CN113737828B - 一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组及其施工方法，支护桩组包括相互并排连接若干根桩体，相邻的桩体之间通过连接块相连接，桩体顶端通过浇筑有冠梁进行加固，从而提高支护桩组整体稳定性；施工方法包括：（1）、施工准备、测量放线以及桩机就位进行沉桩；（2）、安装连接块；（3）、填筑过滤层；（4）、布设和固定钢筋笼；（5）、支模板并浇筑冠梁，形成支护桩组结构。本发明用于道路工程的路堤或路堑两侧边坡防护措施，当携带有泥沙的水流通过两两相邻的桩体之间的缝隙时，水流中的泥沙在过滤腔中得到过滤沉淀，可以有效防止水土流失，更有利于生态环境保护。

Description

一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组及其施工方法

技术领域

本发明属于支护桩技术领域，具体涉及自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组及其施工方法。

背景技术

为加快交通强国建设步伐，高度铁路、高速公路等主要交通基础设施得到了迅速发展，其里程数也逐年增长。但是，近些年受暴雨、泥石流等自然灾害的影响，山区公路、铁路受降雨的影响两侧发送滑坡或泥石流导致交通阻断。经调查分析其主要原因是大多数路堤或路堑两侧边坡防护构造采用石砌挡土墙，挡土墙内侧土体遇到大量降水不能及时排泄导致极易发生土体滑坡、塌方现象，阻断了交通，给交通运输行业带来了安全隐患，给社会发展带来了巨大的经济损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，包括相互并排连接若干根桩体，相邻的桩体之间通过连接块相连接，桩体顶端设有钢筋笼浇筑混凝土形成的冠梁；桩体包括嵌入设于左右侧壁的过滤槽，过滤槽顶端延伸至桩体顶面，两两相邻的桩体的过滤槽拼接形成过滤腔，过滤腔中填筑有中粗砂形成过滤层；桩体顶面四角均嵌入设有限位槽，桩体中分布设有若干根纤维增强复合材料筋，纤维增强复合材料筋从限位槽底面向槽内向上伸出，伸出部分外表面呈螺纹状。

作为上述方案进一步的优选

所述钢筋笼包括若干架立筋与若干箍筋组，架立筋通过箍筋组连接至对应的连接块，箍筋组包括若干组第一箍筋和第二箍筋，第一箍筋和第二箍筋均包括一水平段和两个垂直段，第一箍筋和第二箍筋的垂直段底端均连接有上连接件，第一箍筋和第二箍筋通过上连接件与连接块相连接。

作为上述方案进一步的优选

所述第一箍筋的水平段大于第二箍筋的水平段，第一箍筋水平段位于第二箍筋的水平段上方，第一箍筋的垂直段大于第二箍筋的垂直段，第二箍筋的垂直段位于第一箍筋的垂直段内侧。

作为上述方案进一步的优选

所述连接块可与相邻的桩体的限位槽形成的限位空间相卡合，连接块中垂直开设有若干个连接孔，连接孔包括上下相连通的上连接孔和下连接孔，上连接孔的孔径大于下连接孔的孔径，下连接孔的孔径与纤维增强复合材料筋相适应，纤维增强复合材料筋可穿过下连接孔；上连接孔中还设有下连接件，下连接件包括下连接筒，下连接筒可卡合在上连接孔底面，下连接筒底面中央内嵌入设有内壁为螺纹的通道。

作为上述方案进一步的优选

所述下连接件还包括螺纹连接在下连接筒中的内套筒，内套筒内壁包括上内壁和下内壁，上内壁和下内壁均由弹性材料制成，上内壁自下而上渐扩设置并形成上卡合腔，下内壁自上而下渐扩设置并形成下卡合腔，上卡合腔的底端开口大于下卡合腔的顶端开口；下连接筒中底面中央还设有弹簧，弹簧位于内套筒下方。

