破碎岩带区域边坡加固结构
技术领域
本实用新型涉及岩土工程领域,尤其涉及一种破碎岩带区域边坡加固结构。
背景技术
随着我国西部大开发战略的不断深入,我国西部地区新建的基础设施也越来越多,许多建筑物(如公路、大坝、厂房等)因场地布置的要求,需要进行大规模的高陡边坡开挖,而这些开挖边坡又常常位于地质条件复杂的区域,除了存在深层不稳定岩体外,开挖边坡坡面常常位于岩体风化卸荷强烈的破碎岩带上,边坡深层不稳定岩体及浅表层不稳定岩体均需要进行加固处理。
目前,常用的对边坡深层不稳定岩体加固处理措施是预应力锚索,其原理是由钻孔穿过软弱岩层或滑动面,把锚索的一端锚固在坚硬的岩层中(称为内锚头端),然后在坡面上将锚索的另一端(称外锚墩端)进行张拉,从而达到对不稳定岩体进行锚固的目的。对于预应力锚索来说,对边坡深层不稳定岩体进行加固是其主要功能,而对浅表层破碎岩带的加固作用较有限,仅对坡面锚墩周围很小范围的岩体有加固作用。
目前,常用的对边坡浅表层不稳定岩体加固措施是混凝土框格梁,它是由沿开挖坡面布置的框格梁横梁和框格梁纵梁构成,在纵梁和横梁交汇的节点处还常常布置有锚杆,通过锚杆以及纵横梁的共同作用,对坡面浅表层不稳定岩体进行加固。对于混凝土框格梁来说,其只能对边坡浅表层不稳定岩体进行加固,而不能为边坡深层不稳定岩体提供加固作用。
为了实现既能对边坡浅表层不稳定岩体进行加固,又能对边坡深层不稳定岩体进行加固的目的,目前常采用的是“预应力锚索+混凝土框格梁”的组合结构进行加固,即将预应力锚索的锚墩布置在混凝土框格梁的纵梁和横梁交汇的节点位置。然而目前采用的方式是将横梁和纵梁内的横梁钢筋和纵梁钢筋直接穿过锚墩,并且将锚墩和横梁、纵梁一起进行浇筑,等到所有浇筑完成过后再进行锚索的预应力张拉,采用这种方式存在的主要缺陷是:(1)由于边坡表层破碎岩带中存在大量裂隙空间,在锚索张拉时,受锚索荷载的作用裂隙空间逐渐压缩,锚墩会发生沉降变形,沉降较大时可能会将与锚墩连接的混凝土框格梁拉裂损坏;(2)由于各锚墩间通过混凝土框格梁刚性连接,每次只对单个锚墩张拉还会导致框格梁两端的受力不均,从而造成框格梁的拉裂损坏。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题是提供一种既能对边坡深层不稳定岩层加固,又能对浅表层不稳定岩层加固,且不会造成框格梁拉裂损坏的破碎岩带区域边坡加固结构。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:破碎岩带区域边坡加固结构,包括框格梁横梁和框格梁纵梁,所述框格梁横梁内包含有横梁钢筋,所述框格梁纵梁内包含有纵梁钢筋;还包括锚墩,所述锚墩位于框格梁横梁和框格梁纵梁交汇处,锚墩内还设置有锚索;还包括预埋钢筋,所述预埋钢筋包括横向预埋钢筋和纵向预埋钢筋,横向预埋钢筋横向穿过锚墩并位于框格梁横梁内,所述纵向预埋钢筋纵向穿过锚墩并位于框格梁纵梁内,所述横梁钢筋位于两个相邻锚墩之间的框格梁横梁内,且分别与两端的横向预埋钢筋部分重叠;所述纵梁钢筋位于两个相邻锚墩之间的框格梁纵梁内,且分别与两端的纵向预埋钢筋部分重叠。
进一步的是:所述横向预埋钢筋与横梁钢筋的重叠部分采用焊接方式连接;所述纵向预埋钢筋与纵梁钢筋的重叠部分采用焊接方式连接。
本实用新型的有益效果是:通过增加预埋钢筋,且预埋钢筋横向和纵向穿过锚墩,这样可以先将锚墩和预埋钢筋一起进行浇筑,当锚墩完成后再对锚索进行预应力张拉,此时锚墩发生相应的沉降变形,当锚墩位置固定后再对框格梁进行浇筑,因为设置有预埋钢筋,因此在浇筑框格梁时,框格梁中的钢筋不需要穿过锚墩,只需将框格梁内相应的钢筋与预埋钢筋穿出锚墩的部分进行重叠搭接,这样浇筑后的框格梁就可以通过预埋钢筋实现与已经浇筑好的锚墩的有效连接。当框格梁浇筑完成后不再需要对锚索进行预应力张拉,因此整个框格梁与锚墩的位置均已经固定下来,不会对框格梁造成任何拉裂损坏。
