CN112095656A - 一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构包括：挡土墙，填料，拉压复合式预应力锚索，墙顶地面和坡脚地面；挡土墙包括桩基础，肋柱，挡土板和反滤层；填料分层夯实在挡土墙，墙顶地面和坡脚地面形成的空间内；拉压复合式预应力锚索包括预应力锚索，锚定板，定位支架，锚固段；拉压复合式预应力锚索设置有若干根，拉压复合式预应力锚索一端安装在钻孔内，采用压力灌浆形成锚固段；拉压复合式预应力锚索另一端与挡土墙固定连接；锚定板固定设置于填料内；预应力锚索贯穿锚定板的通孔，并通过挤压套使拉压复合式预应力锚索和锚定板互相锁定。本发明优化了施工工序，降低了挡土墙结构的变形，解决了挡土墙抗滑能力差的问题。

Description

一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构
技术领域
本发明专利涉及土木工程技术领域，具体地涉及一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构。
背景技术
传统锚定板挡土墙存在基础埋深浅而导致肋柱竖向位移大、挡土高度越大临时支撑难度越大、施工工艺复杂、锚定板容许抗拔力低(埋设深度3.0m-5.0m,容许抗拔力为110-140kN/m2；埋设深度 5.0m-10.0m,容许抗拔力为150-180kN/m2)、拉杆抗拉能力差及屈服变形较大、不能实现高轻型(传统锚定板挡土墙单级墙高不大于6.0m，双级总墙高不大于10.0m)等局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，以解决上述现有技术存在的问题，能够实现解决墙后有较大的填土空间，同时又有便于锚固段锚固的稳定土层的高填方边坡。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，包括：挡土墙，填料，拉压复合式预应力锚索，墙顶地面和坡脚地面；
所述填料分层夯实在所述挡土墙，墙顶地面和坡脚地面形成的空间内；
所述拉压复合式预应力锚索包括预应力锚索，锚定板，定位支架，锚固段。所述预应力锚索一端通过定位支架安装在钻孔内，然后在钻孔内采用压力灌浆形成锚固段；所述预应力锚索另一端与所述挡土墙固定连接；；
所述锚定板固定设置于所述填料内，且所述锚定板中心位置预留有一通孔；所述预应力锚索贯穿所述锚定板的通孔，并通过所述挤压套使预应力锚索和锚定板互相锁定。
所述挡土墙包括桩基础，肋柱，挡土板和反滤层；所述肋柱设置于所述桩基础顶面，且两者轴线重合；所述挡土板一侧安装于所述肋柱一侧面，所述挡土板另一侧面填筑有所述反滤层；所述肋柱上开设有锚索孔，且将所述预应力锚索穿过锚索孔通过锚具固定在肋柱上。
优选的，在拉压复合式预应力锚索及其连接全部完成后，待墙后填土填至预应力锚索埋设位置以上1.0m-2.0m后，可对拉压复合式预应力锚索实行分级张拉以降低拉压复合式锚索挡土墙结构的变形。在拉压复合式锚索挡土墙结构施工结束前，应采用C30混凝土将预应力锚索与肋柱连接处的锚具封闭。
所述桩基础的顶面标高不低于所述坡脚地面的标高；所述肋柱的顶部标高不高于所述墙顶地面的标高；所述桩基础的间距与所述肋柱的间距相同。
所述桩基础采用钻孔灌注桩，桩截面直径大于0.8m，混凝土强度等级不低于C25；所述桩基础的深度以确保所述肋柱无需临时支撑而能自稳为基础。
优选的，桩基深度以确保其上与之现浇的肋柱无需临时支撑而能自稳为原则，视地质条件而定，一般按铰支座进行设计。
所述肋柱的间距根据所述预应力锚索的抗拔力及挡土墙高度而定，其范围为2m—4m；所述肋柱截面为矩形或T形，截面宽度不小于25cm，高度不低于30cm；所述肋柱可采用逐级现浇或现浇到顶，混凝土强度等级不低于C25。
