CN113250240A - 层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构及工艺，包括开挖边坡，在开挖边坡内部设置长短相间的注浆锚杆和排水孔，注浆锚杆伸出开挖边坡坡面一定长度并与水平向布置的结构钢筋进行连接；在开挖边坡的坡脚上设置混凝土找平基座，在混凝土找平基座设有格宾石笼挡墙；格宾石笼挡墙包括多层由下向上按照台阶型相叠构筑的改进格宾石笼，在改进格宾石笼上下层之间设有水平布置的钢筋混凝土板，水平向布置的结构钢筋布置于钢筋混凝土板中；格宾石笼挡墙内侧与开挖边坡之间空间分层回填砾石土或碎石。本发明可以克服现有传统格宾石笼挡墙结构型式存在的整体强度较低、抗锈蚀能力差、渗透影响大、难以绿化等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于边坡加固的挡墙，尤其涉及一种用于中、小型边坡加固的层状网式格宾石笼挡墙。
背景技术
目前，国内用于支护公路、铁路及中小型建筑边坡、河道的结构为普通型钢筋石笼或格宾石笼挡墙。国外也将普通型石笼挡墙结构用于防侵蚀或防冲刷保护等方面。格宾石笼具有柔韧性好、透水性强、耐久性及防冲击能力强、可快速施工等优点，具有很好的生态性。格宾网结构能够承受较大范围的变形，不会因不均匀沉陷而产生沉陷缝等，整体结构不会遭到破坏。
如图4～5所示的普通型格宾石笼，其施工工艺大致分为两步：1、根据计划定边线铺设格宾石笼，将格宾石笼组装形成长方形或正方形，采用相同材质的钢丝进行绑扎，同时箱体中间设置间隔网，与边网绑扎牢固。2、均匀地向同层的各箱格内投料。小石料填缝主要在内部，外露面一般采用大石，并适当捣实，表面叠放平整。
为了使石笼与边坡接触密实，一般在挡墙与边坡面之间填满碎石或砾石。在具体设计和施工过程中，会根据实际需要在石笼挡墙底部浇注找平混凝土找平基座来增强挡墙的抗剪和抗倾能力。普通型格宾石笼挡墙的施工具有就地取材、易于施工、利于排水等优点，但仍存在许多不足之处：
(1)整体强度较低。因为，普通型格宾石笼挡墙是由多个格宾石笼的堆砌而成，其完整性依赖于石笼之间的摩擦力和石笼间缠绕铁丝的抗剪力、摩擦力。在外力作用下各格宾石笼之间易发生相对滑动、转动等相对位移，边坡变形相对较大时可导致石笼挡墙解体。
(2)抗锈蚀性差。格网网格外露，金属的腐蚀性，老化问题，以及外露的格网容易被破坏，导致网内较小的石块容易掉出网外。如果钢丝锈蚀严重，格宾石笼则将面临解体的危险，大大降低挡墙的强度及被加固边坡的稳定性。
(3)由于格宾石笼结构中存在较多空隙，水在空隙中不断渗流﹑冲刷，对结构体本身及其周围土壤的稳定性可能产生较大的影响。
(4)施工过程中清除或覆盖了被加固边坡坡面上原有的植被，普通型钢筋石笼挡墙又无法恢复植被，不利于环保。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有传统格宾石笼挡墙结构型式存在的整体强度较低、抗锈蚀能力差、渗透影响大、难以绿化等问题，提出一种具体整体高强度、易于绿化、渗流影响小等优点的格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构。
本发明适用于开挖边坡的加固处理，是这样实现的：一种层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，包括开挖边坡，在开挖边坡内部设置长短相间的注浆锚杆和排水孔，注浆锚杆伸出开挖边坡坡面一定长度并与水平向布置的结构钢筋进行连接；在开挖边坡的坡脚上设置混凝土找平基座，在混凝土找平基座设有格宾石笼挡墙；格宾石笼挡墙包括多层由下向上按照台阶型相叠构筑的改进格宾石笼，在改进格宾石笼上下层之间设有水平布置的钢筋混凝土板，水平向布置的结构钢筋布置于钢筋混凝土板中；格宾石笼挡墙内侧与开挖边坡之间空间分层回填砾石土或碎石。
