述挡墙面板正面设置纵横向的墙面肋柱（2），所述墙面肋柱（2）上面设有贯穿挡墙面板的锚杆导洞（7），所述锚杆导洞（7）内旋进式穿设限位锚杆（8），锚杆导洞的尺寸与限位锚杆的限位螺栓匹配并设有一定角度，使得所述限位锚杆（8）斜向设置，所述限位锚杆（8）穿透反滤层（3）和土工格栅包裹体（4）设置于相邻两个主结构格栅（5）之间，与次结构格栅（6）相交，部分穿设于次结构格栅（6）之间；

所述限位锚杆为旋进式中空结构，两端开口，尾端部开口为注浆孔（18），所述限位锚杆外表面设置有丝口，顶部设置有锚头（13），中部设置杆中限位螺栓（17），后部设置杆端限位螺栓（14），尾部设置垫片（15）和螺母（16）。

2.根据权利要求1所述的一种锚杆加筋复合挡土墙，其特征在于，所述反滤层（3）采用反滤土工袋装填砂卵石码砌而成。

3.根据权利要求1所述的一种锚杆加筋复合挡土墙，其特征在于，所述土工格栅包裹体（4）对应的次结构格栅（6）采用反包的形式分层铺设在相邻两层主结构格栅（5）之间。

4.根据权利要求1所述的一种锚杆加筋复合挡土墙，其特征在于，所述限位锚杆（8）斜向设置。

5.根据权利要求1所述的一种锚杆加筋复合挡土墙，其特征在于，所述限位锚杆的杆中限位螺栓和杆端限位螺栓直径相同。

6.根据权利要求1所述的一种锚杆加筋复合挡土墙，其特征在于，所述锚头为圆形的锚头。

7.权利要求1-6任一所述的一种锚杆加筋复合挡土墙的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，施工准备：预制挡墙面板，基槽开挖，地基处理，修筑排水设施，基础施工及基坑回填；

S2，挡墙面板安装：底层挡墙面板与挡墙基础现浇在一起，其它挡墙面板与下层挡墙面板依次连接，在挡墙面板上预设锚杆导洞，在挡墙面板背面设置主结构格栅的连接件；

S3，结构格栅的铺设：结构格栅分为主结构格栅和次结构格栅，主结构格栅与挡墙面板通过土工格栅连接件直接相连；相邻两层主结构格栅中间的次结构格栅采用反包的方式连接，土工格栅包裹体称重后封口，在平铺的格栅上面进行码放，夯实整形后进行土工格栅的回包，经检查合格后继续进行上部格栅的铺设；

S4，土体的整平与压实：采用水平分层填筑分层压实，每层土体在摊铺之后进行初平，去除较大颗粒和易导致格栅破坏的不良颗粒，然后精平，采用震动压路机进行碾压，靠近挡墙面板的部分采用小型压实机械压实；

S5，锚杆安装：确定锚杆导洞孔位之后，调整机具就位进行钻孔清孔，进行限位锚杆的安装，第一次注浆后，将杆端限位螺栓与锚杆导洞连接之后进行二次注浆直到浆液注满孔道，将垫片与螺母固定，封闭锚杆导洞和锚固端；

S6，反滤层的施工：混凝土挡墙面板浇筑之前，在挡墙面板与反滤层之间设置0.5-2cm厚的隔离板进行隔离，反滤层填筑高度与挡墙面板浇筑高度同时进行，填筑完毕后将隔离板抽出；

S7，重复步骤S2～S6直到挡墙墙顶，最后施工挡墙帽石。