CN111456027B - 一种装配式支挡结构连接装置及其连接方法 - Google Patents

一种装配式支挡结构连接装置及其连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种装配式支挡结构连接装置，包括多根竖直设置的支护桩，多根支护桩背离岩土体内沿支护桩的长度方向至少设置有一道呈水平放置型钢组合腰梁，型钢组合腰梁的间隙内均匀穿设有多个挡土构件连接件，挡土构件连接件与支护桩一一对应设置，挡土构件连接件另一端卡接在与其对应的支护桩上，相邻两个支护桩之间设置有锚索，锚索内固定有多根钢绞线，多根钢绞线的另一端穿过型钢组合腰梁的间隙连接有锚具。本发明的一种装配式支挡结构连接装置，解决了现有技术中存在的钢腰梁容易因局部受力过大而发生扭转、翻背的局部失稳现象以及钢筋混凝土腰梁模板加工困难，施工周期长的问题。本发明还公开了一种装配式支挡结构连接方法。

Description

一种装配式支挡结构连接装置及其连接方法
技术领域
本发明属于岩土工程防治技术领域，涉及一种装配式支挡结构连接装置，本发明还涉及一种装配式支挡结构连接方法。
背景技术
锚拉式支挡结构在基坑支护、边坡防治等岩土工程防治领域中应用广泛。锚拉式支挡结构通过深入稳定岩土体的锚杆（索）提供支点反力以平衡设置在被防治对象侧壁并嵌入底面的挡土构件上传递来的岩土压力，从而实现被防治对象的安全稳定。锚杆（索）与挡土构件连接的可靠性关乎支挡结构的有效性以及被防治对象的安全性。
锚杆（索）与挡土构件的传统连接方法为钢腰梁、钢筋混凝土腰梁连接，近年来还新出现了无腰梁连接工法，应用最广泛的为型钢组合腰梁，该连接装置往往因为挡土结构施工偏差，挡土结构临空面不在同一平面，腰梁不与挡土构件有效接触，挡土构件无法将力有效传递至最近锚杆（索），从而导致腰梁局部受力过大而发生扭转、翻背等局部失稳现象，进而可能危及被防治对象的安全；钢筋混凝土腰梁刚度大、与挡土构件可以紧密连接，但存在模板加工困难，施工周期长、混凝土硬化慢、自重大等缺点；锚杆（索）常通过锚具对腰梁施加预应力，再通过腰梁传递到挡土构件上以减少土体变形，确保坡顶被保护建（构）筑物安全；但经常因为传力不直接，造成预应力损失大，影响预应力施加效果；传统腰梁回收困难，与保护环境及节约资源要求不符；新出现的无腰梁工法具有传力直接、操作简单等优点，但缺乏整体性。
发明内容
本发明的目的是提供一种装配式支挡结构连接装置，解决了现有技术中存在的钢腰梁容易因局部受力过大而发生扭转、翻背的局部失稳现象以及钢筋混凝土腰梁模板加工困难，施工周期长的问题。
本发明的另一目的是提供一种装配式支挡结构连接方法。
本发明所采用的技术方案是，一种装配式支挡结构连接装置，包括在岩土体内竖直设置的多根支护桩，多根支护桩背离岩土体的一侧沿支护桩的长度方向至少设置有一道呈水平放置型钢组合腰梁，型钢组合腰梁的间隙内均匀穿设有多个挡土构件连接件，挡土构件连接件与支护桩一一对应设置，挡土构件连接件另一端卡接在与其对应的支护桩上，相邻两个支护桩之间设置有锚索，锚索内固定有多根钢绞线，多根钢绞线的另一端穿过型钢组合腰梁的间隙连接有锚具。
本发明的特征还在于，
型钢组合腰梁包括两根并列平行设置且存在一定间隙的工字型钢，两根工字型钢沿长度方向焊接有多块钢缀板。
两根工字型钢上下表面均通过钢缀板焊接。
锚具和型钢组合腰梁之间还设置有钢角度垫块，钢角度垫块上对应型钢组合腰梁间隙处开设有孔，钢绞线远离岩土体的一端依次穿过型钢组合腰梁的间隙、孔锚具固定。
钢角度垫块设置为直角梯形状，钢角度垫块的斜面远离型钢组合腰梁且与钢绞线垂直设置。
钢角度垫块靠近型钢组合腰梁的一侧设置有弯钩，弯钩勾在型钢组合腰梁上。
挡土构件连接件包括弧形钢板，弧形钢板的下表面连接有两个平行设置的肢腿，弧形钢板的弧度与支护桩相适应，两个肢腿伸入型钢组合腰梁的间隙内。
两个肢腿和型钢组合腰梁之间形成矩形空隙且矩形空隙内还嵌设有楔型钢板，楔型钢板上设置有预留孔，每个挡土构件连接件内嵌设的多个楔型钢板通过钢丝穿过预留孔依次连接为一个整体。
型钢组合腰梁对应支护桩位置的下表面还设置有钢托架，钢托架通过膨胀螺栓固定在支护桩上。
本发明的另一种技术方案是，一种装配式支挡结构连接方法，采用上述一种装配式支挡结构连接装置，具体按照如下步骤实施：
步骤1，支护桩及锚索施工完成并达到设计强度要求后，将型钢组合腰梁水平放置于设计位置，将挡土构件连接件的两肢腿插入型钢组合腰梁中两根型钢之间的间隙，将钢角度垫块通过弯钩挂于型钢组合腰梁上；
步骤2，调整挡土构件连接件及钢角度垫块位置，使其分别与支护桩和锚索对齐；
步骤3，将楔型钢板置入并塞满由挡土构件连接件的两个肢腿和型钢组合腰梁之间的矩形空隙中，用钢丝通过预留孔将楔型钢板连接为一个整体；