具体的，开挖边坡内部设置长短相间的注浆锚杆和排水孔。注浆锚杆需伸出开挖边坡坡面一定长度，与水平向布置的结构钢筋进行连接(绑扎或焊接)。水平向布置的结构钢筋布置于钢筋混凝土板中，该板厚度根据需要可设置为15～30cm。
格宾石笼挡墙底部需设置混凝土找平基座，混凝土找平基座与开挖边坡坡脚处可设置插筋，以增加两者之间的摩擦力。
优选的，改进格宾石笼11竖向适当部位设置“L”型加强筋或“U”型加强筋，“L”型加强筋呈“L”型，“U”型加强筋呈“U”型，“L”型加强筋底部需深入混凝土找平基座中一定深度，上部与钢筋混凝土板中的结构钢筋进行连接。“U”型加强筋上下部均与钢筋混凝土板中的结构钢筋7进行连接。
进一步的，改进格宾石笼中需填充大碎石及小碎石，大碎石一般放置在外侧，小碎石一般放置在中部，大碎石110与小碎石111表面需包裹砂浆，砂浆约占满碎石间空隙的1/3～1/2为宜。
改进格宾石笼周边一般采用镀锌铁丝或铅丝或包裹PVC铁丝绑扎的格宾网形成，格宾网与“L”型加强筋或“U”型加强筋用镀锌铁丝进行绑扎连接。加强钢筋或加强钢筋表面裸露在空间的部位需涂抹防锈剂。
进一步的，钢筋混凝土板靠开挖边坡外侧根据绿化要求修建一定高程的砖墩，砖墩内侧回填部分覆土，覆土上部种植绿化植物。
格宾石笼挡墙内侧与开挖边坡之间空间分层回填砾石土或碎石。结构钢筋穿过回填砾石土或碎石。
改进格宾石笼还可根据需要设置水平向加强钢筋，水平加强钢筋与格宾网之间通过镀锌铁丝进行绑扎连接，并与“L”型加强筋或“U”型加强筋焊接牢固，进一步提高改进格宾石笼的整体性。
上述层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构的施工工艺的主要步骤如下：
1)在已开挖完成的开挖边坡中，根据需要钻孔植入注浆锚杆，注浆锚杆一般为梅花形布置。根据开挖边坡内部渗水或外界水体变化情况，设置排水孔，一般为斜向上布置。
2)在开挖边坡1坡脚处浇筑混凝土找平基座，混凝土找平基座底部设置插筋，插筋深入混凝土找平基座中的最短长度为其钢筋锚固长度。
3)混凝土找平基座作为施工平台，据设计边线摆放改进格宾石笼的格宾网，“L”型加强筋需在混凝土找平基座尚未凝固前插入并满足设计深度。改进格宾石笼摆放后在其内部放置大碎石及小碎石，大碎石一般放置在外侧，小碎石一般放置在中部，大碎石与小碎石表面需包裹砂浆。
4)待砂浆具有一定强度后，在开挖边坡与格宾石笼挡墙之间空间回填碎石并使其密实。
5)设置结构钢筋，使其保持水平，与注浆锚杆伸出部分绑扎或焊接牢固，浇筑钢筋混凝土板。浇筑钢筋混凝土板的混凝土要求具有较低的流动性。
6)以钢筋混凝土板为基础，据设计边线摆放改进格宾石笼的格宾网，加固钢筋需在钢筋混凝土板尚未凝固前插入，待该层格宾石笼(11)施工完成后与上部结构钢筋焊接牢固。改进格宾石笼上下层之间要纵横交替摆放。
7)依次进行步骤6)，修建格宾石笼挡墙至设计高度。在每层钢筋混凝土板最外侧修建砖墩，宽24cm，高度0.25～0.50m，待砖墩达到设计强度后，在钢筋混凝土板上部回填覆土，覆土中根据绿化需要种植绿化植物。
本发明的技术方案适用于所有格宾石笼挡墙结构。
与现有技术相比，本发明相对于传统用于加固边坡的格宾石笼挡墙结构来说，除了保留已有的排水方便，施工简单方便、快捷，造价低廉等优势外，还具有以下明显的优点：
1、较强的边坡加固功能
