CN110397050B - 一种梁锚式轻型排水挡墙及其施工方法 - Google Patents

一种梁锚式轻型排水挡墙及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型梁锚式轻型排水挡墙及其施工方法。该挡墙包括主体墙面、基础底板、锚杆、锚索地梁和多根横梁,基础底板伸入被挡土体内,位于主体墙面另一侧的基础底板上设置排水沟,在主体墙面的顶部固定有承台,承台宽度大于主体墙面顶部的宽度;所述横梁一端紧挨承台,另一端与锚索地梁连接,横梁、承台、锚索地梁三者的顶端平齐,相邻两个横梁与承台、锚索地梁围成的区域内的被挡土体内设置集水井;所述锚杆一端固定在横梁与锚索地梁连接处,另一端倾斜嵌入被挡土体内,主体墙面上的排水孔通过导水管与相应的集水井连通。该挡墙质量轻、对原有土体扰动较小、土方开挖较少,可以用于既有建筑下边坡加固,功能性强。

Description

一种梁锚式轻型排水挡墙及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种新型梁锚式轻型排水挡墙,尤其针对降雨频繁地区的滑坡治理、填方体加固、斜边坡加固等而采用的排水挡墙结构,属于地质灾害防治技术领域,适用于降雨等水力因素诱发斜边坡地质灾害防治。
背景技术
降雨、冰雪融化及库水升降等水力作用是诱发滑坡灾害最为主要的外部因素之一。地表水入渗至岩土体,将会降低岩土体的力学性能、增加坡体内渗流压力并造成坡内岩土体侵蚀-潜蚀破坏,因此加强斜边坡内的排水是滑坡灾害防治的重要措施之一,尤其是研发具有排水-抗滑综合作用的支挡结构具有重要工程应用价值。
其中,轻型挡墙构造简单、墙身断面较小,自身质量轻,且施工过程中土方开挖量较少,施工比较方便。虽然目前也有针对排水效果而改进的挡墙专利,但是它们或是存在施工步骤繁琐、或是排水性能差、或是功能受限等缺陷。
例如:申请号为201811363039.4《一种壁挂式排水锚杆挡墙结构及其施工方法》,该专利虽然技术性、经济性较好,但由于针对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,对桥梁桩基础保护做得技术性改进,不涉及长度上的延伸,只能局限于桥梁桩基础保护,排水效果不明显。
申请号为201811356830.2《一种桩承式排水锚杆挡墙结构及其施工方法》,该专利也是针对桥梁桩基设置,考虑排水作用,但只是在主体墙面上增加排水孔,未考虑被挡土体自身的集水排水功能,排水效果不明显。
同样,申请号为201710677037《滑坡灾害体造地排水加筋土挡墙结构》,该专利考虑排水作用,且排水效果较好,但其施工较为复杂,成本较高。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出了一种新型梁锚式轻型排水挡墙及其施工方法,该梁锚式轻型挡墙不仅排水效果有很大的提升,而且施工工序相对简单,操作灵活,可用于大多数降雨等水力因素诱发斜边坡地质灾害防治。
为解决上述技术问题,本发明通过采用的以下技术方案得以实现:
一种新型梁锚式轻型排水挡墙,包括主体墙面、基础底板、锚杆,主体墙面位于基础底板上部,主体墙面一侧设置被挡土体,基础底板伸入被挡土体内,其特征在于,位于主体墙面另一侧的基础底板上沿主体墙面长度方向设置排水沟,在主体墙面的顶部固定有承台,承台宽度大于主体墙面顶部的宽度,承台平行于主体墙面长度方向设置;
该挡墙还包括锚索地梁和多根横梁,所述横梁一端紧挨承台,另一端与锚索地梁连接,锚索地梁平行于承台,横梁、承台、锚索地梁三者的顶端平齐,相邻两个横梁与承台、锚索地梁围成的区域内的被挡土体内设置集水井;所述锚杆一端固定在横梁与锚索地梁连接处,另一端倾斜嵌入被挡土体内;
