CN203462484U

CN203462484U - 一种既有挡土墙补强结构

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Publication number: CN203462484U
Application number: CN201320440232.XU
Authority: CN
Inventors: 孙玮; 黄小卫; 陈伟泰; 刘庆怀; 董正军; 宁永红; 武仁玉; 宋勤
Original assignee: HANGZHOU HUASHUI MUNICIPAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: HANGZHOU HUASHUI MUNICIPAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2023-07-22

Abstract

本实用新型涉及一种既有挡土墙补强结构，其特征在于，结构由上到下主要包括Z形防水板、钢筋网、混凝土面层、锚杆、轻质填料、固化土层；在墙背顶部设置有Z形防水板并上覆混凝土密封带；挡土墙墙身及墙后填土内设置有供锚杆插入和轻质填料灌注的孔道；墙面外侧设钢筋网和混凝土面层；锚杆的末端具有扩大端头，伸出端设置钢垫板锚头；挡土墙前设置固化回填土层。本实用新型涉及的挡土墙补强结构，对原挡土墙的结构影响较小、外形美观，既可增强挡土墙结构整体性、减小墙背主动土压力、提高挡土墙抗倾覆和滑移能力，还可防止外侧水体渗入，适用范围广。

Description

一种既有挡土墙补强结构

技术领域

本实用新型涉及一种对既有挡土墙的补强结构，特别涉及一种可同时实现挡土墙补强加固、改变土压力状态、控制地下水作用的挡土墙补强结构。属于公路工程领域，适用于路基工程中挡土墙结构的补强工程。

背景技术

挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，具有结构简单、占地少、施工方便和造价低廉等诸多优点。目前，挡土墙不仅广泛应用于公路、铁路、城市建设，同时还应用于水坝建设、河床整治、港口工程、水土保持、土地规划、山体滑坡防治等领域。

挡土墙承受的主要荷载是土压力、水压力、墙体重量，以及上部外加荷载。在这些荷载的组合作用下，挡土墙的稳定状态、受力性能不断发生变化，尤其是当环境因素发生异常变化时，挡土墙结构会出现不同程度的损伤，甚至出现失稳问题，对工程的建设效益和工期产生不利影响。对此，为确保挡土墙的稳定和安全，工程中常需对一些既有挡土墙进行补强处理。

目前，对欠稳定挡土墙的加固方法主要有预应力锚固、重力式翼墙、后垛式扶壁墙等。预应力锚固是用锚固方法增加支挡结构稳定性的一种措施，该方法先打钻孔穿过有可能滑动的或已经滑动过的滑动面，再将钢筋（或钢索）的一端固定在孔底的稳定岩土体中，随后将钢筋（或钢索）拉紧以至能产生一定的回弹力（即预应力），并将钢筋（索）的另一端固定于支挡结构表面，利用钢筋（或钢索）的回弹力压紧可能滑动的支挡结构，从而达到提高支挡结构稳定性的目的。挡土墙后填土内设置预应力锚杆（或锚索）又分为单一预应力锚固、喷射混凝土和预应力锚杆联合加固等。重力式翼墙和后垛式扶壁墙是在路堤挡土墙外侧，为保证路堤增强路堤稳定性而设置的一种挡土结构物，均属于被动承载加固方式。

上述加固方式在适宜的工程条件下取得了良好的加固效果，但仍存一定不足，如预应力锚固对墙后土体承载力要求较高，而且施工周期长、工程成本高；重力式翼墙和后垛式扶壁墙工程的土石方工程量较大，而且需要占用更多的施工场地，施工工期较长。

已有将预应力锚杆（或锚索）和喷射混凝土联合加固的方法，其加固效果也较为理想，当仍属被动支护，对墙背填料产生的主动土压力的控制力度有限，而且未能改变抗倾覆稳定性支点的位置，对欠稳定挡土墙往往需要较大支护力，工程造价较高。

综上所述，尽管工程中已有一些可用于解决欠稳定挡土墙稳定性问题的加固结构，各种结构在控制挡土墙的变形、提高墙体的稳定性等方面具有积极意义，但既有结构措施主要从减少下滑力角度提出，且多为被动支护，在支护效果、支护费用方面尚存欠缺。