格宾石笼层间的钢筋混凝土层、插入钢筋混凝土层内的石笼竖向加强钢筋、水平加强钢筋、混凝土层内部结构钢筋与边坡加固锚杆的连接体系等可将各石笼紧密地连结成一个整体，可显著提升格宾石笼挡墙的整体强度。同时，该钢筋石笼挡墙仍属于一种柔性结构，存在一定的可变形能力，可适当地降低边坡变形引起的且直接作用在挡墙上的荷载。这种具有一定可变形能力且整体强度较大的挡墙结构可较大程度上减少石笼解体的可能性，从而有利于边坡的稳定。
同时，石笼内部碎石间的砂浆可有效提升石笼内部填充物的整体性，并与格宾石笼上下层的钢筋混凝土板连接，构成的挡墙自身整体性较好。
2、防锈蚀能力
格宾石笼网外侧的加强钢筋和钢丝都被防锈漆包裹起来，其余部分均深入混凝土中。只有这样，组成挡墙主要承力体系的钢筋和钢丝才能长期保持其应有的强度，可满足边坡加固的基本要求。
3、单个格宾石笼整体性好
传统格宾石笼周边采用镀锌铁丝或铅丝或包裹PVC铁丝绑扎的格宾网，外露的格网容易被破坏，导致网内较小的石块容易掉出网外，长期发展易导致局部坍塌，危及挡墙整体稳定。
改进后石笼内部碎石间的砂浆可有效提升石笼内部填充物的整体性，即使局部格网破损时块石也不会掉出。同时格宾石笼周边设置的加强钢筋可有效约束格网的变形，进一步提升其整体性。
4、易于实现对挡墙的绿化
在挡墙台阶面上固定的土槽中栽种适合当地环境生长的植物，可恢复挡墙施工时破坏了原有的植被。该挡墙所具有的高效加固功能足以保证土槽的长期稳定，利用土槽进行绿化的同时可避免植物生长对挡墙的不良影响。
附图说明
图1为本发明用于边坡加固的层状网式格宾石笼与混凝土组合式挡墙结构型式及加固原理示意图；
图2为本发明用于边坡加固的层状网式格宾石笼与混凝土组合式挡墙结构钢筋混凝土结构骨架示意图；
图3为本发明用于边坡加固的层状网式格宾石笼与混凝土组合式挡墙结构型式中改进的格宾石笼内部填充块石及砂浆混合物结构的示意图；
图4为普通型格宾石笼挡墙的结构和加固原理示意图；
图5为普通型格宾石笼挡墙中单个格宾石笼内部填充块石示意图。
附图标记说明：1-开挖边坡，2-注浆锚杆，3-排水孔，4-混凝土找平基座，5-插筋，6-钢筋混凝土板，7-结构钢筋，8-“L”型加强筋，9-“U”型加强筋，10-格宾石笼挡墙，11-改进格宾石笼，12-砖墩，13-覆土，14-绿化植物，15-砾石土或碎石，16-固定件，110-大碎石，111-小碎石，112-砂浆，113-格宾网，114-镀锌铁丝，801-水平向加强钢筋。
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。
如图1-3所示，本发明是这样实施的：开挖边坡内部设置长短相间的注浆锚杆2和排水孔3。注浆锚杆2需伸出开挖边坡1坡面一定长度，与水平向布置的结构钢筋7进行焊接连接。水平向布置的结构钢筋7布置于钢筋混凝土板6中。格宾石笼挡墙10底部需设置混凝土找平基座4，混凝土找平基座4与开挖边坡1坡脚处设置插筋5。
改进格宾石笼11竖向适当部位设置“L”型加强筋8或“U”型加强筋9，“L”型加强筋8呈“L”型，“U”型加强筋9呈“U”型，“L”型加强筋8底部深入混凝土找平基座4中一定深度，上部与钢筋混凝土板6中的结构钢筋7进行连接。“U”型加强筋9上下部均与钢筋混凝土板6中的结构钢筋7进行连接。
改进格宾石笼11中需填充大碎石110及小碎石111，大碎石110放置在外侧，小碎石放置在中部，大碎石110与小碎石111表面需包裹砂浆112。格宾网113与“L”型加强筋8或“U”型加强筋9用镀锌铁丝114进行绑扎连接。钢筋混凝土板靠开挖边坡1外侧根据绿化要求修建一定高程的砖墩12，砖墩12内侧回填部分覆土13，覆土上部种植绿化植物14。格宾石笼挡墙10内侧与开挖边坡1之间空间分层回填砾石土或碎石15。
