CN218580689U - 一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,属于岩土工程中的支挡结构设计技术领域,特别适用于临近拟建建筑存在高差且上、下建筑物需要同时施工时的边坡、基坑支护挡墙结构和施工;本实用新型以水泥稳定碎石为主要原材料的挡土墙结构加入聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,同时利用锚筋锚拉聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,可增强水泥稳定碎石的抗剪能力和提高挡土墙的抗变形能力,同时在地基底层加入三向格栅碳纤维网,使得地基整体剪切破坏面向深层扩展,地基承载力得以提高,浅层地基更加稳定,有效减小不均匀沉降。能够解决目前已有垂直支护结构成本费用高,地基承载力较低和挡墙结构抗变形能力较弱等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及岩土工程边坡、基坑支护设计技术领域,特别是一种适用于临近拟建建筑存在高差且上、下建筑物需要同时施工时的边坡、基坑支护挡墙结构和施工方法,统称增强型水泥稳定碎石挡墙结构。
背景技术
水泥稳定碎石是将特定比例的砂、碎石、水泥和水,经过搅拌、摊铺,最后在最佳含水量时压实及养护而形成的一种结构层,其承载力高、水稳性能好、成本费用较低,机械化利用高,被广泛应用于道路工程的基层中。但是,水泥稳定碎石抗拉和抗剪强度较低,若单独作为挡土构件,在土压力作用下,主要承受剪应力,容易出现裂缝甚至剪出滑塌,造成财产及人身安全。
目前岩土工程中边坡支护中,挡土墙的结构以浆砌块石挡土墙和混凝土挡土墙为主,这两种结构施工过程劳动力投入过大、需成本费用较高;同时挡土墙作为承受主动土压力的结构,一般传统挡土墙发生一定位移后才能起到作用,而实际工程中需要对变形和位移有一定的控制,特别是坡顶存在重要建筑物、构筑物的安全等级较高的边坡和基坑。
已有悬臂式垂直支护措施抗变形能力差,为增强其抗变形能力,通常需要进行锚拉或者内支撑,成本费用较高,工期较长。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺——目前已有垂直支护结构成本费用高,挡土墙施工机械化利用低和挡土墙抗变形能力较弱的问题,提供一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构及施工方法,该结构和方法适用于临近拟建建筑存在高差且上、下建筑物需要同时施工时的边坡、基坑支护新型挡墙结构和施工方法。
为本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:一种增强型水泥稳定碎石挡土墙结构及其施工方法,包括碎石层、混凝土基础、锚钉、排水通道、纤维网加强片、加强钢筋、锚筋、混凝土面层;在坡底之下的地基上设置混凝土基础,在混凝土基础上设置碎石层,在碎石层上设置混凝土面层,混凝土面层内设置水通道,在混凝土面层内设置有纤维网和加强片,在混凝土面层的后方设置加强钢筋和锚筋。其中,作为优选的,碎石层设置为水泥稳定碎石层、锚钉设置为长锚钉、排水通道设置为级配碎石排水通道、碳纤维网设置为三向格栅碳纤维网、加强片设置为橡胶加强片、加强钢筋设置为三向格栅碳纤维网加强钢筋、锚筋设置为钢筋锚筋。具体的是在坡底之下的地基上设置混凝土基础,在混凝土基础上设置水泥稳定碎石层,在水泥稳定碎石层上设置混凝土面层,混凝土面层内设置级配碎石排水通道,在混凝土面层内设置有三向格栅碳纤维网和橡胶加强片,在混凝土面层的后方设置三向格栅碳纤维网加强钢筋和钢筋锚筋。
优选的,在混凝土基础的底部设置三向格栅碳纤维网,并且,竖向设置长锚钉穿过混凝土基础锚固地基和聚丙烯三向格栅碳纤维网。
优选的,在三向格栅碳纤维网的后侧设置三向格栅碳纤维网加强钢筋,三向格栅碳纤维网加强钢筋通过带有套筒和孔洞螺纹的刚性铰与带有螺纹的钢筋锚筋进行螺栓连接。
