CN110374116B - 一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构和施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构及施工方法，由加筋裹面土工布挡土墙和喷射混凝土面层构成。本发明可用于抢险工程支护、边坡挡墙、水边堤坝、路堤等的快速修筑等等，具有造价低，就地取材，施工技术简单，占地面积少，结构美观等优点。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土领域，具体涉及一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构和施工方法，可用于抢险工程支护、边坡挡墙、水边堤坝、河岸、路堤等的快速修筑，具有造价低，施工技术简单，成型快速方便，占地面积少，结构美观等优点。
背景技术
目前的加筋挡土墙由填土、填土中的拉筋、挡面板构成，通过填土与拉筋间的摩擦作用把土的侧压力削减到土体中，起到稳定土体的作用。常规加筋挡土墙的拉筋和挡面板分离，施工时需要考虑拉筋和挡面板的锚固，施工过程比较复杂。为此，可以通过挡面板和加筋材料一体化的手段，提出裹面挡土墙设计，通过土工织物的力学计算和形态设计，将裹面挡土墙的埋入土中的土工织物精简为与墙面连接的筋条，在不影响施工方便的基础上，大大节约了材料成本。
挡土墙由于易受风化、滑坡等影响，常用混凝土表面进行表面加固，而土工织物挡土墙有高度非线性特征，其应力应变特性对墙体和面板的变形性态影响重大，常规混凝土具有抗拉强度低、韧性差和开裂后裂缝宽度难以控制等缺点。现有的挡土墙技术未能在边坡快速成型的基础上，解决表面混凝土长期服役的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构，便于快速加工、修筑并能增强强度和耐久性。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构，其特征在于由加筋裹面土工布挡土墙和喷射混凝土面层构成。
挡土墙由土工织物和填土构成，按需要分为若干层，每层土工织物的结构包括：主挡面、上挡面、下挡面、筋条、倒角；筋条是结构的主要传力部分和承力部分，所述筋条包括和上挡面连接的筋条和与下挡面连接的筋条，并在连接根部设置所述倒角，筋条穿过填土的土体滑动区，深入到填土的稳定区，通过与填土稳定区的静摩擦力来平衡土体的主动土压力，起到锚固作用，防止土体滑坡。
主挡面用于塑造土体形状，包裹土体，使结构美观整洁；主挡面高度H为 50-500mm，优选为50mm-20mm，进一步地，主挡面内侧可衬砌一层土工布条构成的格栅增大刚度便于成层。
上挡面、下挡面为构造部分，主要防止土体侧漏，与主挡面合力形成层状结构，使各层填土易于堆叠，便于施工；上挡面的宽度H1和下挡面的H2优选为 30-100mm，以土体不侧漏为准。
所述筋条的宽度w为5-50mm，所述筋条的长度L设计方法如下：
L＝La+Le
式中：L为筋条总长，La为滑动区筋条长度，Le为锚固区长度。
倒角为上挡面或下挡面与筋条的过渡区，使筋条处的应力均匀传递到挡面部分；
筋条上的力能有效地传递至挡面；进一步，所述与挡面平行的倒角边长a为筋条宽度的0.5-2 倍。
所述筋条布置规则一般为等间距排布；实际设计中，筋条过少将无法有效的控制墙面挠度，由柔性土工织物支撑的主挡面会发生较大变形，而筋条过密则造成剪切带在土体中重合，将对锚固效果产生不良影响。建议筋条间距d以计算所得剪切带刚好不重合为准，优选为80mm-300mm。
本发明还提供了上述基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构的施工方法。
其中，挡土墙的施工方法如下。
(1)铺设第一层挡土墙土工布，先铺设下部筋条和下挡面，将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；
(2)用木质或塑料等挡板作为临时主挡面，填土至比该层主挡面高度略高，夯实土；
(3)撤掉临时挡板，将土工布主挡面向上翻折，包裹填土，并将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；
(4)铺设下一层土工布的下部筋条和下挡面，将将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区。此时将填土堆在土体后部远离主挡面的锚固区，将上一层和该层的筋条压实；
(5)重复(2)-(4)，直至填土至所需高度。
进一步，喷射混凝土施工方案如下。
(1)进行挡土墙测量放样，先在主挡面表面标识出拟喷射加强的范围。
(2)在挡土墙表面埋设控制喷射韧性混凝土厚度的标志。
(3)进行表面喷射，可以采用人工喷射，也可以安装机械轨道，将喷枪固定，按照一定的速度和路线喷射；喷枪距面板距离优选为300-500mm，使混凝土材料正面喷射于墙面板。单层喷射厚度应大于20mm，喷射应来回移动喷射，避免局部过厚；逐层均匀喷射至预定厚度；喷射时应留出施工缝。
对于短期、临时支护，可直接按照以上步骤施工，对于长期服役的挡土墙，应在挡面上留出排水孔，否则可能堵截地下水而影响墙体的稳定，排水口处也不予喷射混凝土。
本发明以提高施工效率的同时提高挡墙结构耐久性为出发点，实现裹面挡土墙与混凝土面层修筑方案一体化，主要依靠土工布裹面来包裹土体，依靠柔性筋来保持土体稳定，依靠喷射混凝土来加固表面，填土表面的土工布与混凝土粘结良好，免去普通边坡对石材或土体的处理过程。本发明可用于抢险工程支护、边坡挡墙、水边堤坝、路堤等的快速修筑等等，具有造价低，就地取材，施工技术简单，占地面积少，结构美观等优点。
附图说明
图1为本发明土工织物的结构示意图；
图2为本发明土工织物的平面结构详图；
图3为本发明边坡修筑完成后的结构剖面图，001为混凝土喷射层，002为土工布，003为填土；
图4为本发明的倒角尺寸详图；
图5为中华人民共和国《公路加筋土设计规范》(JTJ+015-91)滑动区假设示意图；
