CN112144548B - 一种半埋入式多功能框架支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半埋入式多功能框架支护结构及其施工方法，该支护结构包括支挡框架、挖填交界面与支挡框架之间的填筑区、埋设在填筑土中的锚固装置；支挡框架包括抗滑桩、抗滑桩承台、框架立柱、框架梁和管廊仓；填筑区包括填筑土和浇筑在填筑土上的现浇地面；锚固装置包括埋入土中的预应力锚索以及与支挡框架浇筑在一起的锚固腰梁、锚头；本发明支护结构形式新颖、受力合理、功能多样、支护效果好、空间利用率高，所涉及的施工工艺简便，具有较强的工程实用价值、重要的社会和经济效益，值得大范围推广应用。

Description

一种半埋入式多功能框架支护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及岩土工程支护技术领域，更具体的说是涉及一种半埋入式多功能框架支护结构及其施工方法。

背景技术

目前，随着我国基础设施建设和西部山区城镇化的推进，公路、铁路、机场、高层建筑建设如火如荼，很多工程被迫修建在边坡附近，其中在边坡坡顶进行项目开发尤为普遍。然而，坡顶修建建筑物引发的工程事故层出不穷，轻则产生一定的经济损失，重则威胁到人民生命安全，究其原因主要是边坡失稳影响到了建筑物安全，所以相关规范规定除了边坡自身满足地震稳定要求或经加固后满足地震稳定要求外，还要求建筑物距坡顶边缘的距离应不小于20m和建筑物高度的较小者。由此可见，为了保证边坡和建筑物安全，势必要在经济与土地利用上做出一定妥协，那么这种妥协是否可以通过一种新型的支护结构形式进行应对成为了一个值得研究的问题。

近年来，在边坡稳定性支护方面，主要是将桩板墙、系列挡土墙、框架格构单独使用或与预应力锚索、预应力锚杆、预应力锚托板、预应力锚定板结合使用。从使用情况来看，这些支护型式的应用在很大程度上解决了诸多工程问题，但对于在坡顶修建建筑物的工程而言，却显露出一些不足之处。首先，边坡稳定直接到影响建筑物安全，建筑物修建又影响到边坡安全，两者互为不利影响，这类复杂情况很难处理，这一点从频发的事故中可以得到验证；其次，为满足建筑物距坡顶边缘距离，一定范围内土地资源无法作建设使用，造成土地资源的极大浪费；再者，没有将住宅区、商业区等长期存在绿化面积、停车位短缺现象与边坡加固进行综合考虑，边坡附近空间利用效率不高。因此，对于这类工程，为了更好地利用、开发土地资源，必须要注意新型支护结构形式的开发。

显然，现有支护手段的局限性已经制约了边坡建筑修建，尤其是坡顶建筑物修建的发展，采用何种技术或新型支护结构来避免或减小现有支护结构所存在的问题，提高边坡的稳定性的同时增加土地资源的利用率已成为岩土工程界所关注的热点问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种半埋入式多功能框架支护结构及其施工方法，该结构受力合理、功能多样、支护效果好、空间利用率高。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种半埋入式多功能框架支护结构，设置在坡体上，包括：

抗滑桩，所述抗滑桩竖直埋设在所述坡体中，包括承台和多个单桩，所述单桩等角度连接在所述承台的底端；

支挡框架，所述支挡框架包括两排等距离布置且与水平面垂直的框架立柱以及从四周连接所述框架立柱的框架横梁，所述框架立柱的底端固定连接在所述承台的顶端中心，所述框架立柱顶端的顶板与所述坡体的顶部表面平齐；

填筑区，所述填筑区包括坡面与支挡框架内侧之间的填筑土，以及浇筑在填筑土顶部用于硬化的现浇地面，所述现浇地面与所述支挡框架的顶板平齐；

锚固装置，所述锚固装置埋设在填筑土中，包括锚固腰梁、锚头和预应力锚索，所述锚固腰梁固定连接在所述支挡框架的内侧相邻两个所述框架立柱之间，所述预应力锚索一端埋设在填筑土中，另一端通过所述锚头与所述锚固腰梁固定连接。

通过上述方案，本发明将抗滑桩、框架结构以及预应力锚索结合在一起，支护效果明显优于现有支护结构型式，不仅抗滑桩能够起到支护效果，靠近边坡侧的框架立柱、预应力锚索也能够在边坡稳定性方面发挥很好的作用，同时框架立柱、框架梁、管廊仓以及抗滑桩组合在一起后整体性很强，对边坡的支护效果更加明显，能够多重保障边坡安全，避免边坡发生失稳破坏。

