CN114809040A - 一种边坡加固结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种边坡加固结构及其施工方法。所述边坡加固结构包括贴坡面板(13)、锚墩头(3)和多根锚索(7)，所述贴坡面板内布置面板底层钢筋网(14)及面板顶层钢筋网(15)，所述锚索(7)的外端固定连接所述锚墩头(3)，所述锚索的内端固定于锚索孔(2)内，所述锚墩头为混凝土墩头，且所述锚墩头的底部预埋墩头底部钢筋网(5)，所述墩头底部钢筋网伸出所述锚墩头的底部一定距离，并与所述面板底层钢筋网连接成整体钢筋网；所述贴坡面板与所述锚墩头浇筑形成一个整体受力结构体系。本发明不仅能随时进行边坡锚索的施工，而且将后期施工的贴坡面板与锚索连接成整体，提高了锚索与贴坡面板的施工整体性。
Description
技术领域
本发明涉及水利、水电、市政等工程中的边坡施工，特别是一种边坡加固结构及其施工方法。
背景技术
边坡施工时，普遍采用预应力锚索进行边坡加固处理，尤其是高边坡开挖过程中，在边坡揭顶后从上往下逐级开挖过程中，锚索支护要求及时跟进，以确保边坡稳定；对于稍微偏破碎岩体、容易形成随机块体或者有水流经过的边坡(如水电工程中的进水口、进水渠、尾水出口及河道防护等)，坡面上还需要浇筑混凝土面板，以此提高边坡支护的整体稳定性和坡面抗冲刷能力。
当同时采用混凝土面板和锚索支护时，锚索通常要求穿过混凝土面板，锚索墩头设置在混凝土面板表面，将锚索的预紧力施加在混凝土面板上，通过混凝土面板将锚索的集中荷载转换成坡面均布荷载，从而对整个坡面形成比较均匀的面力，实现对坡面的全覆盖支护。但是，这种方式存在两个问题，一是如果先浇筑混凝土面板后再张拉锚索的话，由于混凝土面板浇筑及强度增长需要较长时间，开挖后坡面较长时间不支护，边坡存在较大安全风险；二是对于有水流经过的地方，锚索墩头露出在混凝土面板表面上，对水流流态产生影响，且水流长期冲刷会危害锚索墩头，也会锈蚀锚索，影响运行安全。
目前的做法通常是先施工锚索，后浇筑混凝土面板。这种方式虽然解决了锚索支护及时性问题，确保了边坡施工安全，但是先施工的锚索是以集中荷载的方式对边坡进行加固，也就是说锚索支护力只是对边坡坡面上局部点进行了预紧力加固处理。由于锚索是有间排距要求的，如此施工，一是使得锚索与锚索之间的边坡部位加固不了，对于稍微破碎岩体或容易形成随机块体或者结构面比较多的边坡，这种支护顺序是不安全的，会存在锚索以外的部位出现局部掉块或者垮塌现象；二是锚索施工后再浇筑混凝土面板，混凝土面板与锚索没有形成整体，未能将锚索的集中荷载通过混凝土面板转换成作用在坡面上的均布荷载，且混凝土面板没有被锚索拉住，混凝土面板存在在局部块体下滑力作用下发生面板掉落的风险，尤其是对于高陡边坡。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对传统边坡加固施工中同时采用面板和锚索支护中锚索与面板整体性不足，本发明提供一种能兼顾锚索实施及时性和锚索与面板施工整体性的边坡加固结构及其施工方法。
为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：
一种边坡加固结构，包括贴坡面板、锚墩头和多根锚索，所述贴坡面板内布置面板底层钢筋网及面板顶层钢筋网，所述锚索的外端固定连接所述锚墩头，所述锚索的内端固定于锚索孔内，其结构特点在于：
所述锚墩头为混凝土墩头，且所述锚墩头的底部预埋墩头底部钢筋网，所述墩头底部钢筋网伸出所述锚墩头的底部一定距离，并与所述面板底层钢筋网连接成整体钢筋网；
所述贴坡面板与所述锚墩头浇筑形成一个整体受力结构体系。