优选的，肋柱的间距视桩基础的锚固情况及预应力锚索的抗拔力和挡土墙高度而定，比传统锚定板挡土墙肋柱的间距大，对填方高度大的边坡，可沿竖向设置二根以上的拉压复合式预应力锚索，其根数视挡土墙高度及拉压复合式预应力锚索的抗拔力而定，肋柱的具体浇注方式视桩基础嵌固情况而定，混凝土强度等级不低于C25。肋柱上预留锚索孔，预留锚索孔数量、孔径应根据预应力锚索根数及直径确定。
所述挡土板可采用钢筋混凝土槽形板、矩形板或空心板；所述挡土板与肋柱采用现浇或预制拼装，混凝土强度不低于C25；所述挡土板厚度不小于15cm，所述挡土板在所述肋柱上的支承长度不小于 10cm；所述挡土板应预留泄水孔。
优选的，挡土板应留泄水孔，孔径5cm-10cm，当挡土板为预制板时可兼作吊装孔。在挡土板后设置砂石反滤层是利于挡土墙排水。
所述锚定板采用方形钢筋混凝土板或矩形板，其面积不小于 0.5m2，混凝土强度等级不低于C25；所述锚定板安装时与所述预应力锚索垂直。
每所述预应力锚索采用一根或多根高强度低松弛预应力钢绞线制成；相邻所述拉压复合式预应力锚索的竖向间距不小于2.5m；所述预应力锚索与水平面夹角为0°～20°；对于不位于所述锚固段的预应力锚索，采用刷沥青船底漆及沥青玻纤布缠裹进行防腐蚀处理；所述沥青玻纤布缠裹层数不小于二层。
优选的，预应力锚索采用一根或多根高强度低松弛预应力钢绞线制成，其高强度低松弛预应力钢绞线根数应由预应力锚索的抗拔力而定，预应力锚索对于不位于锚固段的预应力锚索，应采用刷沥青船底漆及沥青玻纤布缠裹进行防腐蚀处理，沥青玻纤布缠裹层数不小于二层，将防腐蚀处理后的预应力锚索装入套管中，套管两端10cm-20cm 范围内用黄油充填，外绕扎工程胶布固定。
所述反滤层设置于所述挡土墙墙底部至墙顶以下0-0.5m的范围内，且填筑厚度不小于0.3m。
所述填料采用但不限于砂类土、碎石类土、砾石类土及的细粒土。
更进一步的，锚固段应位于稳定的土层，采用钻机成孔，孔径 11cm-15cm，锚固段长依据拉压复合式预应力锚索所需的抗拔力而定，锚固段位于土层中，锚固段长度不应小于4.0m，且不宜大于10.0m；锚固段位于岩层中时，锚固段长度不宜大于55D(D为成孔孔径)和 8.0m。在成孔后，将安装好定位支架的预应力锚索置入孔内并注浆。注浆材料为纯水泥浆或水泥砂浆，水泥采用普通硅酸盐水泥，强度不应低于42.5，采用纯水泥浆时，水灰比宜取0.5-0.55；采用水泥砂浆时，灰砂比宜取0.8-1.5，水灰比宜为0.38-0.5。浆体材料28天无侧限抗压强度不应低于30MPa。注浆压力不小于0.8MPa。可采用二次压力注浆工艺，二次注浆应在水泥浆初凝后、终凝前进行，终止注浆压力不应小于1.5MPa。为确保锚固段中的预应力锚索位于钻孔中央，应沿锚固段的预应力锚索轴线方向每隔1.0m-3.0m设置定位支架。
本发明公开了以下技术效果：1)肋柱采用桩基础，可以避免肋柱下沉且无需临时支撑而自稳，优化了施工工序。另外，因桩基周围岩土体的嵌固作用，使肋柱有一定的悬臂支挡能力，有助于降低挡土结构的变形。同时，桩基础设计可考虑抗滑需要，一定程度上解决传统锚定板挡土墙抗滑能力差的问题；
2)高强度钢绞线比普通钢筋具有更强的抗拉能力，有成套的张拉锁定设备，施工方便。另外，高强度钢绞线克服了钢筋在承受较大拉力时变形大的不足，降低了张拉伸长量；
3)锚定板锚固在新填土中，而锚固段锚固在原有稳定边坡的土体内，充分发挥了锚定板及锚固段各自的优势，极大提高了传统预应力锚索的抗拔承载力，有助于实现锚定板挡土墙的高轻型。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明拉压复合式锚索挡土墙结构俯视图。
其中，1-桩基础、2-肋柱、3-填料、4-锚固段、5预应力锚索、 6-定位支架、7-锚定板、8-挤压套、9-挡土板、10-锚具、11-反滤层、 12-墙顶地面和13-坡脚地面。
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，显然，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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构包括：挡土墙，填料3，拉压复合式预应力锚索，墙顶地面12和坡脚地面13；