进一步的，所述支挡框架内部设置有用于铺设热力管道、给水管道、排水管道、燃气管道和电缆的管廊仓。

进一步的，所述管廊仓为两端开口的立方体结构，包括连接在所述框架立柱和所述框架横梁上的顶板、底板及两个侧板。

进一步的，所述预应力锚索表面涂抹防腐材料。

进一步的，所述管廊仓的两个侧板的内壁沿其高度方向均设置多个支撑板，所述支撑板上分别铺设所述热力管道、给水管道、排水管道、燃气管道和电缆。

进一步的，所述单桩为圆柱状直径为1～2.5m，相邻两个所述单桩的中轴线距离在1.5～3m之间。

一种半埋入式多功能框架支护结构的施工方法，包括：

步骤一、修整原始坡面：

将支挡框架内侧的原始坡面按设计的坡率进行削坡处理，清理表层腐殖质土，设置台阶形状的挖填交界面，当原始坡面较陡时，削坡后进一步修整支挡框架处的坡面，为下一步施工提供操作面；

步骤二、施工品字型抗滑桩：

首先在抗滑桩预设位置处根据单桩尺寸开挖钻孔，然后绑扎钢筋笼并将其放置到钻孔内，进而浇筑混凝土，依次完成三根单桩的浇筑，最后在三根单桩的顶部绑扎钢筋并浇筑形成抗滑桩承台，将三根单桩连接成整体；

步骤三、开孔放置预应力锚索：

在预应力锚索预设位置开设孔位，将制作好的预应力锚索放置于孔中，孔内注入水泥砂浆，然后置于坡面备用。

步骤四、施工支挡框架：

首先完成支挡框架中底板以下框架立柱、框架梁和底板钢筋的绑扎，支模后浇筑混凝土养护，然后基础绑扎剩余框架立柱、框架梁、锚固腰梁、侧板、顶板和支撑板钢筋，并支模浇筑混凝土进行养护，完成支挡框架的施工，侧板、顶板与底板相互连接形成管廊仓；

步骤五、锚固预应力锚索：

将放置于坡面上的预应力锚索穿过锚固腰梁上的预留孔位，并施加预应力进行张拉，达到预应力设计值后用锚具将预应力锚索的锚头锁死。

步骤六、填筑区土体压实：

对支挡框架与挖填交界面之间的区域进行填土分层填筑和压实，尤其要做好对挖填交界面处的填土压实，填筑结束后浇筑混凝土硬化地面，并使现浇地面与支挡框架顶板平齐；

步骤七、布置管廊仓：

在管廊仓内依次布置热力管道、给水管道、排水管道、燃气管道和电缆；

进一步的，还包括围栏安装，在支挡框架体顶板的侧边缘处设置有围栏，将填筑土上的现浇地面以及支挡框架的顶板作为小区的停车场地使用。

经由上述的技术方案可知，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明所涉及到的支护结构形式新颖、受力合理、功能多样、支护效果好、空间利用率高，具体体现在以下几个方面：

(1)将抗滑桩、框架结构以及预应力锚索结合在一起，支护效果明显优于现有支护结构型式，不仅抗滑桩能够起到支护效果，靠近边坡侧框架立柱、预应力锚索也能够在边坡稳定性方面发挥很好的作用，同时框架立柱、框架梁、管廊仓以及抗滑桩组合在一起后整体性很强，对边坡的支护效果更加明显，能够多重保障边坡安全，避免边坡发生失稳破坏。

(2)将支挡框架与削切边坡之间填筑土体，并使填筑区与坡顶地面、支挡框架顶面平齐，不仅能有效增加地上可使用面积，还能延长建筑物与边坡之间的距离，从而满足规范所规定的建筑物距坡顶边缘的距离应不小于20m和建筑物高度较小者的要求，使临坡修建建筑物成为可能。

(3)将支挡框架内部空间设置为城市综合管廊或者小区综合管线布置通道，可以有效将原本无法利用的边坡区变为可利用空间，大大提升土地资源的空间利用效率，避免了城市管线埋设带来的土体开挖以及管线布置错乱等问题。

(4)支护结构整体形式新颖，功能多样，兼具边坡支护、综合管廊、停车场三大功能。

本发明所涉及到的施工工艺简便，支护结构具有较强的工程实用价值、重要的社会和经济效益，值得大范围推广应用。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的立体结构示意图。

图2为本发明实施例提供的结构的剖面示意图。

图3为本发明实施例提供的抗滑桩、支挡框架、预应力锚索连接示意图。

图4为本发明实施例提供的管廊仓内部布置图。

图5为本发明实施例提供的品字型抗滑桩主视图。

图6为本发明实施例提供的品字型抗滑桩俯视图。

图7为本发明实施例提供的坡体修整示意图。

图中：1—坡体，2—临坡建筑物，3—支挡框架，4—填筑区，5—原始坡面，6—挖填交界面，7—单桩，8—承台，9—框架立柱，10—框架梁，11—锚固腰梁，12—锚头，13—预应力锚索，14—填筑土，15—现浇地面，16—管廊仓，17—支撑板，18—热力管道，19—给水管道，20—排水管道，21—燃气管道，22—电缆，23—围栏。

