CN204435412U - 锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置 - Google Patents

Abstract

锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，包括前排钢筋混凝土桩和后排钢筋混凝土桩，前排钢筋混凝土桩和后排钢筋混凝土桩上部安装钢筋混凝土托梁，钢筋混凝土托梁的上部安装挡土墙，钢筋混凝土托梁的前侧连接预应力锚索。本实用新型可用于交通路堤、路肩或路堑，拓展了锚索的使用范围；避免了地质条件对挡土墙使用的限制，拓展了挡土墙的使用范围；挡土墙的施工不需要进行挡土墙地基处理，挡土墙施工工艺简单，施工质量更容易控制，施工进度更快；降低了挡土墙的高度，有效节省了圬工，经济效益更加明显。与常规抗滑桩相比，显著减小了作用于桩的荷载，使得桩的长度和截面尺寸均明显减小，可以节约工程造价，同时也减小了桩的施工难度。

Description

锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，具体地说是一种锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置。

背景技术

我国山地丘陵的面积占国土总面积的2/3，地质灾害频发，其中滑坡是危害最大的地质灾害之一，滑坡造成的直接经济损失十分严重，尤其是在我国的西南地区，地质灾害数量多且种类齐全。其中堆积体是造成崩塌、滑坡、泥石流等浅层地质灾害的因素之一。堆积体通常处于临界状态，一遇开挖、降雨、爆破或地震，极易发生开裂、解体或滑坡，给人员安全和工程建设带来危害。随着我国经济社会的发展，越来越多的工程必然涉及到以滑坡为主的工程地质灾害，为了确保工程安全可靠，必须采用支挡结构物进行加固治理。常见的支挡结构物类型较多，如重力式挡土墙、衡重式挡土墙、卸荷板式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙、土钉墙、抗滑桩、桩板式挡土墙、板状结构、预应力锚索等，下面将以挡土墙、抗滑桩和锚索为例，对现有的支挡结构治理滑坡方式进行分析。

挡土墙是用来支撑土体、防止坍滑以保持稳定的一种建筑物，主要用于承受土体侧向土压力。常见的挡土墙包括重力式挡土墙、衡重式挡土墙、卸荷板式、悬壁式挡土墙和扶壁式挡土墙五种，下面将以衡重式挡土墙为例对挡土墙进行分析。衡重式挡土墙主要依靠衡重台上的填土重量及墙体自重共同抵抗土压力以增加其稳定性，墙身一般不配钢筋或只在局部范围内配以少量的钢筋。由于衡重式挡土墙的胸墙坡陡、下墙背仰斜，在陡坡地区可降低墙高，减少基坑开挖面积。主要用于地面横坡较陡的路肩墙和路堤墙，也可用于拦挡落石的路堑墙。衡重式挡土墙是对传统重力式挡土墙的改进，能够节省圬工，经济效果较好。由于衡重式仍然需要靠一定自重维持自身平衡，其体积质量较大，因而对地基承载力有一定的要求。在挡土墙墙后土压力作用下，必须具有足够的整体稳定性和结构的强度，设计时应验算挡土墙在荷载作用下，沿基底的滑动稳定性，绕墙趾转动的倾覆稳定性和地基的承载力。采用衡重式挡土墙处理滑坡时，由于墙体必须穿过滑坡体并深入滑床，因此，其只能用于处理浅层滑坡，且滑床的地基承载力也必须满足要求。

抗滑桩是一种由其锚固段侧向地基抗力来抵抗悬臂段的土压力或滑坡下滑力的横向受力桩。抗滑桩对滑坡体的稳定作用是利用抗滑桩深入滑动面以下稳定地层产生的抗力（锚固力）来平衡滑坡体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的抗力，使滑体达到稳定状态。对于浅层和中厚层的滑坡，抗滑桩有明显的优越性，且对滑坡的处理效果通常是可靠的。但是，对于厚层及巨厚层滑坡，由于滑坡体厚度大，抗滑桩自由段长度较长，滑坡推力产生的弯矩值过大。为抵抗滑坡推力作用，要求抗滑桩的横截面积较大，提高了抗滑桩的施工难度，增加了工程的造价，而且对滑坡的阻抗效果也不一定可靠。

预应力锚索是通过对锚索施加张拉力以加固岩土体使堆积体达到稳定状态或改善内部应力状况的支挡结构。锚索是一种主要承受拉力的构件，通过钻孔及注浆体将钢绞线固定于深部稳定地层中，在被加固体的表面对钢绞线进行张拉产生的应力，从而达到使被加固体稳定和限制变形的目的。其主要特点是能够利用岩土体自身强度和自承能力，大大减轻结构自重，节省工程材料，是高效、经济的加固技术。

