CN115305950A - 一种装配式悬臂挡土墙及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种装配式悬臂挡土墙及其安装方法，该挡土墙包括底板、墙身和预应力筋，所述墙身通过下端设置的固定键和底板上设置的键槽配合与底板连接，且墙身和底板之间设有撑杆，所述预应力筋位于撑杆中心的预应力套管内，且一端穿出墙身连接固定套筒，另一端穿入底板连接固定套筒；所述墙身上部还连接有锚筋，锚筋另一端通过砂浆固定在回填土预留沟槽内。本发明为全装配式悬臂挡土墙，安装简单，能够提高装配式悬臂挡土墙的稳定性和高度，使挡土墙具有一定的自平衡功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种挡土墙，尤其涉及一种装配式悬臂挡土墙及其安装方法。
背景技术
钢筋混凝土挡墙在各种工业建筑中使用广泛。传统的钢筋混凝土挡土墙施工方式采用现场浇筑，工程施工工期长，从支模板、绑扎钢筋到最后浇筑混凝土，所有工序均在现场完成，现场露天作业易受自然条件的影响，施工条件差，施工质量和生产效率均难以提高。与现浇施工方法相比，装配式混凝土结构符合绿色施工的理念，低碳环保，遵循可持续发展的原则。
上海市水利工程集团有限公司在中国专利CN209989834U中公开了一种有桩基条件的装配式预制组合挡墙，包括底板边梁、挡墙框架和侧墙插板；挡墙框架上包括前侧底部的平置支架和后侧竖立的垂直支架，平置支架前部插装底板边梁，垂直支架上竖立安装侧墙插板。南昌铁路勘测设计院有限责任公司在中国专利CN113931226A中公开了一种装配式预应力钢筋混凝土挡土墙结构及其施工方法，由若干组对称设置的挡土单元组成，挡土单元包含有两块间隔设置的预制钢筋混凝土板，板的两侧均设置有现浇模块，预制钢筋混凝土板通过预留钢筋与钢筋笼的绑扎和现浇模块连接为一个整体，对称设置的挡土墙单元通过预应力钢筋相互连接，预应力钢筋的端部通过锚具连接在现浇模块上。江西省路桥工程集团有限公司在中国专利CN201720979436.9中公开了一种预应力装配式组合挡墙结构，包括条形浅基础、锚固端板、锚索和预制柱；挡墙采用条形浅基础，条形浅基础上部预留台阶式杯口，内部预埋锚固端板，锚固端板顶面设有长短连接螺杆机锚索，长短连接螺杆向上伸出条形浅基础杯口面与预制柱锚固连接，锚索穿过预制柱内的主体压浆通道张拉锚固于柱顶。海南省设计研究院有限公司在中国专利 CN213836733U中公开了一种带钢拉杆的悬臂式挡土墙，包括墙面板，墙面板的底部固定连接有墙踵板，墙踵板的一侧固定连接有墙趾板，墙趾板和墙面板之间等距固定连接有多个扶肋，墙踵板固定连接有多个连接杆，多个连接杆的外壁滑动穿插套接有定位板，墙面板顶部的一侧和墙踵板的另一侧之间等距设置有过个固定套筒，固定套筒的内腔设置有拉杆。
但是这些装配式挡墙技术均采用一些湿连接节点，这大大削弱了装配式结构的优势，而且湿连接技术复杂，一般的技术工人无法掌握，导致施工质量无法得到有效保证；由于装配式和悬臂式挡墙结构的技术特点，即目前已有装配式挡墙的悬臂构件还是属于受弯构件，受力模型决定了施工难度较大和应用高度有限，导致现有的装配式挡土墙只能用于高度较小的情况，应用范围有限。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种能提高适用高度、平衡受力且构造简单的一种全装配式悬臂挡土墙及其安装方法。
技术方案：本发明所述的一种装配式悬臂挡土墙，包括底板、墙身和预应力筋，所述墙身通过下端设置的固定键和底板上设置的键槽配合与底板连接，且墙身和底板之间设有撑杆，所述预应力筋位于撑杆中心的预应力套管内，且一端穿出墙身连接固定套筒，另一端穿入底板连接固定套筒；所述墙身上部还连接有锚筋，锚筋另一端通过砂浆固定在回填土预留沟槽内。
优选地，所述预应力筋两端设有螺纹，与固定套筒内设置的螺纹匹配。
优选地，所述固定键穿出键槽至少200mm，作为挡土墙抗剪键。
优选地，所述预应力筋和锚筋与墙身连接处设置暗梁，用于承担锚固点产生的局部压应力，暗梁上设有用于预应力筋和锚筋穿过的预留孔。
优选地，所述预应力筋和锚筋位于墙身暗梁处的预留孔端部设有端头埋件，作为固定套筒受力的支座。
优选地，所述底板上设有便于旋转固定套筒对预应力筋施加预应力的操作口。
优选地，所述撑杆是横截面为矩形的钢筋混凝土构件。
优选地，所述预应力筋为环氧涂层预应力精轧螺纹钢筋，延长其抗腐蚀寿命，避免在施工使用过程频繁更换预应力构件。
优选地，所述装配式挡土墙单元长度内布置3道预应力筋和3道锚筋，所述锚筋设置预应力筋上方。
本发明所述的一种装配式悬臂挡土墙的安装方法，包括如下步骤：