填料3分层夯实在挡土墙，墙顶地面12和坡脚地面13形成的空间内；
拉压复合式预应力锚索包括预应力锚索5，锚定板7，定位支架 6、锚固段4。拉压复合式预应力锚索可沿竖向设置有若干根，预应力锚索5一端通过定位支架6安装在钻孔内，然后在钻孔内采用压力灌浆形成锚固段4；预应力锚索5另一端与挡土墙固定连接；
锚定板7固定设置于填料3的分层区，且锚定板7中心位置预留有一通孔；预应力锚索5贯穿锚定板7的通孔，并通过挤压套8使预应力锚索5和锚定板7互相锁定。
挡土墙包括桩基础1，肋柱2，挡土板9和反滤层11；肋柱2设置于桩基础1顶面，且两者轴线重合；挡土板9一侧安装于肋柱2一侧面，挡土板9另一侧面填筑有反滤层11；肋柱2上开设有锚索孔，且将预应力锚索5穿过锚索孔采用锚具10固定设置在肋柱2上。
桩基础1的顶面标高不低于坡脚地面13的标高；肋柱2的顶部标高不高于墙顶地面12的标高；桩基础1的间距与肋柱2的间距相同。
桩基础1采用钻孔灌注桩，桩截面直径大于0.8m，混凝土强度等级不低于C25；桩基础1的深度以确保肋柱2无需临时支撑而能自稳为基础。
肋柱2的间距根据拉压复合式预应力锚索的抗拔力及挡土墙高度而定，其范围为2m—4m；肋柱2截面为矩形或T形，截面宽度不小于25cm，高度不低于30cm；肋柱2可采用逐级现浇或一次现浇到顶，混凝土强度等级不低于C25。
挡土板9可采用钢筋混凝土槽形板、矩形板或空心板；挡土板9 与肋柱2采用现浇或预制拼装，混凝土强度不低于C25；挡土板9厚度不小于15cm，挡土板9在肋柱2上的支承长度不小于10cm；挡土板9还预留开设有泄水孔。
锚定板7采用方形钢筋混凝土板或矩形板，其面积不小于0.5m2，混凝土强度等级不低于C25；锚定板7安装时与预应力锚索5垂直。
每根预应力锚索5采用一根或多根高强度低松弛预应力钢绞线制成；相邻拉压复合式预应力锚索的竖向间距不小于2.5m；预应力锚索5与水平面夹角为0°～20°；对于不位于锚固段4的预应力锚索 5，采用刷沥青船底漆及沥青玻纤布缠裹进行防腐蚀处理；沥青玻纤布缠裹层数不小于二层。
反滤层11设置于挡土墙9墙底部至墙顶以下0-0.5m的范围内，且填筑厚度不小于0.3m。
填料3采用但不限于砂类土、碎石类土、砾石类土及的细粒土。
在本发明的一个实施例中，如图1，桩基础1顶面标高应高于或等于坡脚地面13标高。拉压复合式预应力锚索的尾部锚固在原有稳定边坡的土体中，具体地，当钢筋混凝土挡土板9安装、反滤层11 施工、填料3分层夯实回填至低于第一排预应力锚索5标高50cm时，采用钻机在原有稳定边坡的土体中钻孔，然后将安装好定位支架6的第一排拉压复合式预应力锚索的尾部插入孔内，再通过压力灌注纯水泥浆或水泥砂浆形成锚固段4。
预应力锚索5与锚定板7连接，具体地，当填料3分层夯实回填至高于预应力锚索5标高10cm时，在填料表面设置钢筋混凝土锚定板7及预应力锚索5的相应位置，开挖锚定坑及沟槽，然后安装锚定板7，锚定板7的形状可以是方形、矩形或圆形，在预制锚定板7时，应其中心位置预留一个孔洞，预应力锚索5穿过该孔后通过专用挤压套8将其锁定在锚定板7上。
预应力锚索5与肋柱2连接，具体地，钢筋混凝土肋柱2在浇注时，需根据竖向设置拉压复合式预应力锚索的位置，在肋柱2的相应位置预留一个孔洞，预应力锚索5穿过该孔后通过锚具10将其锁定在肋柱2上。
对于多排拉压复合式预应力锚索的情况，具体地，当第一排拉压复合式预应力锚索锚索5安装完成后，在钢筋混凝土挡土板9安装、反滤层11施工、填料3分层夯实回填至低于第二排预应力锚索锚索标高50cm时，再如此重复上述施工过程完成第二排拉压复合式预应力锚索的施工，直至多排拉压复合式预应力锚索锚索施工，最后至墙顶地面12。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于，包括：挡土墙，填料(3)，拉压复合式预应力锚索，墙顶地面(12)和坡脚地面(13)；