综上所述，在治理滑坡时，挡土墙仅能用于处理滑床地基承载力满足要求的浅层滑坡。抗滑桩在处理浅层和中厚层的滑坡时具有显著的优越性。在其它工程如高边坡、高填方工程中，抗滑桩和挡土墙均有各自的局限性。基于挡土墙与抗滑桩各自的优缺点，实际工程实践中常将两者组合使用，中间用托梁连接，即桩基托梁挡土墙。桩基托梁挡土墙是一种新型支挡结构，节约了上部挡墙截面，节省了圬工，减少对坡体的干扰，对于治理浅层、中厚层滑坡效果可靠，但对于治理厚层及巨厚层滑坡时，其治理效果不一定可靠。

实用新型内容

本实用新型提供一种锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，包括前排钢筋混凝土桩和后排钢筋混凝土桩，前排钢筋混凝土桩和后排钢筋混凝土桩上部安装钢筋混凝土托梁，钢筋混凝土托梁的上部安装挡土墙，钢筋混凝土托梁的前侧连接预应力锚索。

如上所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，所述的挡土墙为第一挡土墙，钢筋混凝土托梁上部设置托梁倾斜面，第一挡土墙位于托梁倾斜面上，第一挡土墙为衡重式挡土墙、重力式挡土墙或卸荷板式挡土墙。

如上所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，所述的挡土墙为第二挡土墙，第二挡土墙为悬臂式挡土墙或扶壁式挡土墙，第二挡土墙下部通过凸榫与钢筋混凝土托梁配合。

如上所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，所述的前排钢筋混凝土桩和后排钢筋混凝土桩设置数个连接斜撑，连接斜撑由数根短拉筋、固定板、长拉筋、限位块和弹簧组成，短拉筋两端设置固定板，长拉筋两端穿过固定板，长拉筋的端部安装限位块，固定板上安装弹簧，两端的弹簧分别与前排钢筋混凝土桩、后排钢筋混凝土桩连接。

如上所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，所述的连接斜撑为交替倾斜连接，相邻的两个连接斜撑与前排钢筋混凝土桩或后排钢筋混凝土桩形成三角形。

本实用新型的优点是：与常规锚索相比，本实用新型可用于交通路堤、路肩或路堑，拓展了锚索的使用范围。与常规挡土墙相比，避免了地质条件对挡土墙使用的限制，拓展了挡土墙的使用范围；挡土墙的施工不需要进行挡土墙地基处理，挡土墙施工工艺简单，施工质量更容易控制，施工进度更快；降低了挡土墙的高度，有效节省了圬工，经济效益更加明显。与常规抗滑桩相比，显著减小了作用于桩的荷载，使得桩的长度和截面尺寸均明显减小，可以节约工程造价，同时也减小了桩的施工难度，从而提高工程的施工质量和缩短施工工期；本实用新型可用于以下工程中：作为滑坡治理工程的支挡结构；作为深基坑、填方工程的支挡结构；作为山区公路、铁路工程的路堤、路肩及其防护结构；作为山区河流港口码头的水工结构；作为山区、河岸、库岸等特殊场地的特殊建筑物和构造物的防护结构。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型结构示意图之一；图2是图1的Ⅰ局部放大结构示意图；图3是本实用新型的结构示意图之二。

附图标记：1前排钢筋混凝土桩 2预应力锚索 3钢筋混凝土托梁 4第一挡土墙 5托梁倾斜面 6后排钢筋混凝土桩 7第二挡土墙 8土榫 9连接斜撑 10弹簧 11限位块 12长拉筋 13固定板 14短拉筋。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，如图所示，包括前排钢筋混凝土桩1和后排钢筋混凝土桩6，前排钢筋混凝土桩1和后排钢筋混凝土桩6上部安装钢筋混凝土托梁3，钢筋混凝土托梁3的上部安装挡土墙，钢筋混凝土托梁3的前侧连接预应力锚索2。

具体而言，如图1所示，本实施例所述的挡土墙为第一挡土墙4，钢筋混凝土托梁3上部设置托梁倾斜面5，第一挡土墙4位于托梁倾斜面5上，第一挡土墙4为衡重式挡土墙、重力式挡土墙或卸荷板式挡土墙。