优选的,所述三向格栅碳纤维网的顶部反包部分通过涂有硅酮结构密封胶的上、下橡胶加强片和竖向的长锚钉以及短铆钉,短铆钉设置在上、下橡胶加强片之间。
优选的,所述长锚钉为普通螺纹钢,所述短铆钉为普通光圆钢筋或者竹钉。
优选的,所述钢筋锚筋为精轧螺纹钢或普通螺纹钢,端头部带有螺纹,钢筋锚筋与刚性铰通过垫板和螺母紧固后再进行封锚混凝土浇筑封闭。
优选的,在钢筋锚筋的外侧设置对中支架,在对中支架的外侧设置注浆管。
优选的,所述刚性铰设置为两个部分,其中第一个部分设置为插接片,与加强钢筋连接,第二部分设置为叉状,与锚筋连接,第一个部分插入到第二部分内并通过两个部分通过螺栓铰接。
本实用新型还提供了一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构的施工方法,具体的是在地基底部为聚丙烯三向格栅碳纤维网,上部为混凝土基础,竖向铆钉穿过混凝土基础锚固地基和聚丙烯三向格栅碳纤维网,挡墙主要材料为水泥稳定碎石,通过分层碾压成型,层间结合面通过聚丙烯三向格栅碳纤维网反包搭接、铆钉锚固嵌固进行固定连接,水泥稳定碎石层水平方向分段设置级配碎石排水通道,临空面喷射混凝土保护面层;包括以下步骤:
(1)放线:开挖临时边坡和挡土墙基础沟槽,进行地基验槽,喷射临时混凝土面层和浇筑混凝土垫层;
(2)钻机就位:临时开挖面机械钻孔成孔,安放锚筋、注浆,待养护期达到后进行抗拉拔试验及检测;
(3)铺设聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,加强钢筋与锚筋通过螺栓和刚性铰固定连接,并使用封锚砼封锚头;
(4)打入地基铆钉并预留上侧搭接钢筋,浇筑混凝土基础;
(5)支撑临空侧模板并设置橡胶挡板,反包聚丙烯三向格栅碳纤维结构网并紧贴橡胶挡板,铺设、摊铺水泥剂量为3%~5%有级配的水泥稳定碎石;
(6)在所述(5)工序同步分层分段铺设适量的级配碎石后期作为天然排水通道;
(7)利用振动压路机,钢轮压路机和轮胎压路机在含水率处于或略大于最佳含水率时进行碾压水泥稳定碎石;
(8)反包聚丙烯三向格栅碳纤维结构网至挡土墙宽度的一半,在聚丙烯三向格栅碳纤维结构网下部铺设橡胶加强层;
(9)重复步骤(3)直到完成上层聚丙烯三向格栅碳纤维结构网的铺设, 在聚丙烯三向格栅碳纤维结构网上部铺设橡胶加强层;
(10)打入长铆钉:短铆钉并预留长铆钉上侧搭接钢筋,以实现整体性连接;
(11)重复步骤(3)到(10)直到完成所有分层水泥稳定碎石碾压,喷射混凝土面层,土工布覆盖并进行洒水养护。
优选的,步骤(4)和步骤(8)中,打入困难可预留钢管,后期进行注浆,注浆材料为水泥浆,注浆压力为0.5~0.6MPa;所述锚筋为带有绑扎的对中支架的锚筋。
本实用新型还针对其具体的结构和施工方法提供了一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构及施工方法的应用,该结构及施工方法用于临近拟建建筑存在高差且上、下建筑物需要同时施工时的边坡、基坑支护新型挡墙结构,以水泥稳定碎石为主要原材料的挡土墙结构加入聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,同时利用锚筋锚拉聚丙烯三向格栅碳纤维结构网以增强水泥稳定碎石的抗剪能力和提高挡土墙的抗变形能力。
本实用新型具有以下优点:
1、以水泥稳定碎石主要作为挡土墙材料,通过机械碾压直接成型,其抗压强度高,可适用于对坡顶承载力要求较高的边坡支护,同时劳动力成本投入较低、机械化利用程度高,施工简便,节约造价;
2、以级配碎石作为天然排水通道,绿色无污染;
3、在地基底层加入三向格栅碳纤维网,使得地基整体剪切破坏面向深层扩展,提高了抗剪能力,地基承载力得以提高,浅层地基更加稳定,同时有效减小不均匀沉降;