作为上述方案进一步的优选

所述上连接件包括顶面可与第一箍筋或者第二箍筋螺纹连接的上连接筒，上连接筒中连接有连接柱，连接柱下方依次连接有卡合柱和卡合球。

作为上述方案进一步的优选

所述卡合柱可向下插入上卡合腔并与其相卡合，卡合球可挤压上内壁和下内壁并穿过上卡合腔后与下卡合腔相卡合。

本发明的另一目的是提供一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组的施工方法，包括以下步骤：

步骤（1）、施工准备、测量放线以及桩机就位进行沉桩；

步骤（2）、安装连接块

将连接块卡合在相邻桩体的限位槽形成的限位空间中，纤维增强复合材料筋向上伸出穿过连接块，将下连接件拧入上连接孔使其与纤维增强复合材料筋螺纹连接；

步骤（3）、填筑过滤层

沿着过滤腔四周环形布置一层土工布，从过滤腔底部往上填入中粗砂，形成过滤层；

步骤（4）、形成钢筋笼

在各个桩体相连后顶面形成的端面上布设架立筋和箍筋组，形成钢筋笼；架立筋通过箍筋组与连接块相连接，安装时先在下连接件里填充有微胶囊胶黏剂，微胶囊胶黏剂中包覆有胶水；

步骤（5）、支模板并浇筑冠梁，形成支护桩组结构。

本发明的有益效果具体如下：

（1）本发明提供的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，用于道路工程的路堤或路堑两侧边坡防护措施，当携带有泥沙的水流通过两两相邻的桩体之间的缝隙时，水流中的泥沙在过滤腔中得到过滤沉淀，采用这样的方式，可以有效防止水土流失；另外，在桩体顶端浇筑冠梁，冠梁覆盖在各个桩体顶面形成的端面上，使若干支护桩形成一个桩组，提高了支护桩结构而稳定性；

（2）本发明的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，支护桩的受力筋材为预应力筋和纤维增强复合材料筋混合配筋，纤维增强复合材料筋可以有效避免钢筋产生的腐蚀生锈问题；本发明提供与支护桩组对应的施工方法，通过设置连接块、填充胶水以及浇筑冠梁相结合的技术，实现了桩体之间的有效连接，提高支护桩组的整体稳定性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图 1是实施例中一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组的立体结构示意图；

图 2是图1中冠梁未浇灌混凝土时的立体结构示意图；

图3 是图2中未形成钢筋笼时的立体结构示意图；

图4是实施例中桩体的立体结构示意图；

图5是实施例中相邻两个桩体的连接示意图；

图6是图5中的局部放大示意图；

图7是实施例中相邻两个桩体、连接块和箍筋组的爆炸图；

图8是图7中箍筋组和连接块处的放大示意图；

图9是实施例中连接块的部分纵截面图；

图10是实施例中下连接件限位于上连接孔时的示意图；

图11是实施例中上连接件朝向上连接孔卡合过程中的示意图；

图12是实施例中上连接件、下连接件与连接块相连接时的示意图；

图中标记为：1、桩体；11、过滤槽；12、过滤腔；13、限位槽；14、纤维增强复合材料筋；2、连接块；21、上连接孔；22、下连接孔；23、上连接件；231、上连接筒；232、连接柱；233、卡合柱；234、卡合球；24、下连接件；241、下连接筒；242、内套筒；2421、上内壁；2422、下内壁；243、上卡合腔；244、下卡合腔；245、弹簧；3、冠梁；31、架立筋；32、箍筋组；321、第一箍筋；322、第二箍筋。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

参见图1和图2，本实施例中提供一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，包括

相互并排连接若干根桩体1，相邻的桩体1之间通过连接块2相连接，桩体1顶端设有若干架立筋31与若干箍筋组32，架立筋31通过连接块2连接至桩体1顶面，架立筋31与箍筋组32相互绑扎形成钢筋笼并浇筑混凝土形成冠梁3，冠梁3在各个桩体1顶面形成一个完整的支护桩组帽。

参见图4和图5，本实施例中桩体1的结构具体为：包括嵌入设于左右侧壁的过滤槽11，过滤槽11顶端延伸至桩体1顶面，底端与桩体1底面留有距离，本实施例中优选过滤槽11的深度为桩体1长度的三分之二；参见图6，两两相邻的桩体1的过滤槽11拼接形成过滤腔12，过滤腔12四周环形布置土工布，并填筑中粗砂形成了过滤层。