附图说明
图1为本实用新型所述破碎岩带区域边坡加固结构的示意图;
图2为现有技术中“预应力锚索+混凝土框格梁”组合结构的示意图;
图中标记为:锚墩1、1`;框格梁横梁2、2`;横梁钢筋21、21`;框格梁纵梁3、3`;纵梁钢筋31、31`;预埋钢筋4;横向预埋钢筋41;纵向预埋钢筋42;锚索5、5`。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明,但本实用新型所保护的技术方案并不限于以下具体实施方式。
如图1中所示,本实用新型包括框格梁横梁2和框格梁纵梁3,所述框格梁横梁2内包含有横梁钢筋21,所述框格梁纵梁3内包含有纵梁钢筋31;还包括锚墩1,所述锚墩1位于框格梁横梁2和框格梁纵梁3交汇处,锚墩1内还设置有锚索5;还包括预埋钢筋4,所述预埋钢筋4包括横向预埋钢筋41和纵向预埋钢筋42,横向预埋钢筋41横向穿过锚墩1并位于框格梁横梁2内,所述纵向预埋钢筋42纵向穿过锚墩1并位于框格梁纵梁3内,所述横梁钢筋21位于两个相邻锚墩1之间的框格梁横梁2内,且分别与两端的横向预埋钢筋41部分重叠;所述纵梁钢筋31位于两个相邻锚墩1之间的框格梁纵梁3内,且分别与两端的纵向预埋钢筋42部分重叠。其中,锚索5一端穿过边坡深层不稳定岩体后锚固在坚硬的岩层中,而另一端就靠锚墩1进行预应力张拉。锚索5的加固原理同现有技术中一直,因此不再详述。
通过增加预埋钢筋4,预埋钢筋4横向和纵向穿过锚墩1,这样就可以将锚墩1和框格梁分开浇筑,先将锚墩1和预埋钢筋4进行浇筑,待锚墩1强度满足后再进行锚索5的预应力张拉,锚墩1发生相应沉降变形,当对锚索5的预应力张拉完成后,也就是锚墩1位置固定后再进行框格梁的浇筑,由于之后不会在对锚索5进行预应力张拉,因此不存在框格梁拉裂损坏的情况。
横向预埋钢筋41和纵向预埋钢筋42主要是将锚墩1与相应的框格梁横梁2和框格梁纵梁3进行有效的连接,因此,横向预埋钢筋41和纵向预埋钢筋42穿出锚墩1的部分应当与框格梁横梁2内的横梁钢筋21和框格梁纵梁3内的纵梁钢筋31部分重叠,并且该重叠部分可以采用焊接方式将其连接,这样可以达到更好的连接效果;当然也可以采用其它方式或者不需要连接,只是位置上重叠在一起也可。
预埋钢筋4穿出锚墩1后的长度,以及预埋钢筋4与相应的横梁钢筋21或者纵梁钢筋31的重叠量应当满足浇筑后的框格梁与锚墩具有有效的连接,不至于出现锚墩1与框格梁分裂的现象即可。
另外,在重叠位置,横向预埋钢筋41与横梁钢筋21的数量可以相同也可以不同,通常为了方便一一对应的关系,可以优选横向预埋钢筋41与横梁钢筋21的数量相同。当然纵向预埋钢筋42和纵梁钢筋31的数量可以相同也可以不同。
如图2中所示为现有技术采用“预应力锚索+混凝土框格梁”的组合结构进行边坡加固的结构示意图,其中包括框格梁横梁2`和框格梁纵梁3`,在框格梁横梁2`内包含有横梁钢筋21`,在框格梁纵梁3`内包含有纵梁钢筋31`,还包括锚墩1`以及设置在锚墩1`内的锚索5`,锚墩1`位于横梁和纵梁的交汇处。从图2中可以看到,现有技术中,横梁钢筋21`和纵梁钢筋31`直接穿过锚墩1`,并且现有技术中也是将锚墩1`与框格梁横梁2`和框格梁纵梁3`一起进行浇筑,待浇筑结束后再对锚索5`进行预应力张拉,由于此时锚墩1`与框格梁横梁2`和框格梁纵梁3`已经形成固定连接结构,如果锚墩1`在锚索5`预应力张拉时出现较大的沉降变形,就容易造成框格梁的拉裂损坏。
综上,本实用新型所述的结构,是在现有技术“预应力锚索+混凝土框格梁”的组合结构中,通过增加预埋钢筋4;同时将横梁钢筋21和纵梁钢筋31分段置于锚墩1之间的框格梁内而不是直接穿过锚墩1;这样的结构再加上对锚墩1和框格梁采取分先后顺序的浇筑,可以有效解决框格梁拉裂损坏的问题,同时即能满足对边坡深层不稳定岩层加固要求,又能满足对浅表层不稳定岩层加固要求。