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。

参考图1～图7，本发明实施例提供了一种半埋入式多功能框架支护结构，设置在坡体1上，包括支挡框架3、挖填交界面6与支挡框架3之间的填筑区4以及埋设在填筑土14中的数根预应力锚索13，填筑区4包括坡面与框架体之间的填筑土14和浇筑在填筑土14上用于硬化的现浇地面15；数根锚固装置埋设在填筑土14中包括与支挡框架3浇筑(通过钢筋绑扎、混凝土浇筑)在一起的锚固腰梁11、锚头12以及埋入土中的预应力锚索13。

有利的，在现浇地面15和支挡框架3顶部可设置停车场，在临空处边缘搭建的围栏23，在坡体1的顶部建立临坡建筑物2。

具体的，抗滑桩竖直埋设在坡体1中，包括承台8和多个单桩7，单桩7等角度连接在承台8的底端；支挡框架3包括两排等距离布置且与水平面垂直的框架立柱9以及从四周连接框架立柱9的框架横梁10，框架立柱9的底端固定连接在承台8的顶端中心，框架立柱9顶端的顶板与坡体1的顶部表面平齐；填筑区4包括坡面与支挡框架3内侧之间的填筑土14(支挡框架的内侧对应斜上方的坡面)，以及浇筑在填筑土14顶部用于硬化的现浇地面15，现浇地面15与支挡框架3的顶板平齐；锚固装置埋设在填筑土14中，包括锚固腰梁11、锚头12和预应力锚索13，锚固腰梁11固定连接在支挡框架3的内侧相邻两个框架立柱9之间，预应力锚索13表面涂抹防腐材料，一端埋设在填筑土14中，另一端通过锚头12与锚固腰梁11固定连接。

有利的，单桩7等角度连接在承台8的底端呈品字形排列，靠边坡内侧布置两根，靠外侧布置一根，单桩7为圆柱状直径为1～2.5m，相邻两个单桩7的中轴线的距离在1.5～3m之间。

如图3所示，支挡框架3内部设置有用于铺设热力管道18、给水管道19、排水管道20、燃气管道21和电缆22的管廊仓16；管廊仓16为两端开口的立方体结构，包括连接在框架立柱9和框架横梁10上的顶板、底板及两个侧板，如图4所示，管廊仓16的两个侧板的内壁沿其高度方向均设置多个支撑板17，支撑板17上分别铺设热力管道18、给水管道19、排水管道20、燃气管道21和电缆22。

本发明还相应提供了一种半埋入式多功能框架支护结构的施工方法，该施工方法包括：

步骤一、修整原始坡面：

将支挡框架3的内侧的原始坡面5按设计的坡率进行削坡处理，清理表层腐殖质土，设置台阶形状的挖填交界面6，当原始坡面5较陡时，削坡后进一步修整支挡框架3处的坡面，为下一步施工提供操作面；

步骤二、施工品字型抗滑桩：

首先在抗滑桩预设位置处根据单桩尺寸开挖钻孔，然后绑扎钢筋笼并将其放置到钻孔内，进而浇筑混凝土，依次完成三根单桩7的浇筑，最后在三根单桩7的顶部绑扎钢筋并浇筑形成抗滑桩承台8，将三根单桩7连接成整体；

步骤三、开孔放置预应力锚索：

在预应力锚索13预设位置开设孔位，将制作好的预应力锚索13放置于孔中，孔内注入水泥砂浆，然后置于坡面备用。

步骤四、施工支挡框架：

首先完成支挡框架3中底板以下框架立柱9、框架梁10和底板钢筋的绑扎，支模后浇筑混凝土养护，然后基础绑扎剩余框架立柱9、框架梁10、锚固腰梁11、侧板、顶板和支撑板钢筋，并支模浇筑混凝土进行养护，完成支挡框架3的施工，侧板、顶板与底板相互连接形成管廊仓16；

步骤五、锚固预应力锚索：

将放置于坡面上的预应力锚索13穿过锚固腰梁11上的预留孔位，并施加预应力进行张拉，达到预应力设计值后用锚具将预应力锚索13的锚头12锁死；

步骤六、填筑区土体压实：

对支挡框架3与挖填交界面6之间的区域进行填土分层填筑和压实，尤其要做好对挖填交界面6处的填土压实，填筑结束后浇筑混凝土硬化地面，并使现浇地面15与支挡框架3顶板平齐；