本实施例的施工工艺包括以下步骤：
(1)施工人员在已开挖完成的开挖边坡1(依设计确定开挖参数)中，根据地质条件及加固需要钻孔植入注浆锚杆2，注浆锚杆2一般为梅花形布置，可选用规格C25，长4.5m/6.0m或C22，长4.5m/6.0m的锚杆。根据开挖边坡1内部渗水或外界水体变化情况，设置排水孔3，一般为斜向上布置，仰角可设置为5°～15°。
(2)在开挖边坡1坡脚处(需满足相关挡墙整体承载力要求)浇筑混凝土找平基座4，混凝土找平基座4底部设置插筋5，插筋5深入混凝土找平基座4中的最短长度为其钢筋锚固长度。当混凝土找平基座4的厚度较薄时，可将插筋5上部进行弯折。
(3)混凝土找平基座4作为施工平台，施工人员现场据挡墙轮廓边线摆放改进格宾石笼11的格宾网113，现场加工至需要的形状，格宾网周边“L”型加强筋8需在混凝土找平基座4尚未凝固前插入并满足设计深度。改进格宾石笼11摆放并初步固定后在其内部人工放置大碎石110及小碎石111，大碎石110一般放置在外侧，小碎石一般放置在中部，大碎石110与小碎石111表面需包裹砂浆112。或者采取分层摆放大碎石110及小碎石111的方式，再洒入适量的砂浆对碎石表面进行包裹。
(4)待砂浆112具有一定强度且格宾石笼下部混凝土找平基座4达到设计强度后，在开挖边坡1与格宾石笼挡墙10之间空间回填碎石15并使其密实。
(5)以下部已实施部分作为施工平台，设置结构钢筋7，使其保持水平，内侧与注浆锚杆2伸出部分绑扎或焊接牢固，还需与“L”型加强筋8或“U”型加强筋9弯折段焊接牢固，钢筋绑扎完成后，内外两侧需立模，底部以改进格宾石笼11顶面为基础，浇筑钢筋混凝土板6，其纵向可根据需要设置构造钢筋。浇筑钢筋混凝土板6的混凝土要求具有低塌落度、低流动性，以免其大量流入格宾石笼中，降低浇筑效率。
(6)以钢筋混凝土板6为基础，据设计边线摆放改进格宾石笼11的格宾网113，“U”型加强筋9需在钢筋混凝土板6尚未凝固前插入，待该层格宾石笼(11)施工完成后与上部结构钢筋7焊接牢固。改进格宾石笼11上下层之间要纵横交替摆放。
(7)依次进行步骤(6)，修建格宾石笼挡墙10至设计高度，待混凝土强度达到设计要求后，在每层钢筋混凝土板6最外侧修建砖墩12，宽24cm，高度0.25～0.50m，待砖墩12达到设计强度后，在钢筋混凝土板6上部回填覆土13，覆土13中根据绿化需要种植绿化植物14，绿化植物14推荐采用藤蔓类，覆盖效果相对较好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，包括开挖边坡(1)，其特征在于：在开挖边坡(1)内部设置长短相间的注浆锚杆(2)和排水孔(3)，注浆锚杆(2)伸出开挖边坡(1)坡面一定长度并与水平向布置的结构钢筋(7)进行连接；在开挖边坡(1)的坡脚上设置混凝土找平基座(4)，在混凝土找平基座(4)设有格宾石笼挡墙(10)；所述格宾石笼挡墙(10)包括多层由下向上按照台阶型相叠构筑的改进格宾石笼(11)，在改进格宾石笼(11)上下层之间设有水平布置的钢筋混凝土板(6)，水平向布置的结构钢筋(7)布置于钢筋混凝土板(6)中；格宾石笼挡墙(10)内侧与开挖边坡(1)之间空间分层回填砾石土或碎石(15)。
2.根据权利要求1所述的层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，其特征在于：所述改进格宾石笼(11)竖向设置“L”型加强筋(8)或“U”型加强筋(9)，“L”型加强筋(8)底部深入混凝土找平基座(4)中，上部与钢筋混凝土板(6)中的结构钢筋(7)进行连接；“U”型加强筋(9)上下部均与钢筋混凝土板(6)中的结构钢筋(7)进行连接。