所述主体墙面上设有多排排水孔,排水孔的排水与集水井的数量一致,排水孔通过导水管与相应的集水井连通。
主体墙面和被挡土体之间设有滤水层。
所述主体墙面的高度范围不高于8m,主体墙面的施工分段的长度不超过20m;主体墙面的截面采用随高度逐渐向下加厚的变截面、或等厚度截面,并保证最顶端的墙面宽度不小于0.2m。
所述承台布置在主体墙面上部,利用其自身重量提供反压,增加挡墙的抗滑移和抗倾覆的能力,承台的宽度和厚度均为600mm-800mm;
所述横梁一端紧接承台,且保证顶面与承台顶面在同一水平面,另一端紧接锚索地梁,其中横梁的长度一般为5m-8m,厚度设置为承台厚度的1/4-1/3范围内,相邻两个横梁之间的间距为1/3-1/2的主体墙面高度。
所述锚索地梁连接每一根横梁,保证顶面在同一水平线上,且厚度较横梁大,可取1/3-1/2的承台厚度,这样可以给锚杆的连接提供足够的空间,保证了锚杆与锚索地梁的连接。
所述锚杆一端固定在锚索地梁上,一端嵌入被挡土体中,嵌入深度一般在6m-10m之间;其中锚杆直径一般为30mm-50mm,与竖直方向的倾角在15°-30°。
所述集水井,布置在相邻两个横梁之间,埋深大于1m,直径范围在0.5m-1m;其内部充填的碎石应为100-500mm粒径以强加集、排水效果。地下水通过渗透或者导水管汇集到集水井,再通过导水管和排水孔排出,可以及时消除地下水对挡墙潜在危害,提高墙体抗倾覆和抗滑的能力,经济性较好
所述基础底板位于被挡土体侧的厚度不小于0.3m,宽度取主体墙面的高度的1/4-1/3,且不小于0.5m。
所述导水管由集水井向排水孔方向向下倾斜连通相应的排水孔到集水井的对应位置,向下倾斜的角度为5°-15°,导水管内径为50mm-100mm,导水管的管壁上等距布置进水孔,并用土工布包裹。导水管一端正对排水孔,一端正对集水井,形成完整的排水系统。
一种上述的新型梁锚式轻型排水挡墙的施工方法,该方法的步骤是:
S1.根据实际工程需要和经济实用性原则,设计并确定挡墙的各项参数尺寸,完成施工图;
S2.测量放线:根据施工图划分施工段,测定基础主轴线、墙顶轴线、挡墙起讫点和横断面,注明高程及开挖深度;
S3.测量放线确定基础尺寸后,按照设计要求,在施工前作锚杆抗拔力验证试验;
S4.钻孔安装:采用机械钻孔,并将孔内粉尘、石渣清理干净;孔轴保持直线,孔位允许偏差为50mm,深度允许偏差为-10~+50mm;其中锚杆未锚入被挡土体部分,做好防锈处理;
S5.进行钢筋绑扎、立模,同时预埋主体墙面钢筋、横梁钢筋以及锚索地梁和基础底板钢筋;
S6.排水孔施工:采用直径50mm-100mm的PVC管,并用透水土工布包裹PVC管,在安装时,通过钢筋对PVC管进行固定,在主体墙面与被挡土体之间的排水孔所在区域的主体墙面上布置滤网;
S7.钢筋笼安装完,检查合格后,开始灌模,施工中保证挡墙的施工模板垂直度和平整度均小于4mm;
S8混凝土养护阶段:混凝土灌注完毕后,在初凝前进行混凝土收面,待混凝土终凝前再进行一次收面压光处理,然后再覆盖土工布进行洒水保湿养护;
S9..导水管布置;采用机械钻孔,孔径大于导水管直径,清理孔洞后布设导水管,并对缝隙进行注浆填补,其中导水管表面等距离打孔,外面用纱布包裹;
S10待混凝土达到规定抗压强度70%-80%的时候,进行拆模,拆模过程中保证挡墙各处表面及棱角不受损坏;
S11.集水井布置:根据设计图,在相应位置进行钻井施工,集水井深度要小于主体墙面高度;之后进行碎石充填,被挡土体与集水井的交界面设置滤网:
S12.继续进行土方回填覆盖,保证集水井上的浮土深度不小于1m,同时保证承台、横梁、锚索地梁被覆盖。
与现有技术相比,本发明具有以下的有益效果:
一、被挡土体内部的地下水可以通过渗流或通过导水管汇入到主体墙面背侧碎石充填的碎石集水井,进而通过主体墙面预留的排水孔及时排水,具有良好的排水效果,降低了地下水对岩土体稳定性的影响;主体墙面下部设置排水沟,从排水孔排出的水汇聚于排水沟中进行集中处理,集水井、导水管、排水孔、排水沟构成完整的排水系统,显著提高挡墙的排水效果。
二、主体墙面、承台、横梁以及锚索地梁和锚杆之间紧密连接,保证了挡墙结构的整体性,且利用承台自身重量给挡墙提供反压力,通过锚杆锚固给挡墙提供侧向拉力,增强了挡墙整体的抗滑移和抗倾覆的能力。
三、挡墙结构构造简单、主体墙面墙身断面较小,自身质量轻。对原有土体扰动较小,土方开挖较少,可以用于既有建筑下边坡加固,功能性强。
附图说明
为了更清楚的解释一种梁锚式轻型排水挡墙的发明目的、技术方案和有益效果,该发明专利提供如下附图进行说明:
图1是该发明一种梁锚式轻型排水挡墙的示意图;
图2是该发明一种梁锚式轻型排水挡墙的平面布置示意图;
图3是该发明一种梁锚式轻型排水挡墙的A-A剖面结构示意图;
图4是该发明一种梁锚式轻型排水挡墙的B-B剖面结构示意图;
图5是该发明一种梁锚式轻型排水挡墙的C-C剖面结构示意图;
附图标记:1.主体墙面;2.被挡土体;3.承台;4.横梁;5.锚索地梁6.集水井;7.锚杆;8.导水管;9.排水孔;10.排水沟;11.基础底板;12.滤网。
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:
本实施例公开一种梁锚式轻型排水挡墙,包括主体墙面1,承台3,横梁4,锚索地梁5,集水井6,锚杆7,导水管8,排水孔9,排水沟10,基础底板11;
参考图1、图2,所述主体墙面一侧设有被挡土体,另一侧下部设置排水沟,所述排水沟紧邻基础底板11;在主体墙面的墙身中每隔一定距离设置一排50mm-100mm孔径的排水孔,每排的多个排水孔沿高度方向依次布置,排水孔通过导水管与集水井连接;主体墙面的高度范围不高于8m,主体墙面的施工分段的长度不超过20m;主体墙面的纵截面采用随高度逐渐向下加厚的变截面、或等厚度截面,并保证主体墙面最顶端的墙面宽度不小于0.2m。墙后(被挡土体与主体墙面之间)做滤水层,墙后地面(基础底板位于被挡土体内的表面)宜铺筑粘土隔水层,墙后填土时,应采用分层夯填方法。
参考图1、图3、图4,所述承台布置在主体墙面上部,沿主体墙面长度方向延伸,利用其自身重量提供反压,增加挡墙的抗滑移和抗倾覆的能力,其承台的宽度和厚度均为600mm-800mm;
参考图1、图4,在被挡土体2内设置多个横梁,多个横梁与承台均垂直布置,所述横梁4一端紧接承台3,且保证横梁顶面与承台顶面在同一水平面内,横梁另一端紧接锚索地梁5,横梁与锚索地梁垂直,锚索地梁与承台平行,其中横梁的长度一般为5m-8m,厚度设置为承台厚度的1/4-1/3范围内,相邻两个横梁之间的间距为1/3-1/2的主体墙面高度。横梁、承台、锚索地梁构成的整个结构施工好后需要用浮土覆盖。
参考图1、图3、图4,所述锚索地梁连接每一根横梁,保证锚索地梁顶面与横梁顶面在同一水平线上,且厚度较横梁大,可取1/3-1/2承台厚度,这样可以给锚杆的连接提供足够的空间,保证了锚杆7与锚索地梁的连接。
参考图1、图3,所述锚杆一端固定在锚索地梁上,一端嵌入被挡土体中,嵌入深度一般在6m-10m之间;其中锚杆直径一般为30mm-50mm,与竖直方向的倾角在15°-30°,且锚杆朝向被挡土体所在方向倾斜。
参考图1、图4,在承台、多个横梁及锚索地梁围成的多个小矩形中心向下的被挡土体内部设置集水井,每个小矩形内对应一个集水井,所述集水井(6)通过在被挡土体内钻井获得,集水井通过导水管与主体墙面上的排水孔连通。
集水井布置在相邻两个横梁之间,埋深(集水井顶部到横梁顶面的距离)大于1m,直径范围在0.5m-1m;其内部充填的碎石应为100-500mm粒径以强加集、排水效果。