步骤七、布置管廊仓：

在管廊仓16内依次布置热力管道18、给水管道19、排水管道20、燃气管道21和电缆22；

进一步的，还包括围栏安装，在支挡框架体顶板的侧边缘处设置有围栏23，将填筑土14上的现浇地面15以及支挡框架3的顶板作为小区的停车场地使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种半埋入式多功能框架支护结构的施工方法，设置在坡体(1)上，其特征在于，支护结构包括：

抗滑桩，所述抗滑桩竖直埋设在所述坡体(1)中，包括承台(8)和三根单桩(7)，所述单桩(7)等角度连接在所述承台(8)的底端，三根所述单桩(7)等角度连接在承台（ 8） 的底端呈品字形排列，靠边坡内侧布置两根，靠外侧布置一根，所述单桩(7)为圆柱状， 直径为1～2.5m，相邻两个所述单桩(7)的中轴线的距离在1.5～3m之间；

支挡框架(3)，所述支挡框架(3)包括两排等距离布置且与水平面垂直的框架立柱(9)以及从四周连接所述框架立柱(9)的框架横梁(10)，所述框架立柱(9)的底端固定连接在所述承台(8)的顶端中心，所述框架立柱(9)顶端的顶板与所述坡体(1)的顶部表面平齐；

所述支挡框架(3)内部设置有用于铺设热力管道(18)、给水管道(19)、排水管道(20)、燃气管道(21)和电缆(22)的管廊仓(16)；

填筑区(4)，所述填筑区(4)包括坡面与所述支挡框架(3)内侧之间的填筑土(14)，以及浇筑在填筑土(14)顶部用于硬化的现浇地面(15)，所述现浇地面(15)与所述支挡框架(3)的顶板平齐；

锚固装置，所述锚固装置埋设在填筑土(14)中，包括锚固腰梁(11)、锚头(12)和预应力锚索(13)，所述锚固腰梁(11)固定连接在所述支挡框架(3)的内侧相邻两个所述框架立柱(9)之间，所述预应力锚索(13)一端埋设在填筑土(14)中，另一端通过所述锚头(12)与所述锚固腰梁(11)固定连接；所述预应力锚索(13)表面涂抹防腐材料；

施工方法包括：

步骤一、修整原始坡面：

将支挡框架的内侧的原始坡面按设计的坡率进行削坡处理，清理表层腐殖质土，设置台阶形状的挖填交界面，当原始坡面较陡时，削坡后进一步修整支挡框架处的坡面，为下一步施工提供操作面；

步骤二、施工品字型抗滑桩：

首先在抗滑桩预设位置处根据单桩尺寸开挖钻孔，然后绑扎钢筋笼并将其放置到钻孔内，进而浇筑混凝土，依次完成三根单桩的浇筑，最后在三根单桩的顶部绑扎钢筋并浇筑形成抗滑桩承台，将三根单桩连接成整体；

步骤三、开孔放置预应力锚索：

在预应力锚索预设位置开设孔位，将制作好的预应力锚索放置于孔中，孔内注入水泥砂浆，然后置于坡面备用；

步骤四、施工支挡框架：

首先完成支挡框架中底板以下框架立柱、框架横梁和底板钢筋的绑扎，支模后浇筑混凝土养护，然后继续绑扎剩余框架立柱、框架横梁、锚固腰梁、侧板、顶板和支撑板钢筋，并支模浇筑混凝土进行养护，完成支挡框架的施工，侧板、顶板与底板相互连接形成管廊仓；

步骤五、锚固预应力锚索：

将放置于坡面上的预应力锚索穿过锚固腰梁上的预留孔位，并施加预应力进行张拉，达到预应力设计值后用锚具将预应力锚索的锚头锁死；

步骤六、填筑区土体压实：

对支挡框架与挖填交界面之间的区域进行填土分层填筑和压实，尤其要做好对挖填交界面处的填土压实，填筑结束后浇筑混凝土硬化地面，并使现浇地面与支挡框架顶板平齐；

步骤七、布置管廊仓：

在管廊仓内依次布置热力管道、给水管道、排水管道、燃气管道和电缆。

2.根据权利要求1所述的一种半埋入式多功能框架支护结构的施工方法，其特征在于，所述管廊仓(16)为两端开口的立方体结构，包括连接在所述框架立柱(9)和所述框架横梁(10)上的顶板、底板及两个侧板。

3.根据权利要求2所述的一种半埋入式多功能框架支护结构的施工方法，其特征在于，所述管廊仓(16)的两个侧板的内壁沿其高度方向均设置多个支撑板(17)，所述支撑板(17)上分别铺设所述热力管道(18)、给水管道(19)、排水管道(20)、燃气管道(21)和电缆(22)。

4.根据权利要求1所述的一种半埋入式多功能框架支护结构的施工方法，其特征在于，还包括围栏安装，在支挡框架体顶板的侧边缘处设置有围栏，将填筑土上的现浇地面以及支挡框架的顶板作为小区的停车场地使用。

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