本实施例的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，用于道路工程的路堤或路堑两侧边坡防护措施，当携带有泥沙的水流通过两两相邻的桩体1之间的缝隙时，水流中的泥沙在过滤腔12中得到过滤沉淀，采用这样的方式，可以有效防止水土流失。另外，本实施例的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，在桩体1顶端浇筑冠梁3，冠梁3覆盖在各个桩体1顶面使若干支护桩形成支护桩组帽，提高了支护桩结构整体稳定性。

参见图4和图6，桩体1顶面四角均嵌入设有限位槽13，桩体1中的受力筋材为预应力钢筋和若干根纤维增强复合材料筋（碳纤维复合材料筋、玻璃纤维复合材料筋、芳纶复合材料筋中的任一种）混合配筋管使用，其中预留伸出来与上部结构连接的筋材为纤维增强复合材料筋14，纤维增强复合材料筋14从限位槽13底面向槽内向上伸出，纤维增强复合材料筋14伸出部分外表面经加工形成螺纹状。本实施例的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，在桩体1中分布设置若干纤维增强复合材料筋14和预应力钢筋混合使用作为桩体的受力钢筋，纤维增强复合材料筋14可以有效避免钢筋在与上部结构连接处被腐蚀生锈，同时通过设置连接块2、填充胶水以及浇筑冠梁相结合的技术，实现了桩体1之间的有效连接，提高支护桩组的整体稳定性。

参见图6，连接块2可与相邻的桩体1的限位槽13形成的限位空间相卡合，参见图9，连接块2中垂直开设有若干个连接孔，连接孔的数量与相邻桩体1连接处的纤维增强复合材料筋14的数量相对应，连接孔包括上下相连通的上连接孔21和下连接孔22，上连接孔21的孔径大于下连接孔22的孔径，下连接孔22的孔径与纤维增强复合材料筋14相适应，纤维增强复合材料筋14可穿过下连接孔22；进一步的，上连接孔21中还设有下连接件24，下连接件24包括下连接筒241，下连接筒241可卡合在上连接孔21底面，下连接筒241底面中央内嵌入设有设有内壁为螺纹的通道。

参见图8、图10、图11和图12，连接块2和相邻桩体1之间的连接方式具体为：连接块2与相邻的桩体1的限位槽13形成的限位空间相卡合，相邻两个桩体1位于限位空间中的桩体纤维增强复合材料筋14顶端穿过连接块2的下连接孔22与下连接筒241螺纹连接。

参见图10和图11，下连接件24还包括螺纹连接在下连接筒241中的内套筒242，内套筒242内壁包括上内壁2421和下内壁2422，上内壁2421和下内壁2422均由弹性材料制成，上内壁2421自下而上渐扩设置并形成上卡合腔243，上卡合腔243的纵截面为倒置的梯形结构，下内壁2422自上而下渐扩设置并形成下卡合腔244，下卡合腔244纵截面为梯形结构；参见图10，上卡合腔243的底端开口大于下卡合腔244的顶端开口。下连接筒241中底面中央还设有弹簧245，弹簧245位于内套筒242下方。

进一步的，架立筋31和箍筋组32通过扎丝绑扎形成钢筋笼，箍筋组32包括若干组第一箍筋321和第二箍筋322，参见图8，第一箍筋321和第二箍筋322均为两端同向90°折弯结构，第一箍筋321和第二箍筋322为带肋热轧钢筋，且两端预留一部分外表面经加工形成螺纹状，第一箍筋321的水平段大于第二箍筋322的水平段，第一箍筋321水平段位于第二箍筋322的水平段上方，第一箍筋321的垂直段大于第二箍筋322的垂直段，第二箍筋322的垂直段位于第一箍筋321的垂直段内侧，第一箍筋321和第二箍筋322的垂直段底端均连接有上连接件23，第一箍筋321和第二箍筋322通过上连接件23与桩体纤维增强复合材料筋14相连接。