参考图1、图3、图4,所述基础底板11位于主体墙面1正下方,主体墙面下方靠近被挡土体侧的基础底板的厚度不宜小于0.3m,宽度为主体墙面的高度的1/4-1/3,且不小于0.5m。在主体墙面外侧的基础底板上设置排水沟10。
参考图1、图3,所述导水管8由集水井向排水孔方向向下倾斜连通相应的排水孔到集水井的对应位置,倾斜角度为5°-15°,导水管内径为50mm-100mm,导水管的管壁上等距布置进水孔,并用土工布包裹,导水管一端连接排水孔9,一端连接集水井6,形成完整的排水系统。
实施例2:
本实施例公开一种关于实施例1所述一种梁锚式轻型排水挡墙结构的施工方法,包括以下步骤:
S1.根据实际工程需要和经济实用性原则,设计并确定挡墙的各项参数尺寸(主体、承台的墙面高度和厚度,横梁的长度、厚度、宽度,锚索地梁的厚度和宽度,以及锚杆长度以及倾斜角度等),完成施工图;
S2.测量放线:根据施工图划分施工段,测定基础底板的轴线、主体墙面顶部轴线、挡墙起讫点和横断面,注明高程及开挖深度。
S3.测量放线确定基础尺寸后,按照设计要求,在施工前作锚杆抗拔力验证试验,选择符合设计抗拔力的锚杆;
S4.钻孔安装:采用机械钻孔,用于将锚杆锚入被挡土体内,并应将孔内粉尘,石渣清理干净。孔轴应保持直线,孔位允许偏差为50mm,深度允许偏差为-10~+50mm;其中锚杆未锚入地层部分,必须作好防锈处理;
S5.进行钢筋绑扎、立模,同时预埋主体墙面钢筋、横梁钢筋以及锚索地梁和基础底板钢筋;
S6.排水孔施工:采用直径50mm-100mm的PVC管,并用透水土工布包裹PVC管,在安装时,通过钢筋对PVC管进行固定,在主体墙面与被挡土体之间的排水孔所在区域的主体墙面上需要布置滤网12;
S7.钢筋笼安装完,检查合格后,开始灌模,施工中保证挡墙的施工模板垂直度和平整度均小于4mm,以确保挡墙最大程度发挥材料性能;
S8混凝土养护阶段:混凝土灌注完毕后,在初凝前进行混凝土收面,待混凝土终凝前再进行一次收面压光处理,然后再覆盖土工布进行洒水保湿养护;
S9..导水管布置;采用机械钻孔,孔径略大于导水管直径,清理孔洞后布设导水管,并对缝隙进行注浆填补,其中导水管表面等距离打孔,外面用纱布包裹;
S10待混凝土达到规定抗压强度70%-80%的时候,进行拆模,拆模过程中保证挡墙各处表面及棱角不受损坏;
S11.集水井布置:根据设计图,在相应位置进行钻井施工,深度要小于主体墙面高度;之后进行碎石充填,被挡土体与集水井的交界面设置滤网:
S12.继续进行土方回填覆盖,保证集水井上的浮土深度不小于1m,同时保证承台、横梁、锚索地梁被覆盖。
本发明排水挡墙尤其适用于坡面上建有建筑,不方便大面积开挖的场合。
本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (9)

1.一种梁锚式轻型排水挡墙的施工方法,包括主体墙面、基础底板、锚杆,主体墙面位于基础底板上部,主体墙面一侧设置被挡土体,基础底板伸入被挡土体内,其特征在于,位于主体墙面另一侧的基础底板上沿主体墙面长度方向设置排水沟,在主体墙面的顶部固定有承台,承台宽度大于主体墙面顶部的宽度,承台平行于主体墙面长度方向设置;
该挡墙还包括锚索地梁和多根横梁,所述横梁一端紧挨承台,另一端与锚索地梁连接,锚索地梁平行于承台,横梁、承台、锚索地梁三者的顶端平齐,相邻两个横梁与承台、锚索地梁围成的区域内的被挡土体内设置集水井;所述锚杆一端固定在横梁与锚索地梁连接处,另一端倾斜嵌入被挡土体内;
所述主体墙面上设有多排排水孔,排水孔通过导水管与相应的集水井连通;
施工方法的具体步骤是:
S1.根据实际工程需要和经济实用性原则,设计并确定挡墙的各项参数尺寸,完成施工图;