本发明锚墩头为混凝土墩头，且锚墩头的底部预埋墩头底部钢筋网，在锚索及锚墩头先施工完成后，在浇筑面板之前，将伸出锚墩头的底部一定距离的墩头底部钢筋网与贴坡面板的面板底层钢筋网通过焊接或者套筒连接成整体钢筋网，然后再浇筑贴坡面板，将锚墩头埋在贴坡面板的混凝土内使贴坡面板与锚墩头形成一个整体受力结构体系，使锚索的集中荷载通过贴坡面板的面板底层钢筋网转换成作用在坡面上的均布荷载，由于贴坡面板被锚索拉住，不会出现贴坡面板掉落状况。
优选地，所述锚墩头的顶部内置于所述贴坡面板内，既能更好地保护锚索，又避免了过流面水流冲刷锚墩头。
优选地，所述贴坡面板的厚度大于所述锚墩头的厚度5-15cm，以防止锚索(钢绞线)锈蚀。
优选地，所述墩头底部钢筋网的钢筋直径及间排距与所述面板底层钢筋网的钢筋直径及间排距一致，以方便将墩头底部钢筋网的钢筋与面板底层钢筋网的钢筋一一对应连接成一体，使整体钢筋网的荷载更好。
优选地，所述墩头底部钢筋网伸出所述锚墩头的底部的距离为40d，d为墩头底部钢筋网的钢筋直径。
优选地，相邻两根所述墩头底部钢筋网的伸出钢筋的长度不同，且长度差大于35d(d为钢筋直径),并大于0.5m。如此，使得墩头底部钢筋网与面板底层钢筋网的钢筋接头错开布置，避免了在同一截面处全部是钢筋接头，改善了结构钢筋受力，提高了钢筋的承载能力和安全裕度。
优选地，所述锚墩头对应所述锚索孔设置，所述锚索孔的孔口布置钢套管，所述钢套管延伸到所述锚墩头内，所述锚墩头的顶部布置锚垫板，所述锚垫板的外部设置工作锚，且所述锚垫板上设置第一穿孔，所述工作锚上设置多个第二穿孔，所述锚索的外端依次穿过第一穿孔和第二穿孔，并被所述工作锚上的夹片夹紧，所述锚墩头内预埋与所述锚索孔连通的进浆管及回浆管。
优选地，所述第一穿孔的孔径不小于所述锚索孔的孔径，所述第二穿孔的数量与所述锚索的数量一致，且每根所述锚索对应所述工作锚上一个第二穿孔。
基于同一发明构思，本发明还提供了一种前述边坡加固结构的施工方法，其包括以下步骤：
S1：边坡开挖至某一级后，在岩面线上按设计要求定位施工锚索孔，并在锚索孔的孔口安装钢套管；
S2：将按设计要求数量的锚索放置到锚索孔内，且锚索的长度大于锚索孔的深度；
S3：对锚索孔的锚固段灌浆；
S4：按设计要求在锚墩头的底部靠近岩面线处布置墩头底部钢筋网，且墩头底部钢筋网伸出锚墩头外一定距离；
S5：按设计要求在锚索的外端从里至外依次布置螺旋筋、锚垫板、工作锚，并同时布置与锚索孔连通的进浆管和回浆管；
S6：浇筑锚墩头；
S7：待锚墩头的强度及锚固段的灌浆强度均达到设计要求后，张拉锚索，并用固定在工作锚孔口处的夹片将锚索夹紧；
S8：通过进浆管往锚索孔内再次灌浆，直到浆料从回浆管冒出；
S9：布置贴坡面板的面板底层钢筋网及面板顶层钢筋网,并将面板底层钢筋网与锚墩头的墩头底部钢筋网连接；
S10：对锚墩头进行冲毛处理，并剪切掉夹片以外的多余长度的锚索；
S11：浇筑贴坡面板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明在锚墩头底层预埋一层墩头底部钢筋网，通过墩头底部钢筋网与后期浇筑的贴坡面板的面板底层钢筋网连成整体，并将混凝土锚墩头埋在贴坡面板的混凝土之中，既保护了锚索，又避免了水流冲刷锚墩头。
2、在需要同时采用贴坡面板和锚索支护时，本发明不仅能随时进行边坡锚索的施工，保证锚索实施的及时性，同时将后期施工的贴坡面板与锚索通过墩头底部钢筋网与贴坡面板的面板底层钢筋网连接成整体，提高了锚索与贴坡面板的施工整体性，提高边坡支护安全性和可靠性。
3、本发明锚索施工与贴坡面板浇筑互不干扰，整体施工结构方便、简单、可靠、有效。
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为本发明边坡加固结构的结构示意图。
图2为本发明墩头底部钢筋网与面板底层钢筋网的连接关系详图。