进一步的，参见图11和图12，上连接件23包括顶面可与第一箍筋321或者第二箍筋322螺纹连接的上连接筒231，上连接筒231的开口端垂直向下设置，上连接筒231中连接有连接柱232，连接柱232下方依次连接有卡合柱233和卡合球234。卡合柱233的纵截面为与上卡合腔243相适应的倒置梯形结构，卡合球234为具有一定刚度的金属球形结构，卡合球234的直径小于上卡合腔243的顶端开口大小，卡合球234的直径大于下卡合腔244的顶端开口大小。卡合柱233可向下插入上卡合腔243并与其相卡合，卡合球234可挤压上内壁2421和下内壁2422并穿过上卡合腔243后与下卡合腔244相卡合，上内壁2421和下内壁2422恢复弹性形变。上连接件23通过卡合柱233和卡合球234与下连接件24相连接，上连接件23与下连接件24相连接前，弹簧245中限位有微胶囊胶黏剂（现有技术不做赘述），微胶囊胶黏剂中包覆有胶水。上连接件23与下连接件24相连接过程中，卡合球234底端向下施加作用力挤压弹簧245中的微胶囊胶黏剂，胶囊破碎后胶水迅速填满下连接件24。

本实施例中，将第一箍筋321或者第二箍筋322与连接块2相连接的工作过程为：首先，将上连接筒231与第一箍筋321或者第二箍筋322的垂直段逐个螺纹连接形成箍筋组32，将上连接筒231对应套接入连接块2的上连接孔21中，卡合球234穿过上卡合腔243后与下卡合腔244相卡合，卡合球234挤压弹簧245中的微胶囊胶黏剂，胶囊破碎后胶水迅速填满下连接件24，这样的方式有效提高了桩体1、连接块2和冠梁3之间的粘结力，使连接部位更牢固、避免钢筋长期浸泡在水中被锈蚀。

本实施例中还提供一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组的施工方法，包括以下步骤：

步骤（1）、施工准备

在桩基施工机械进场前，对现场设备进场道路，设备安装场地进行前期勘察、准备，提前做好“三通一平”；

步骤（2）、测量放线

按施工图纸进行测量放线，定出桩体1的轴线坐标，并进行编号；

步骤（3）、桩机就位

将桩机移动到需要施工桩的位置，并保持水平，让桩位与桩机夹具的中心相互对准；

步骤（4）、沉桩

起吊桩体1，施工于步骤（2）的桩位坐标处，先拴好吊桩的钢丝绳和索具，启动机器起吊桩体1，一点起吊时点距桩端1/3L左右（L为桩长），严禁拖拉取桩体1，插装时保持桩体垂直，其垂直度偏差不超过0.5%；

步骤（5）、安装连接块2

将连接块2在相邻桩体1之间的限位槽13形成的限位空间中，桩体预留的纤维增强复合材料筋14向上伸出穿过连接块2，将下连接件24拧入上连接孔21使其与桩体纤维增强复合材料筋14螺纹连接；

步骤（6）、填筑过滤层

沿着过滤腔12四周环形布置一层土工布，利用天泵从过滤腔12底部往上逐层填入中粗砂，形成过滤层。

步骤（7）、布设和固定架立筋31和箍筋组32，形成钢筋笼

在各个桩体1相连后顶面形成的端面上布设架立筋31，架立筋31通过冠梁箍筋组32与连接块2相连接，安装时先在下连接件24里填充有微胶囊胶黏剂（现有技术不做赘述），微胶囊胶黏剂中包覆有胶水；当第一箍筋321或者第二箍筋322下方的卡合球234插入下连接件24中时，卡合块底端向下施加作用力挤压微胶囊胶黏剂，胶囊破碎后胶水迅速填满下连接件，箍筋组32与架立筋31之间用扎丝绑扎牢固，形成钢筋笼；

步骤（8）、支模板并浇筑冠梁；

步骤（9）、形成支护桩组结构。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，其特征在于，包括相互并排连接若干根桩体（1），相邻的桩体（1）之间通过连接块（2）相连接，桩体（1）顶端设有钢筋笼浇筑混凝土形成的冠梁（3）；桩体（1）包括嵌入设于左右侧壁的过滤槽（11），过滤槽（11）顶端延伸至桩体（1）顶面，两两相邻的桩体（1）的过滤槽（11）拼接形成过滤腔（12），过滤腔（12）中填筑有中粗砂形成过滤层；桩体（1）顶面四角均嵌入设有限位槽（13），桩体（1）中分布设有若干根纤维增强复合材料筋（14），纤维增强复合材料筋（14）从限位槽（13）底面向槽内向上伸出，伸出部分外表面呈螺纹状；