鉴于此，为有效控制挡土墙结构的稳定性和安全状态，目前亟需发明一种集墙体加筋补强，结构防水、墙背土压力降低、墙前土体硬化于一体的新型挡土墙补强结构。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种可减轻墙后填料重量、加大锚固体抗拔力、增强墙面整体性、提高墙前土体强度、防止外界水体渗入的既有挡土墙补强结构，以改善挡土墙的受力状态，增强结构的整体稳定性和安全性。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种既有挡土墙补强结构，其特征在于，结构由上到下主要包括Z形防水板、钢筋网、混凝土面层、锚杆、轻质填料、固化土层；在墙背顶部设置Z形防水板并上覆混凝土密封带；挡土墙墙身及墙后填土内设置有供锚杆插入和轻质填料灌注的孔道；墙面外侧设钢筋网和混凝土面层；锚杆的末端具有扩大端头，伸出端设置钢垫板锚头；挡土墙前设置固化回填土层。

所述Z形防水板采用厚度大于0.8mm的土工膜，各项参数满足现行规范之要求，Z形防水板的上部与墙背顶面紧密贴合，下部嵌入路面结构层底面以下。

所述供锚杆插入和轻质填料灌注的孔道相互平行，孔道与水平面的夹角为5°～15°，而且两种孔道的孔径不同。

所述钢筋网在锚杆端头部位的纵横向钢筋各设两排，并与锚头垫板焊接连接。

所述轻质填料灌注于轻质填料灌注孔道的墙后填土引孔段，墙身引孔段采用混凝土注浆密封。

本实用新型具有以下的特点和有益效果：

（1）墙背顶部与路面结构交界处设置的Z形防水板和后浇筑混凝土密封带，可以有效阻止外界水体渗入墙后土体内，有助于降低环境因素改变对挡土墙性能的影响。

（2）通过在孔道内灌入轻质填料，可在一定程度上降低墙后填料的重量，减小墙后的主动土压力值。

（3）墙面设置钢筋网并喷射混凝土，既有助于增强挡土墙结构的整体性，还可作为加筋锚杆的承载体。

（4）在挡土墙墙趾附近土层设置固化土板，可增强挡土墙前土体的抗剪切能力、加大挡土墙的被动土压力，有助于防止挡土墙发生滑移、倾覆破坏。

附图说明

图1 是本实用新型挡土墙补强结构断面图；

图2是注浆锚杆端头放大图。

图中：1-挡土墙墙身，2-锚杆，3-锚头，4-钢筋网，5-混凝土层，6-轻质填料，7-后注浆回填体，8-反滤体，9-排水管，10-挡土墙基础，11-固化土层，12-基础垫层，13- Z形防水板，14-混凝土密封带，15-路面结构层，16-扩大端头，17-墙后填土，18-地基土层，19-硬土层，20-横向钢筋，21-纵向钢筋，22-锚杆注浆体，23-锚垫板。

具体实施例

本实施例中注浆锚杆、轻质填料的设计及施工技术要求，钢筋网绑扎、钢板焊接施工技术要求，固化回填土的配合比及施工技术要求等，本实施例中不再累述，重点阐述本实用新型涉及结构的实施方式。

图1 是本实用新型挡土墙补强结构断面图，图2是注浆锚杆端头细部大样图。参照图1所示的挡土墙补强结构，主要包括锚杆2、钢筋网4、混凝土层5、轻质填料6、固化土层11、Z形防水板13。

待加固挡土墙为重力式路肩挡土墙，墙高8.5m，墙面坡度为1：0.2，墙背填土为砂性土，挡土墙基础宽4m、高0.8m，基础下铺设砂垫层，基础垫层厚0.4m。

在原挡墙墙面上搭设脚手架，架子宽度1500mm，横杆高度1800mm，将钢架与壁面之间楔紧，相邻钢架之间连接牢靠。

以挡土墙墙面为支撑面，通过风钻向挡土墙墙身1及墙后填土17内钻设供锚杆2插入和轻质填料6灌注的孔道；锚杆2插入孔的孔径为110mm，钻孔纵向和横向的间隔均为4m，钻孔深度为15m；当钻至设计深度后，将套管钻进至要求深度，然后用25MPa 的高压从孔底开始自下向上扩孔，扩孔端长2m；轻质填料灌注孔的孔径为250mm，钻孔的纵横向间隔均为4m，钻孔深度为8m，使孔口位于两相邻锚杆插入孔的中间；各钻孔在地层中沿水平向下倾斜10o。