(a)参数设计：根据设计要求确定底板、墙身、撑杆、预应力筋、固定套筒、端头埋件和锚筋的参数；
(b)构件预制：根据设计方案和参数预制上述构件，并运输到安装现场；
(c)在浇筑好的混凝土垫层上吊装底板，然后将墙身下方的固定键插入到底板预留的键槽内，并及时采用临时支撑固定墙身；
(d)吊装就位并固定撑杆，将预应力筋就位后两端分别固定在位于墙身暗梁外的固定套筒和位于底板内的固定套筒上，并旋转两侧的固定套筒对预应力筋施加预应力；
(e)采用砂浆灌注底板上的操作口，拆除临时支撑，完成单位装配式挡墙的安装；
(f)重复步骤c～e，继续安装其它单位挡墙；
(g)回填土回填到一定高度后，压实回填土，预留沟槽，将锚筋一端通过固定套筒固定在墙身暗梁上，另一端布设在沟槽内，并浇筑砂浆，继续回填剩余回填土到设计标高；
(h)旋转墙身侧的预应力筋和锚筋的固定套筒，调整预应力筋和锚筋受力和变形到设计要求，完成挡墙的施工。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：1、提高装配式悬臂挡土墙的稳定性和高度，土推力通过预应力筋、撑杆和墙身承担，剪力通过墙身穿过底板形成的抗剪键承担，预应力锚固点产生的局部压应力通过暗梁承担，结构受力合理，大大提高了装配式挡土墙的适用高度，最大适用高度提高到8m；2、锚筋通过砂浆固定在回填土中，可以将部分土推力回传给土体，使挡土墙具有一定的自平衡功能；3、所有构件均在工厂预制，在连接过程中均为干式连接，构造简单、安装速度快。
附图说明
图1为本发明的结构剖面图；
图2为本发明的墙身立面图，其中，(a)为纵向立面图，(b)为横向立面图；
图3为本发明的底板平面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明所述的一种装配式悬臂挡土墙，包括底板1、墙身2、撑杆6、预应力筋3、固定套筒7和锚筋8，上述构件均为预制构件。墙身2与底板1通过设在墙身下部的固定键4和底板1中部预留的键槽5配合连接。撑杆6为混凝土撑杆，横截面为矩形，构件按压弯构件设计，截面尺寸和配筋由设计确定，撑杆6一端固定在墙身 2上，一端固定在底板1上，且撑杆6中心预留预应力筋套管，套管直径为6cm。预应力筋3位于撑杆6的预应力筋套管内，一端与墙身连接，另一端与底板连接。预应力筋 3和撑杆6配合使用，预应力筋能够为墙身提供拉力，撑杆为墙身提供支撑力，增强墙身的稳定性。所述的装配式悬臂挡土墙单元长度为5m，每个单元内布置三道预应力筋和三道锚筋。
如图1-2所示，墙身2长度为5m，墙体的高度和厚度、撑杆6、预应力筋3和锚筋 8的固定点位置均由设计确定，且撑杆6、预应力筋3以及锚筋8与墙身2的连接处设置暗梁9，用于承担锚固点产生的局部压应力，暗梁上设有预留孔，用于预应力筋3和锚筋8的穿过。墙身2最下部为固定键4，下方伸出底板20cm，作为挡土墙抗剪键。在底板1上方位置处的墙身厚度方向设有扩大端，扩大端超出墙身10cm。
预应力筋3和锚筋8位于墙身暗梁处的预留孔端部均设置端头埋件10，作为钢套筒7受力的支座，钢套筒与端头埋件10组成锚具，用于固定预应力筋3和锚筋8的一端。
所述锚筋8的另一端是在填土回填到一定深度并压实后，布设在预留沟槽内，然后在沟槽内浇筑砂浆13使其固定，用于将部分土推力回传给土体，具有一定的自平衡能力。
如图3所示，底板1为钢筋混凝土构件，长度5m，宽度和厚度由设计确定，底板1 中部预留键槽5，键槽5宽度和长度依据墙身2的固定键大小确定，每边预留1cm安装余量，键槽5长度方向的两端距离底板边缘不小于50cm。底板1与预应力筋连接的部位设有固定套筒7，固定套筒7为钢套筒，尾部焊有方形钢板，便于后期浇筑固定钢套筒；在钢套筒7上方合适位置开设操作口11，所述操作口为长条形槽口，槽口宽度5cm，长度20cm，深度以比预应力筋3位置低2cm，便于旋转钢套筒对预应力筋施加预应力。
预应力筋3采用耐腐蚀的环氧涂层预应力精轧螺纹钢筋，直径32mm，母材材质HRB500。锚筋8采用HRB400钢筋，直径25mm，砂浆为普通砂浆。
本发明所述的一种装配式悬臂挡土墙的安装方式，包括以下步骤：
(a)根据设计要求确定底板1、墙身2、撑杆6、预应力筋3、钢套筒7和锚筋8 等预制构件的截面大小及配筋等信息。
(b)在加工厂预制上述构件，构件的预制精度需满足规范要求，并运输到安装现场。
(c)采用常规通用技术开挖沟槽，并浇筑混凝土垫层，混凝土等级为C15，浇筑过程中确保垫层标高满足设计要求，且预留墙身固定键位置。
(d)选用合适的吊车，吊车吨位的选择由最大预制构件的重量确定；首先吊装底板1，然后将墙身2下方的固定键4插入到底板1预留的键槽5内，并及时采用临时支撑固定墙身2。