3.根据权利要求2所述的层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，其特征在于：所述改进格宾石笼(11)中填充大碎石(110)及小碎石(111)，大碎石(110)放置在外侧，小碎石(111)放置在中部，大碎石(110)与小碎石(111)表面包裹砂浆(112)，砂浆(112)占满碎石间空隙的1/3～1/2。
4.根据权利要求3所述的层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，其特征在于：所述改进格宾石笼(11)周边采用镀锌铁丝或铅丝或包裹PVC铁丝绑扎的格宾网(113)形成，格宾网(113)与“L”型加强筋(8)或“U”型加强筋(9)用镀锌铁丝(114)进行绑扎连接；“L”型加强筋(8)或“U”型加强筋(9)表面裸露在空间的部位涂抹防锈剂。
5.根据权利要求1所述的层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，其特征在于：钢筋混凝土板(6)靠开挖边坡(1)外侧设有砖墩(12)，砖墩(12)内侧回填设有覆土(13)，覆土(13)上部种植设有绿化植物(14)。
6.根据权利要求1所述的层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，其特征在于：所述混凝土找平基座(4)与开挖边坡(1)坡脚处设置插筋(5)，插筋(5)由混凝土找平基座(4)下插伸入到混凝土找平基座(4)底部基岩中。
7.根据权利要求1所述的层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构，其特征在于：改进格宾石笼(11)设有水平向加强钢筋(801)，水平向加强钢筋(801)与格宾网(113)之间通过镀锌铁丝(114)进行绑扎连接，并与“L”型加强筋(8)或“U”型加强筋(9)焊接牢固。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述层状网式格宾石笼与混凝土的组合式边坡防护结构的施工工艺，其特征在于包括如下步骤：
1)在已开挖完成的开挖边坡(1)中，钻孔植入注浆锚杆(2)，并设置排水孔(3)。
2)在开挖边坡(1)坡脚处浇筑混凝土找平基座(4)，混凝土找平基座(4)底部设置插筋(5)；
3)混凝土找平基座(4)作为施工平台，据设计边线摆放改进格宾石笼(11)的格宾网(113)；改进格宾石笼(11)摆放后在其内部放置大碎石(110)及小碎石(111)，大碎石(110)与小碎石(111)表面包裹砂浆(112)；
4)待砂浆(112)具有一定强度后，在开挖边坡(1)与格宾石笼挡墙(10)之间空间回填碎石(15)并使其密实；
5)设置结构钢筋(7)，使其保持水平，与注浆锚杆(2)伸出部分绑扎或焊接牢固，浇筑钢筋混凝土板(6)；
6)以钢筋混凝土板(6)为基础，据设计边线摆放改进格宾石笼(11)的格宾网(113)，“U”型加强筋(9)在钢筋混凝土板(6)尚未凝固前插入，待该层格宾石笼(11)施工完成后与上部结构钢筋(7)焊接牢固；改进格宾石笼(11)上下层之间纵横交替摆放；
7)依次进行步骤6)，修建格宾石笼挡墙(10)至设计高度；在每层钢筋混凝土板(6)最外侧修建砖墩(12)，待砖墩(12)达到设计强度后，在钢筋混凝土板(6)上部回填覆土(13)，覆土(13)中种植绿化植物(14)。
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