具体的，如图3所示，本实施例所述的挡土墙为第二挡土墙7，第二挡土墙7为悬臂式挡土墙或扶壁式挡土墙，第二挡土墙7下部通过凸榫8与钢筋混凝土托梁3配合。

进一步的，为了增加稳定性，本实施例所述的前排钢筋混凝土桩1和后排钢筋混凝土桩6设置数个连接斜撑9，连接斜撑9由数根短拉筋14、固定板13、长拉筋12、限位块11和弹簧10组成，短拉筋14两端设置固定板13，长拉筋12两端穿过固定板13，长拉筋12的端部安装限位块11，固定板13上安装弹簧10，两端的弹簧10分别与前排钢筋混凝土桩1、后排钢筋混凝土桩6连接。前排钢筋混凝土桩1和后排钢筋混凝土桩6之间具有斜向支撑，可以相互约束。短拉筋14一般承受拉力，长期使用后短拉筋14可能出现拉断情况，当短拉筋14被拉断后，可以通过长拉筋12进一步进行连接固定，避免直接拉断。

更进一步的，本实施例所述的连接斜撑9为交替倾斜连接，相邻的两个连接斜撑9与前排钢筋混凝土桩1或后排钢筋混凝土桩6形成三角形。三角形的结构更稳定。

本实用新型中各个结构具体如下

预应力锚索2：预应力锚索设置在托梁上，下倾15°-30°；根据滑坡推力的大小可布置单根或多根锚索；锚索的根数、布置位置等均由计算确定。

挡土墙：挡土墙设置在托梁顶面；挡土墙可以为重力式挡土墙、衡重式挡土墙、卸荷板挡土墙、悬壁式挡土墙和扶壁式挡土墙中的任意一种；重力式、衡重式、卸荷板式挡土墙的底面形态设置为与托梁契合的倾斜平面，高程沿坡降方向升高；悬臂式、扶壁式挡土墙地面设置抗滑的凸榫；挡土墙的底面与托梁的顶面之间不连接。

钢筋混凝土托梁3：托梁安装在双排桩顶端；桩的受力钢筋伸入托梁并与托梁受力钢筋连接；托梁的顶面形态与挡土墙底面贴合，为倾斜平面或局部凹陷，托梁的横截面尺寸及纵向分段长度、托梁钢筋的强度等级及用量、托梁混凝土的强度等级及用量等均由计算确定；前排钢筋混凝土桩1或后排钢筋混凝土桩6统称为双排钢筋混凝土桩：双排桩基中桩的布置形式及位置、前后两排桩的间距、相邻桩的间距、桩的长度及前后两桩横截面尺寸、桩体钢筋的强度等级及用量、桩体混凝土的强度等级及用量等均由计算确定。

本实用新型还提出一种锚索桩基托梁挡土墙组合结构的设计计算方法，主要包括锚索、挡土墙、钢筋混凝土托梁、双排钢筋混凝土桩的设计计算方法，具体如下：

锚索设计计算方法：锚索上的主要作用为沿锚索的拉力与土体施加于锚索的摩阻力；锚索的设计计算内容包括锚固类型及防护措施、结构型式及防腐措施、锚固力及预应力、锚固体的承载能力、锚固段长度、自由端长度、张拉段长度等；锚固类型及防护措施、结构型式及防腐措施、锚固力及预应力、锚固体的承载能力、锚固段长度、自由端长度、张拉段长度根据地层结构条件、地形地貌条件、水文地质条件、岩土体物理力学参数、外界荷载、初始地应力等计算确定。

挡土墙设计计算方法：挡土墙上的水平作用包括墙后土体的水平推力和墙底托梁顶面的水平抗力；挡土墙上的竖向作用包括部分墙后土体的自重和墙底托梁顶面的竖向抗力；挡土墙的设计计算内容包括挡土墙的类型、挡土墙的横截面几何尺寸及分段长度、挡土墙的筑墙材料强度及用量、挡土墙底面的倾斜平面的几何尺寸、角度与凸榫的强度、几何尺寸等；挡土墙的类型根据重力式、衡重式、卸荷板挡土墙、悬壁式和扶壁式挡土墙各自的优缺点及适用条件，并结合工程的功能要求、地质地形条件等确定；挡土墙的横截面几何尺寸及分段长度、挡土墙的筑墙材料强度及用量等根据挡土墙所受的作用大小、托梁的几何尺寸等对挡土墙进行整体稳定性及局部稳定性计算确定；挡土墙底面的凸榫的强度及几何尺寸等根据墙后土体的水平推力的大小计算确定，且挡土墙底面凸榫的几何形态及尺寸须与托梁顶面凹体的几何形态及尺寸相吻合。