(e)吊装就位并固定撑杆6，将预应力筋3一端依次穿过墙身暗梁9上的预留孔、撑杆6预应力筋套管、底板上的预留孔，然后通过底板1上的操作口11将预应力筋3 下方固定在位于底板中的钢套筒7内，预应力筋3另一端穿出端头埋件10并固定在外部的钢套筒内，最后通过旋转墙身暗梁外的钢套筒和底板内的钢套筒对预应力筋施加预应力。
(f)采用砂浆灌注操作口11，拆除临时支撑，完成单位装配式挡墙的安装。
(g)重复步骤c～f，继续安装其它单位挡墙。
(h)回填土12回填到一定高度后，压实回填土，预留沟槽，将锚筋8布设在沟槽内，在沟槽内浇筑砂浆13，继续回填剩余回填土到设计标高。
(i)旋转墙身侧的预应力筋和锚筋的钢套筒，调整受力和变形到设计要求，完成挡墙的施工。
Claims (10)
1.一种装配式悬臂挡土墙，包括底板(1)、墙身(2)和预应力筋(3)，其特征在于，所述墙身(2)通过下端设置的固定键(4)和底板(1)上设置的键槽(5)配合与底板(1)连接，且墙身(2)和底板(1)之间设有撑杆(6)，所述预应力筋(3)位于撑杆中心的预应力套管内，且一端穿出墙身(2)另一端穿入底板(1)，两端均连接固定套筒(7)；所述墙身(2)上部还连接有锚筋(8)，锚筋(8)另一端通过砂浆固定在回填土预留沟槽内。
2.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述预应力筋(3)两端设有螺纹，与固定套筒内设置的螺纹匹配。
3.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述固定键(4)穿出键槽(5)至少200mm，作为挡土墙抗剪键。
4.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述预应力筋(3)和锚筋(8)与墙身(2)连接处设置暗梁(9)，暗梁(9)上设有用于预应力筋和锚筋穿过的预留孔。
5.根据权利要求4所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述预应力筋(3)和锚筋(8)位于墙身暗梁(9)处的预留孔端部设有端头埋件(10)。
6.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述底板(1)上设有便于旋转固定套筒对预应力筋施加预应力的操作口(11)。
7.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述撑杆(6)是横截面为矩形的钢筋混凝土构件。
8.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述预应力筋(3)为环氧涂层预应力精轧螺纹钢筋。
9.根据权利要求1所述的一种装配式悬臂挡土墙，其特征在于，所述装配式挡土墙单元长度内布置3道预应力筋(3)和3道锚筋(8)，所述锚筋设置预应力筋上方。
10.一种如权利要求1-9任一所述的装配式悬臂挡土墙的安装方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)参数设计：根据设计要求确定底板(1)、墙身(2)、预应力筋(3)、撑杆(6)、固定套筒(7)和锚筋(8)的参数；
(b)构件预制：根据设计方案和参数预制上述构件，并运输到安装现场；
(c)在浇筑好的混凝土垫层上吊装底板(1)，然后将墙身(2)下方的固定键(4)插入到底板(1)预留的键槽(5)内，并及时采用临时支撑固定墙身；
(d)吊装就位并固定撑杆(6)，将预应力筋(3)就位后两端分别固定在位于墙身暗梁外的固定套筒和位于底板内的固定套筒上，并通过旋转两侧的固定套筒对预应力筋施加预应力；
(e)采用砂浆灌注底板上的操作口(11)，拆除临时支撑，完成单位装配式挡墙的安装；
(f)重复步骤c～e，继续安装其它单位挡墙；
(g)回填土回填到一定高度后，压实回填土，预留沟槽，将锚筋(8)一端通过固定套筒固定在墙身暗梁上，另一端布设在沟槽内，并浇筑砂浆，继续回填剩余回填土到设计标高；
(h)旋转墙身侧的预应力筋和锚筋的固定套筒，调整预应力筋和锚筋受力和变形到设计要求，完成挡墙的施工。
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| 何升、胡世春: "地质灾害治理工程施工技术", 30 September 2018, 成都：西南交通大学出版社, pages: 100 - 101 * |
| 杨和礼主编: "土木工程施工 第3版", 武汉：武汉大学出版社, pages: 163 - 165 * |
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