钻孔完成后，用高压风清孔，将空内壁及根部残留废土清除干净，清孔完毕后先用土工布将轻质填料灌注孔的孔口堵住，再将锚杆2连同内径50mm的灌浆管一起插入锚杆孔内。锚杆采用直径为32mm，强度等级为Q235的螺纹钢筋。

待挡土墙锚杆2全部插入后，用灌浆泵将砂浆自孔底压入锚杆注浆孔内，在扩孔端形成扩大端头16，在注浆过程中，逐步将灌浆管缓慢匀速拔出，并保持管口埋入砂浆的深度不小于1500mm。当砂浆灌至孔口时立即减压为零。灌浆管拔出孔口后立即将制作好的封口板塞进孔口，形成锚杆注浆体22。

取下轻质填料灌注孔孔口的土工布，用压力泵将轻质填料6注入预设的轻质填料灌注内孔道内，灌注体应填满轻质填料灌注孔道的墙后填土引孔段；轻质填料6采用气泡轻质混凝土，其容重不大于6kN/m³，28天强度不小于0.8MPa，水泥采用32.5^#普通硅酸盐水泥，气泡比例不低于65%；待轻质填料6强度达到设计强度的90%后，用防水混凝土填充轻质填料灌注孔道的墙身引孔段，形成后注浆回填体7。

在锚杆2的伸出锚头3上套入锚垫板23，锚垫板23的尺寸为30cm×30cm，厚度为10mm，采用强度等级为Q345。

上述工序完成后，挡土墙坡面外侧铺设钢筋网4，钢筋网4的钢筋采用直径为10mm、强度等级为Q235的光面钢筋。钢筋网4在锚杆端头3部位进行加密，即该部位的横向钢筋20和纵向钢筋21各设两排，并将横向钢筋20和纵向钢筋21与锚垫板23焊接连接；在钢筋网4与坡面之间设置拉结钢筋，拉结钢筋采用直径为12mm、强度等级为Q235的光面钢筋。

待钢筋网4铺设完成后，向挡土墙坡面喷射混凝土，混凝土强度等级为C30，喷层厚度为150mm。

将路面结构层15及挡土墙顶部土路肩部分的填土挖除，开挖深度为80cm，开挖宽度较Z形防水板13的下底面宽20mm；开挖完成后将与Z形防水板13接触部位进行清刷及表层修整，然后将Z形防水板13与挡土墙墙顶、墙背、路面结构层底面紧密贴合固定；Z形防水板13采用厚度为1mm的土工膜，土工膜各项参数满足现行规范之要求。

Z形防水板13铺设完成后，在其顶面浇筑混凝土，形成混凝土密封带14，该混凝土采用强度等级为42.5MPa的普通硅酸盐水泥，强度等级为C40。

向挡土墙1墙前3m、挡土墙基础10底面以上的地基土内掺入普通硅酸盐水泥搅拌形成固化土层11；固化用水泥采用强度等级为32.5MPa的普通硅酸盐水泥，固化剂掺入比例为5%（质量比）。

Claims

1.一种既有挡土墙补强结构，其特征在于，结构由上到下主要包括Z形防水板、钢筋网、混凝土面层、锚杆、轻质填料、固化土层；在墙背顶部设置Z形防水板并上覆混凝土密封带；挡土墙墙身及墙后填土内设置有供锚杆插入和轻质填料灌注的孔道；墙面外侧设钢筋网和混凝土面层；锚杆的末端具有扩大端头，伸出端设置钢垫板锚头；挡土墙前设置固化回填土层。

2.根据权利要求1所述的既有挡土墙补强结构，其特征在于所述Z形防水板采用厚度大于0.8mm的土工膜，Z形防水板的上部与墙背顶面紧密贴合，下部嵌入路面结构层底面以下。

3. 根据权利要求1所述的既有挡土墙补强结构，其特征在于所述供锚杆插入和轻质填料灌注的孔道相互平行，孔道与水平面的夹角为5°～15°，而且两种孔道的孔径不同。

4.根据权利要求1所述的既有挡土墙补强结构，其特征在于所述钢筋网在锚杆端头部位的纵横向钢筋各设两排，并与锚头垫板焊接连接。

5. 根据权利要求1所述的既有挡土墙补强结构，其特征在于所述轻质填料灌注于轻质填料灌注孔道的墙后填土引孔段，墙身引孔段采用混凝土注浆密封。