图中：1.岩面线；2.锚索孔；3.锚墩头；4.钢套管；5.墩头底部钢筋网；6.螺旋筋；7.锚索；8.锚垫板；9.工作锚；10.夹片；11.进浆管；12.回浆管；13贴坡面板；14.面板底层钢筋网；15.面板顶层钢筋网。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。
如图1、图2所示，本发明边坡加固结构一实施例包括边坡上开挖的岩面线1、布置在边坡岩面内的锚索孔2、锚墩头3、布置在锚索孔2孔口并伸入锚墩头3的钢套管4、多根锚索7和贴坡面板13。
锚墩头3为混凝土墩头，且所述锚墩头3的底部预埋墩头底部钢筋网5，所述墩头底部钢筋网5的钢筋伸出锚墩头3的底部一定距离(一般伸出长度为40d,d为墩头底部钢筋网5的钢筋直径)。墩头底部钢筋网5的伸出钢筋的相邻两根的长度不同，且长度差大于0.5m。
锚索7布置在锚索孔2内，且锚索7的外端伸出锚索孔2，内端被锚固在锚索孔2内。
锚墩头3对应锚索孔2设置。锚墩头3的顶部布置锚垫板8，所述锚垫板8的外部设置工作锚9。所述锚垫板8上设置第一穿孔，所述工作锚9上设置多个第二穿孔，各第二穿孔的一侧分别设置用于夹紧锚索7的夹片10，且所述第一穿孔的孔径不小于所述锚索孔2的孔径，所述第二穿孔的数量与所述锚索7的数量一致。所述锚索7的外端依次穿过第一穿孔和第二穿孔，且每根锚索7对应工作锚9上的一个第二穿孔，并被所述工作锚9上的夹片10夹紧。
锚墩头3内的钢套管4上套设螺旋筋6。
所述锚墩头3内预埋与所述锚索孔2连通的进浆管11及回浆管12。
贴坡面板13为混凝土面板，且贴坡面板13内布置面板底层钢筋网14及面板顶层钢筋网15。所述贴坡面板13的厚度大于所述锚墩头3的厚度5-15cm，使所述锚墩头3的顶部内置于所述贴坡面板13内。所述墩头底部钢筋网5的钢筋直径及间排距与所述面板底层钢筋网14的钢筋直径及间排距一致，且所述墩头底部钢筋网5的伸出钢筋与所述面板底层钢筋网14的钢筋一一对应采用焊接或者机械连接(如钢筋套筒连接)成整体钢筋网。
所述贴坡面板13浇筑在所述锚墩头3外，并与锚墩头3形成一个整体受力结构体系。
本发明边坡加固结构的施工方法主要包括以下步骤：
S1：将边坡开挖至某一级后，在岩面线1上按设计要求定位施工锚索孔2，并在孔口安装钢套管4。
S2：将按设计要求数量的锚索7放置到锚索孔2内，锚索7的长度要大于锚索孔2深度，一般超过锚索孔2深度1m左右。
S3：锚索7放置完成后，应对锚索孔2的锚固段(与岩石级别有关，一般在锚索孔2底部7-10m范围)灌注水泥(砂)浆。
S4：按要求在混凝土锚墩头3底部靠近岩面线1处布置墩头底部钢筋网5，墩头底部钢筋网5的钢筋直径及间排距要求与面板底层钢筋网14的钢筋直径及间排距保持一致，且墩头底部钢筋网5要伸出混凝土锚墩头3外一定距离(一般40d,d为钢筋直径)，且伸出的钢筋相邻两根长度不能一样长(一般相差不得小于0.5m)，要长短交错布置。
S5：按要求布置螺旋筋6、锚垫板8、工作锚9、进浆管11、回浆管12,锚垫板8及工作锚9均是带孔的钢板，其中锚垫板8孔径不小于锚索孔2的孔径，工作锚9的孔眼数与锚索7的数量一致，且每一根锚索7对应工作锚9上一个孔眼；进浆管11及回浆管12一般可采用钢管或者PVC管，管径一般在20-30mm之间。
S6：上述构件全部安装完成后，浇筑混凝土锚墩头3。
S7：待混凝土锚墩头3的强度及锚索孔2内的锚固段水泥(砂)浆强度均达到设计要求后，开始张拉锚索7，按设计要求张拉完成后，通过夹片10将锚索7夹紧，夹片10固定在工作锚9的孔口处，夹片10的数量与锚索7数量一样多。
S8：锚索7张拉完成后，通过进浆管11往锚索孔2内灌注水泥(砂)浆，直到注水泥(砂)浆从回浆管12冒出，此时说明整个锚索孔2均被水泥(砂)浆灌注满了，然后等待水泥(砂)浆强度满足设计要求。
S9：布置贴坡的贴坡面板13的面板底层钢筋网14及面板顶层钢筋网15,其中，面板底层钢筋网14的钢筋按上述S4要求与锚墩头3的墩头底部钢筋网5连接；面板顶层钢筋网15按设计要求布置.