所述钢筋笼包括若干架立筋（31）与若干箍筋组（32），架立筋（31）通过箍筋组（32）连接至对应的连接块（2），箍筋组（32）包括若干组第一箍筋（321）和第二箍筋（322），第一箍筋（321）和第二箍筋（322）均包括一水平段和两个垂直段，第一箍筋（321）和第二箍筋（322）的垂直段底端均连接有上连接件（23），第一箍筋（321）和第二箍筋（322）通过上连接件（23）与连接块（2）相连接；

所述第一箍筋（321）的水平段大于第二箍筋（322）的水平段，第一箍筋（321）水平段位于第二箍筋（322）的水平段上方，第一箍筋（321）的垂直段大于第二箍筋（322）的垂直段，第二箍筋（322）的垂直段位于第一箍筋（321）的垂直段内侧；

所述连接块（2）与相邻的桩体（1）的限位槽（13）形成的限位空间相卡合，连接块（2）中垂直开设有若干个连接孔，连接孔包括上下相连通的上连接孔（21）和下连接孔（22），上连接孔（21）的孔径大于下连接孔（22）的孔径，下连接孔（22）的孔径与纤维增强复合材料筋（14）相适应，纤维增强复合材料筋（14）穿过下连接孔（22）；上连接孔（21）中还设有下连接件（24），下连接件（24）包括下连接筒（241），下连接筒（241）卡合在上连接孔（21）底面，下连接筒（241）底面中央内嵌入设有内壁为螺纹的通道。

2.根据权利要求1所述的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，其特征在于：所述下连接件（24）还包括螺纹连接在下连接筒（241）中的内套筒（242），内套筒（242）内壁包括上内壁（2421）和下内壁（2422），上内壁（2421）和下内壁（2422）均由弹性材料制成，上内壁（2421）自下而上渐扩设置并形成上卡合腔（243），下内壁（2422）自上而下渐扩设置并形成下卡合腔（244），上卡合腔（243）的底端开口大于下卡合腔（244）的顶端开口；下连接筒（241）中底面中央还设有弹簧（245），弹簧（245）位于内套筒（242）下方。

3.根据权利要求2所述的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，其特征在于：所述上连接件（23）包括顶面与第一箍筋（321）或者第二箍筋（322）螺纹连接的上连接筒（231），上连接筒（231）中连接有连接柱（232），连接柱（232）下方依次连接有卡合柱（233）和卡合球（234）。

4.根据权利要求3所述的自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组，其特征在于：所述卡合柱（233）向下插入上卡合腔（243）并与其相卡合，卡合球（234）挤压上内壁（2421）和下内壁（2422）并穿过上卡合腔（243）后与下卡合腔（244）相卡合。

5.根据1~4任一项所述自滤式绿色生态混凝土护坡支护桩组的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）、施工准备、测量放线以及桩机就位进行沉桩；

步骤（2）、安装连接块（2）

将连接块（2）卡合在相邻桩体（1）的限位槽（13）形成的限位空间中，纤维增强复合材料筋（14）向上伸出穿过连接块（2），将下连接件（24）拧入上连接孔（21）使其与纤维增强复合材料筋（14）螺纹连接；

步骤（3）、填筑过滤层

沿着过滤腔（12）四周环形布置一层土工布，从过滤腔（12）底部往上填入中粗砂，形成过滤层；

步骤（4）、形成钢筋笼

在各个桩体（1）相连后顶面形成的端面上布设架立筋（31）和箍筋组（32），形成钢筋笼；架立筋（31）通过箍筋组（32）与连接块（2）相连接，安装时先在下连接件（24）中填充有微胶囊胶黏剂，微胶囊胶黏剂中包覆有胶水；

步骤（5）、支模板并浇筑冠梁，形成支护桩组结构。

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