所述填料(3)分层夯实在所述挡土墙，墙顶地面(12)和坡脚地面(13)形成的空间内；
所述拉压复合式预应力锚索在竖向可设置若干根；所述拉压复合式预应力锚索包括预应力锚索(5)，锚定板(7)，定位支架(6)和锚固段(4)；所述预应力锚索(5)一端通过定位支架(6)安装在钻孔内，然后在所述钻孔内采用压力灌浆形成锚固段(4)；所述预应力锚索(5)另一端与所述挡土墙固定连接；
所述锚定板(7)固定设置于所述填料(3)内，且所述锚定板(7)中心位置预留有一通孔；所述预应力锚索(5)贯穿所述锚定板(7)的通孔，并通过挤压套(8)使所述预应力锚索(5)和所述锚定板(7)互相锁定。
2.根据权利要求1所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述挡土墙包括桩基础(1)，肋柱(2)，挡土板(9)和反滤层(11)；所述肋柱(2)设置于所述桩基础(1)顶面，且两者轴线重合；所述挡土板(9)一侧安装于所述肋柱(2)一侧面，所述挡土板(9)另一侧面填筑有所述反滤层(11)；所述肋柱(2)上开设有锚索孔，且将所述预应力锚索(5)穿过锚索孔通过锚具(10)固定于所述肋柱(2)上。
3.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述桩基础(1)的顶面标高不低于所述坡脚地面(13)的标高；所述肋柱(2)的顶部标高不高于所述墙顶地面(12)的标高；所述桩基础(1)的间距与所述肋柱(2)的间距相同。
4.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述桩基础(1)采用钻孔灌注桩，桩截面直径大于0.8m，
混凝土强度等级不低于C25；所述桩基础(1)的深度以确保所述肋柱(2)无需临时支撑而能自稳为基础。
5.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述肋柱(2)的间距根据所述预应力锚索(5)的抗拔力及挡土墙高度而定，其范围为2m—4m；所述肋柱(2)截面为矩形或T形，截面宽度不小于25cm，高度不低于30cm；所述肋柱(2)采用逐级现浇或一次现浇到顶，混凝土强度等级不低于C25。
6.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述挡土板(9)采用钢筋混凝土槽形板、矩形板或空心板；所述挡土板(9)与肋柱(2)采用现浇或预制拼装，混凝土强度不低于C25；所述挡土板(9)厚度不小于15cm，所述挡土板(9)在所述肋柱(2)上的支承长度不小于10cm；所述挡土板(9)应预留泄水孔。
7.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述锚定板(7)采用方形钢筋混凝土板或矩形板，其面积不小于0.5m2，混凝土强度等级不低于C25；所述锚定板(7)安装时与所述预应力锚索(5)垂直。
8.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：每一所述预应力锚索(5)采用一根或多根高强度低松弛预应力钢绞线制成；相邻所述拉压复合式预应力锚索的竖向间距不小于2.5m；所述预应力锚索(5)与水平面夹角为0°～20°；对于不位于所述锚固段(4)的预应力锚索(5)，采用刷沥青船底漆及沥青玻纤布缠裹进行防腐蚀处理；所述沥青玻纤布缠裹层数不小于二层。
9.根据权利要求2所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述反滤层(11)设置于所述挡土墙(9)墙底部至墙顶以下0-0.5m的范围内，且填筑厚度不小于0.3m。
10.根据权利要求1所述的拉压复合式预应力锚索挡土墙结构，其特征在于：所述填料(3)采用但不限于砂类土、碎石类土、砾石类土及的细粒土。
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