S10：面板底层钢筋网14及面板顶层钢筋网15全部布置完成后，对混凝土锚墩头3进行冲毛处理，并剪切掉夹片10以外的多余长度的锚索7。
S11：完成上述工作后，浇筑贴坡面板13，贴坡面板13的厚度应大于锚墩头3的厚度5-15cm，以防止锚索锈蚀。
以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种边坡加固结构，包括贴坡面板(13)、锚墩头(3)和多根锚索(7)，所述贴坡面板内布置面板底层钢筋网(14)及面板顶层钢筋网(15)，所述锚索(7)的外端固定连接所述锚墩头(3)，所述锚索的内端固定于锚索孔(2)内，其特征在于，
所述锚墩头为混凝土墩头，且所述锚墩头的底部预埋墩头底部钢筋网(5)，所述墩头底部钢筋网伸出所述锚墩头的底部一定距离，并与所述面板底层钢筋网连接成整体钢筋网；
所述贴坡面板与所述锚墩头浇筑形成一个整体受力结构体系。
2.根据权利要求1所述的边坡加固结构，其特征在于，所述锚墩头的顶部内置于所述贴坡面板内。
3.根据权利要求2所述的边坡加固结构，其特征在于，所述贴坡面板(13)的厚度大于所述锚墩头(3)的厚度5-15cm。
4.根据权利要求1所述的边坡加固结构，其特征在于，所述墩头底部钢筋网的钢筋直径及间排距与所述面板底层钢筋网(14)的钢筋直径及间排距一致。
5.根据权利要求1所述的边坡加固结构，其特征在于，所述墩头底部钢筋网(5)伸出所述锚墩头的底部的距离为40d，d为钢筋直径。
6.根据权利要求1所述的边坡加固结构，其特征在于，所述墩头底部钢筋网(5)的伸出钢筋的相邻两根的长度不同，且长度差大于0.5m。
7.根据权利要求1所述的边坡加固结构，其特征在于，所述锚墩头(3)对应所述锚索孔(2)设置，所述锚索孔的孔口布置钢套管(4)，所述钢套管延伸到所述锚墩头内，所述锚墩头的顶部布置锚垫板(8)，所述锚垫板的外部设置工作锚(9)，且所述锚垫板上设置第一穿孔，所述工作锚上设置多个第二穿孔，所述锚索的外端依次穿过第一穿孔和第二穿孔，并被所述工作锚上的夹片(10)夹紧，所述锚墩头内预埋与所述锚索孔连通的进浆管(11)及回浆管(12)。
8.根据权利要求7所述的边坡加固结构，其特征在于，所述锚墩头内的所述钢套管上套设螺旋筋(6)。
9.根据权利要求7所述的边坡加固结构，其特征在于，所述第一穿孔的孔径不小于所述锚索孔的孔径，所述第二穿孔的数量与所述锚索的数量一致，且每根所述锚索对应所述工作锚上一个第二穿孔。
10.一种权利要求1－9中任一项所述边坡加固结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：边坡开挖至某一级后，在岩面线(1)上按设计要求定位施工锚索孔(2)，并在锚索孔的孔口安装钢套管(4)；
S2：将按设计要求数量的锚索(7)放置到锚索孔(2)内，且锚索(7)的长度大于锚索孔(2)的深度；
S3：对锚索孔的锚固段灌浆；
S4：按设计要求在锚墩头(3)的底部靠近岩面线(1)处布置墩头底部钢筋网(5)，且墩头底部钢筋网(5)伸出锚墩头(3)外一定距离；
S5：按设计要求在锚索(7)的外端从里至外依次布置螺旋筋(6)、锚垫板(8)、工作锚(9)，并同时布置与锚索孔连通的进浆管(11)和回浆管(12)；
S6：浇筑锚墩头(3)；
S7：待锚墩头(3)的强度及锚固段的灌浆强度均达到设计要求后，张拉锚索(7)，并用固定在工作锚(9)孔口处的夹片(10)将锚索(7)夹紧；
S8：通过进浆管(11)往锚索孔(2)内再次灌浆，直到浆料从回浆管(12)冒出；
S9：布置贴坡面板(13)的面板底层钢筋网(14)及面板顶层钢筋网(15),并将面板底层钢筋网(14)与锚墩头的墩头底部钢筋网(5)连接；
S10：对锚墩头进行冲毛处理，并剪切掉夹片(10)以外的多余长度的锚索(7)；
S11：浇筑贴坡面板(13)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220729 |