步骤4， 用锚具通过钢角度垫块将钢绞线固定后，通过千斤顶对锚索施加预应力，并锁定锚头，完成对锚索的张拉锁定；
步骤5，卸载千斤顶，完成支挡结构连接。
本发明的有益效果是：
1、锚索（杆）与支挡结构通过本连接装置连接牢固，既充分发挥腰梁的支座作用，又避免腰梁扭转、翻背等局部失稳情况，可有效避免因局部失稳引起的整体破坏。
2、本连接装置具有自重小、施工便捷、即装即用、刚度可充分利用等优点。
3、采用本装置的预应力施加及锁定方法具有预应力传力直接，预应力损失小的优点。
4、本装置采用装配式构件，可根据锚索（杆）及支挡构件间距和位置灵活调整装置配件位置，组合及拆除简单易行，可方便回收并循环使用。
5、通过该装置将锚索（杆）与挡土构件连接起来，多个支挡构件组合的支挡结构整体协同受力，整体性好。
附图说明
图1是本发明一种装配式支挡结构连接装置的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明一种装配式支挡结构连接装置中锚索位置剖面图；
图4是本发明一种装配式支挡结构连接装置中型钢组合腰梁的结构示意图；
图5是本发明一种装配式支挡结构连接装置中型钢角度垫块的结构示意图；
图6是图5的左视图；
图7是本发明一种装配式支挡结构连接装置中挡土构件连接件的结构示意图；
图8是本发明一种装配式支挡结构连接装置中支护桩位置剖面图；
图9是本发明一种装配式支挡结构连接装置中楔型钢板的一种实施例图；
图10是本发明一种装配式支挡结构连接装置中楔型钢板的第二种实施例图；
图11是本发明一种装配式支挡结构连接装置中楔型钢板的第三种实施例图。
图中，1.支护桩，2.挡土构件连接件，3.型钢组合腰梁，4.钢绞线，5.锚具，6.钢角度垫块，7.钢缀板，8.楔型钢板，9.钢托架，10.型钢，11.锚索，12.预留孔；
2-1.弧形钢板，2-2.肢腿；
6-1.孔，6-2.弯钩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种装配式支挡结构连接装置，其结构如图1-2所示，包括在岩土体内竖直设置的多根支护桩1，多根支护桩1背离岩土体的一侧沿支护桩1的长度方向至少设置有一道呈水平放置型钢组合腰梁3，型钢组合腰梁3的间隙内均匀穿设有多个挡土构件连接件2，挡土构件连接件2与支护桩1一一对应设置，挡土构件连接件2另一端卡接在与其对应的支护桩1上，相邻两个支护桩1之间设置有锚索11，锚索11内固定有多根钢绞线4，多根钢绞线4的另一端穿过型钢组合腰梁3的间隙连接有锚具5。
如图3-4所示，型钢组合腰梁3包括两根并列平行设置且存在一定间隙的工字型钢10，两根工字型钢10沿长度方向焊接有多块钢缀板7。
两根工字型钢10上下表面均通过钢缀板7焊接。
如图5-6所示，锚具5和型钢组合腰梁3之间还设置有钢角度垫块6，钢角度垫块6上对应型钢组合腰梁3间隙处开设有孔6-1，钢绞线4远离岩土体的一端依次穿过型钢组合腰梁3的间隙、孔6-1锚具5固定。
钢角度垫块6设置为直角梯形状，钢角度垫块6的斜面远离型钢组合腰梁3且与钢绞线4垂直设置。
钢角度垫块6靠近型钢组合腰梁3的一侧设置有弯钩6-2，弯钩6-2勾在型钢组合腰梁3上。
如图7所示，挡土构件连接件2包括弧形钢板2-2，弧形钢板2-2的下表面连接有两个平行设置的肢腿2-1，弧形钢板2-2的弧度与支护桩1相适应，两个肢腿2-1伸入型钢组合腰梁3的间隙内。
如图8-11所示，两个肢腿2-1和型钢组合腰梁3之间形成矩形空隙且矩形空隙内还嵌设有楔型钢板8，楔型钢板8上设置有预留孔12，挡土构件连接件2内嵌设的多个楔型钢板8通过钢丝穿过预留孔12依次连接为一个整体。
型钢组合腰梁3对应支护桩1位置的下表面还设置有钢托架9，钢托架9通过膨胀螺栓固定在支护桩1上。
本发明的另一种技术方案是，一种装配式支挡结构连接方法，采用上述一种装配式支挡结构连接装置，具体按照如下步骤实施：
步骤1，支护桩1及锚索11施工完成并达到设计强度要求后，将型钢组合腰梁3水平放置于设计位置，将挡土构件连接件2的两肢腿2-1插入型钢组合腰梁3中两根型钢10之间的间隙，将钢角度垫块6通过弯钩6-2挂于型钢组合腰梁3上；
步骤2，调整挡土构件连接件2及钢角度垫块6位置，使其分别与支护桩1和锚索11对齐；
步骤3，将楔型钢板8置入并塞满由挡土构件连接件2的两个肢腿2-1和型钢组合腰梁3之间的矩形空隙中，用钢丝通过预留孔12将楔型钢板8连接为一个整体；
步骤4，用锚具5通过钢角度垫块6将钢绞线4固定后，通过千斤顶对锚索11施加预应力，并锁定锚头，完成对锚索11的张拉锁定；
步骤5，卸载千斤顶，完成支挡结构连接。