钢筋混凝土托梁设计计算方法：作用在钢筋混凝土托梁上的水平作用包括挡土墙施加于托梁顶面的水平荷载、托梁后方土体施加于托梁侧面的水平推力及托梁与桩连接处的水平抗力；作用在钢筋混凝土托梁上的竖向作用包括挡土墙的自重、托梁顶面以上土体的自重及托梁与桩连接处的竖向抗力；钢筋混凝土托梁的设计计算内容包括托梁的厚度、宽度、纵向分段长度，托梁钢筋的强度等级及用量、托梁混凝土的强度等级及用量，托梁与桩的连接方式及连接强度，托梁顶面的倾斜平面或凸体的几何形态、尺寸及配筋等；托梁的几何尺寸、托梁钢筋的强度等级及用量、托梁混凝土的强度等级及用量、托梁与桩的连接方式及连接强度等根据托梁所受的作用大小、双排桩基的布置等对托梁进行受弯计算、受冲切计算和受剪计算确定；托梁顶面的横向锯齿状凸体的几何形态、尺寸及配筋等根据挡土墙稳定所需要的墙底水平抗力大小计算确定；双排钢筋混凝土桩设计计算方法：双排钢筋混凝土桩基上的水平作用包括桩后土体的水平抗力、桩前土体的水平推力、锚固段地层的水平抗力和通过托梁施加于桩顶的水平剪力及弯矩；作用在双排钢筋混凝土桩基上的竖向作用包括托梁的自重、挡土墙的自重、托梁顶面以上的土体自重及地层的竖向抗力；双排钢筋混凝土桩基的设计计算内容包括双排桩基中桩的布置形式及布置位置、前后两排桩的间距、相邻桩的间距、桩的长度及前后两桩横截面尺寸、桩钢筋的强度等级及用量、桩混凝土的强度等级及用量、桩顶与托梁的连接方式及连接强度等；桩的布置形式及布置位置、前后两排桩的间距、相邻桩的间距、桩的长度等根据地层结构条件、地形地貌条件、水文地质条件、岩土体物理力学参数、外界荷载大小等计算确定；前后两桩的横截面尺寸、桩钢筋的强度等级及用量、桩混凝土的强度等级及用量、桩顶与托梁的连接方式及连接强度等根据作用在桩上的荷载大小及构造要求等计算确定。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，其特征在于：包括前排钢筋混凝土桩（1）和后排钢筋混凝土桩（6），前排钢筋混凝土桩（1）和后排钢筋混凝土桩（6）上部安装钢筋混凝土托梁（3），钢筋混凝土托梁（3）的上部安装挡土墙，钢筋混凝土托梁（3）的前侧连接预应力锚索（2）。

2.根据权利要求1所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，其特征在于：所述的挡土墙为第一挡土墙（4），钢筋混凝土托梁（3）上部设置托梁倾斜面（5），第一挡土墙（4）位于托梁倾斜面（5）上，第一挡土墙（4）为衡重式挡土墙、重力式挡土墙或卸荷板式挡土墙。

3.根据权利要求1所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，其特征在于：所述的挡土墙为第二挡土墙（7），第二挡土墙（7）为悬臂式挡土墙或扶壁式挡土墙，第二挡土墙（7）下部通过凸榫（8）与钢筋混凝土托梁（3）配合。

4.根据权利要求1所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，其特征在于：所述的前排钢筋混凝土桩（1）和后排钢筋混凝土桩（6）设置数个连接斜撑（9），连接斜撑（9）由数根短拉筋（14）、固定板（13）、长拉筋（12）、限位块（11）和弹簧（10）组成，短拉筋（14）两端设置固定板（13），长拉筋（12）两端穿过固定板（13），长拉筋（12）的端部安装限位块（11），固定板（13）上安装弹簧（10），两端的弹簧（10）分别与前排钢筋混凝土桩（1）、后排钢筋混凝土桩（6）连接。

5.根据权利要求4所述的锚索桩基托梁挡土墙组合支挡装置，其特征在于：所述的连接斜撑（9）为交替倾斜连接，相邻的两个连接斜撑（9）与前排钢筋混凝土桩（1）或后排钢筋混凝土桩（6）形成三角形。