S2.测量放线:根据施工图划分施工段,测定基础主轴线、墙顶轴线、挡墙起讫点和横断面,注明高程及开挖深度;
S3.测量放线确定基础尺寸后,按照设计要求,在施工前作锚杆抗拔力验证试验;
S4.钻孔安装:采用机械钻孔,并将孔内粉尘、石渣清理干净;孔轴保持直线,孔位允许偏差为50mm,深度允许偏差为-10~+50mm;其中锚杆未锚入被挡土体部分,做好防锈处理;
S5.进行钢筋绑扎、立模,同时预埋主体墙面钢筋、横梁钢筋以及锚索地梁和基础底板钢筋;
S6.排水孔施工:采用直径50mm-100mm的PVC管,并用透水土工布包裹PVC管,在安装时,通过钢筋对PVC管进行固定,在主体墙面与被挡土体之间的排水孔所在区域的主体墙面上布置滤网;
S7.钢筋笼安装完,检查合格后,开始灌模,施工中保证挡墙的施工模板垂直度和平整度均小于4mm;
S8.混凝土养护阶段:混凝土灌注完毕后,在初凝前进行混凝土收面,待混凝土终凝前再进行一次收面压光处理,然后再覆盖土工布进行洒水保湿养护;
S9.导水管布置;采用机械钻孔,孔径大于导水管直径,清理孔洞后布设导水管,并对缝隙进行注浆填补,其中导水管表面等距离打孔,外面用纱布包裹;
S10.待混凝土达到规定抗压强度70%-80%的时候,进行拆模,拆模过程中保证挡墙各处表面及棱角不受损坏;
S11.集水井布置:根据设计图,在相应位置进行钻井施工,集水井深度要小于主体墙面高度;之后进行碎石充填,被挡土体与集水井的交界面设置滤网;
S12.继续进行土方回填覆盖,保证集水井上的浮土深度不小于1m,同时保证承台、横梁、锚索地梁被覆盖。
2.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,主体墙面和被挡土体之间设有滤水层。
3.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述主体墙面的高度不高于8m,主体墙面的施工分段的长度不超过20m;主体墙面的纵截面采用随高度逐渐向下加厚的变截面、或等厚度截面,并保证主体墙面最顶端的墙面宽度不小于0.2m;主体墙面上排水孔的孔径为50mm-100mm。
4.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述承台的宽度和厚度均为600mm-800mm。
5.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述横梁的长度为5m-8m,厚度设置为承台厚度的1/4-1/3,相邻两个横梁之间的间距为1/3-1/2的主体墙面高度;锚索地梁的厚度大于横梁厚度,且为1/3-1/2承台厚度。
6.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述锚杆嵌入被挡土体的深度为6m-10m;锚杆直径为30mm-50mm,与竖直方向的倾角为15°-30°。
7.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述集水井顶部到横梁顶面的距离深大于1m,集水井的直径为0.5m-1m,集水井内部充填的碎石粒径为100mm-500mm。
8.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述基础底板位于被挡土体侧的厚度不小于0.3m。
9.根据权利要求1所述的施工方法,其特征在于,所述导水管由集水井向排水孔方向向下倾斜连通相应的排水孔到集水井的对应位置,向下倾斜的角度为5°-15°,导水管内径为50mm-100mm,导水管的管壁上等距布置进水孔,并用土工布包裹。
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