Claims (3)

1.一种装配式支挡结构连接装置，其特征在于，包括在岩土体内竖直设置的多根支护桩（1），多根所述支护桩（1）背离岩土体的一侧沿所述支护桩（1）的长度方向至少设置有一道呈水平放置型钢组合腰梁（3），所述型钢组合腰梁（3）的间隙内均匀穿设有多个挡土构件连接件（2），所述挡土构件连接件（2）与所述支护桩（1）一一对应设置，所述挡土构件连接件（2）另一端卡接在与其对应的所述支护桩（1）上，相邻两个所述支护桩（1）之间设置有锚索（11），所述锚索（11）内固定有多根钢绞线（4），多根所述钢绞线（4）的另一端穿过所述型钢组合腰梁（3）的间隙连接有锚具（5）；所述型钢组合腰梁（3）包括两根并列平行设置且存在一定间隙的工字型钢（10），两根所述工字型钢（10）沿长度方向焊接连接有多块钢缀板（7）；
所述两根所述工字型钢（10）上下表面均通过钢缀板（7）焊接；
所述锚具（5）和型钢组合腰梁（3）之间还设置有钢角度垫块（6），所述钢角度垫块（6）上对应型钢组合腰梁（3）间隙处开设有孔（6-1），所述钢绞线（4）远离岩土体的一端依次穿过型钢组合腰梁（3）的间隙、孔（6-1）连接所述锚具（5）；
所述钢角度垫块（6）靠近型钢组合腰梁（3）的一侧设置有弯钩（6-2），所述弯钩（6-2）勾在所述型钢组合腰梁（3）上；
所述挡土构件连接件（2）包括弧形钢板（2-2），所述弧形钢板（2-2）的下表面连接有两个平行设置的肢腿（2-1），所述弧形钢板（2-2）的弧度与所述支护桩（1）相适应，两个所述肢腿（2-1）伸入所述型钢组合腰梁（3）的间隙内；
两个所述肢腿（2-1）和型钢组合腰梁（3）之间形成矩形空隙且矩形空隙内还嵌设有楔型钢板（8），所述楔型钢板（8）上设置有预留孔（12），挡土构件连接件（2）内嵌设的多个楔型钢板（8）通过钢丝穿过预留孔（12）依次连接为一个整体；
连接方法具体按照如下步骤实施：
步骤1， 支护桩（1）及锚索（11）施工完成并达到设计强度要求后，将型钢组合腰梁（3）水平放置于设计位置，将挡土构件连接件（2）的两肢腿（2-1）插入型钢组合腰梁（3）中两根型钢（10）之间的间隙，将钢角度垫块（6）通过弯钩（6-2）挂于型钢组合腰梁（3）上；
步骤2，调整挡土构件连接件（2）及钢角度垫块（6）位置，使其分别与支护桩（1）和锚索（11）对齐；
步骤3，将楔型钢板（8）置入并塞满由挡土构件连接件（2）的两个所述肢腿（2-1）和型钢组合腰梁（3）之间的矩形空隙中，用钢丝通过预留孔（12）将楔型钢板（8）连接为一个整体；
步骤4，用锚具（5）通过钢角度垫块（6）将钢绞线（4）固定后，通过千斤顶对锚索（11）施加预应力，并锁定锚头，完成对锚索（11）的张拉锁定；
步骤5，卸载千斤顶，完成支挡结构连接。
2.根据权利要求1所述的一种装配式支挡结构连接装置，其特征在于，所述钢角度垫块（6）设置为直角梯形状，所述钢角度垫块（6）的斜面远离所述型钢组合腰梁（3）且与钢绞线（4）垂直设置。
3.根据权利要求1所述的一种装配式支挡结构连接装置，其特征在于，所述型钢组合腰梁（3）对应支护桩（1）位置的下表面还设置有钢托架（9），所述钢托架（9）通过膨胀螺栓固定在支护桩（1）上。
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