图6为主动土压力系数分布示意图；
图7为筋条上的拉力计算简图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应理解，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
在该实施例中，挡土墙为建筑砂土的有效堆放设计方案，所用填土就地取材，为建筑砂土。参照图3，挡土墙表面为喷射混凝土001，挡土墙由土工布002和填土003构成，分为5层，每层土工布002的结构如图1、2所示，土工布包括主挡面1、上挡面2、下挡面3、筋条4、倒角5。主挡面1的高度H为300mm，上挡面2和下挡面3的宽度H1、H2均为50mm，筋条宽度w为20mm，倒角边长a＝20mm，b＝30mm。筋条中心轴间距d为100mm。
该实施例中加筋裹面挡土墙的施工方法为：
(1)铺设第一层挡土墙土工布，先铺设下部筋条和下挡面，将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；
(2)用木质或塑料等挡板作为临时主挡面，填土至比该层主挡面高度略高，夯实土；
(3)撤掉临时挡板，将土工布主挡面向上翻折，包裹填土，并将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；
(4)铺设下一层土工布的下部筋条和下挡面，将将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区。此时将填土堆在土体后部远离主挡面的锚固区，将上一层和该层的筋条压实；
(5)重复(2)-(4)，直至填土至所需高度。
按照施工步骤填料后，挡土墙墙体稳定，变形良好，填土无侧漏现象。
喷射混凝土加固方案为：
(1)进行挡土墙测量放样，先在主挡面表面标识出拟喷射加强的范围。
(2)在挡土墙表面埋设控制喷射韧性混凝土厚度的标志。
(3)进行表面喷射，可以采用人工喷射，也可以安装机械轨道，将喷枪固定，按照一定的速度和路线喷射。
(4)喷枪距面板距离优选为300-500mm，使混凝土材料正面喷射于墙面板。单层喷射厚度应大于20mm，喷射应来回移动喷射，避免局部过厚。逐层均匀喷射至预定厚度。
(5)喷射时应留出施工缝，排水口处也不予喷射。
总之，该种基于喷射混凝土的边坡快速修筑方案，具有节能、就地取材、方便施工等优点。是用于边坡挡墙、水边堤坝、路堤等的快速修筑的新技术手段，也可用于抢险工程支护和施工建筑材料的有效堆放等，提高施工效率。
以上对本发明做了详尽的描述，以上实施例所述仅为本发明的较佳实施例，用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的任何修改、等效变化或改进，均应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构，其特征在于由加筋裹面土工布挡土墙和喷射混凝土面层构成；
挡土墙由土工织物和填土构成，按需要分为若干层，每层土工织物的结构包括：主挡面(1)、上挡面(2)、下挡面(3)、筋条(4)、倒角(5)；筋条是结构的主要传力部分和承力部分，所述筋条包括与上挡面连接的筋条和与下挡面连接的筋条，并在连接根部设置所述倒角，筋条穿过填土的土体滑动区，深入到填土的稳定区，通过与填土稳定区的静摩擦力来平衡土体的主动土压力，起到锚固作用，防止土体滑坡；
主挡面用于塑造土体形状，包裹土体，主挡面高度H为50-500mm；上挡面、下挡面为构造部分，主要防止土体侧漏，与主挡面合力形成层状结构，使各层填土易于堆叠，便于施工，上挡面的宽度H1和下挡面的宽度H2为30-100mm，以土体不侧漏为准；
所述筋条的宽度w为5-50mm，所述筋条的长度L设计方法如下：
L＝La+Le
式中：L为筋条总长，La为滑动区筋条长度，Le为锚固区长度；
筋条间距d以计算所得剪切带刚好不重合为准，为80-300mm；
主挡面高度H为50mm-20mm，并进一步地，主挡面内侧衬砌一层土工布条构成的格栅增大刚度便于成层；
所述倒角为上挡面或下挡面与筋条的过渡区，作用是使筋条处的应力均匀传递到挡面部分；倒角设计方法为：倒角的正切
与挡面平行的倒角边长a为筋条宽度的0.5-2倍；
筋条布置规则为等间距排布。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷射混凝土的边坡快速修筑结构的施工方法，其特征在于，喷射混凝土施工方案为：
(1)进行挡土墙测量放样，先在主挡面表面标识出拟喷射加强的范围；
(2)在挡土墙表面埋设控制喷射韧性混凝土厚度的标志；
(3)进行表面喷射；喷枪距面板距离为300-500mm，使混凝土材料正面喷射于墙面板；单层喷射厚度应大于20mm，喷射应来回移动喷射，避免局部过厚；逐层均匀喷射至预定厚度，喷射时应留出施工缝；
挡土墙包括如下施工步骤：
(1)铺设第一层挡土墙土工织物，先铺设下部筋条和下挡面，将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；
(2)用挡板作为临时主挡面，填土至比该层主挡面高度略高，夯实土；
(3)撤掉临时挡板，将土工织物主挡面向上翻折，包裹填土，并将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；
(4)铺设下一层土工织物的下部筋条和下挡面，将将各筋条拉直，伸至土体后部锚固区；此时将填土堆在土体后部远离主挡面的锚固区，将上一层和该层的筋条压实；
(5)重复(2)-(4)，直至填土至所需高度。
3.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：对于短期、临时支护，直接按照权利要求2中的步骤施工，对于长期服役的挡土墙，应在挡面上留出排水孔，否则可能堵截地下水而影响墙体的稳定，排水口处也不予喷射混凝土。
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