4、为避免水泥稳定碎石本身抗剪能力的缺陷,在水泥稳定碎石层间交界面铺设三向格栅碳纤维网,同时设置反包和竖向锚筋,约束和缓解侧向的位移,防止开裂,提高挡土墙的整体性和稳定性,有效增强了水泥稳定碎石挡土墙的抗剪能力和耐久性;
5、植入墙背后侧的锚筋通过锚拉三向格栅碳纤维网,一方面减小了挡土墙的位移和变形,增加了结构的可靠性,另一方面自身也提高了墙后土体的物理力学参数,增强了其稳定性。
附图说明
图1为增强型水泥稳定碎石挡土墙结构剖面图。
图2为增强型水泥稳定碎石中铺设的三向格栅碳纤维网结构示意平面图。
图3为增强型水泥稳定碎石中铺设的三向格栅碳纤维网层块的搭接及铆钉结构示意图。
图4为增强型水泥稳定碎石中铺设的三向格栅碳纤维网层块反包结构示意图。
图5为橡胶加强层的结构示意图。
图6为锚筋、锚筋与刚性铰连接结构示意图。
图7为墙后临时开挖边坡的注浆孔剖面示意图。
图8为刚性铰结构示意图。
图中,1-水泥稳定碎石层,2-混凝土基础,3-长锚钉,4-级配碎石排水通道,5-三向格栅碳纤维网,6-橡胶加强片,7-三向格栅碳纤维网加强钢筋,8-钢筋锚筋,9-混凝土面层,10-短铆钉,11-刚性铰,12-螺母,13-水泥浆,14-注浆管,15-对中支架,16-封锚混凝土。
具体实施方式
为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施方式中的附图,对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式,而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式,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方式,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1至图8所示的一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构及其施工方法,在设计的结构本装置中,一个具体的结构方案是该挡土墙结构包括了水泥稳定碎石层1、混凝土基础2、长锚钉3、级配碎石排水通道4、三向格栅碳纤维网5、橡胶加强片6、三向格栅碳纤维网加强钢筋7、钢筋锚筋8、混凝土面层9这些结构部件。本实用新型中,如图1所示,在混凝土基础2的底部设置三向格栅碳纤维网5,然后在其地基上设置混凝土基础2,在混凝土基础2上设置水泥稳定碎石层1,在水泥稳定碎石层1上设置混凝土面层9,混凝土面层9内设置级配碎石排水通道4,在混凝土面层9内设置有三向格栅碳纤维网5和橡胶加强片6,在混凝土面层9的后方设置三向格栅碳纤维网加强钢筋7和钢筋锚筋8,如此构成该挡墙的实体结构。
本实用新型中,挡土墙结构主要以水泥稳定碎石为原材料,以级配碎石作为天然排水通道。为防止出现整体薄弱剪切面,级配碎石天然排水通道4在立面上呈梅花形布置。
在水泥稳定碎石的层间交界面铺设三向格栅碳纤维网5,如图2所示,沿着挡墙长度延伸方向,水平向的三向格栅碳纤维网5应有适度的搭接长度,上、下层间的搭接缝应相互错开,并且在搭接部位上、下两层三向格栅碳纤维网5铺设橡胶加强层6。为增强整体性,在搭接部位上、下两层铺设的橡胶加强层6间涂有硅酮结构密封胶。三向格栅碳纤维网5呈正三角形网孔形状,整体梅花型在纵向0°,横向90°和斜向60°的质控拉伸模量都相等。
为提高挡土墙的整体性同时尽量减小占地面积,三向格栅碳纤维网5在垂直挡土墙延伸方向上,在临空面上反包并延伸至挡土墙宽度的一半。如图3和图4所示,三向格栅碳纤维网5反包与水平向三向格栅的搭接的交界面上、下各铺设一层橡皮加强层6如图5所示,同时,设置竖向的短铆钉10连接以增强整体性,竖向短铆钉10打入已完成碾压层200~250mm,预留200~250mm。为减小挡土墙的整体位移同时加强墙后土体的抗剪强度,三向格栅靠近临时开挖线的后侧土体设置注浆型钢筋锚筋8。
实际上,如图6所示,三向格栅碳纤维网5挡土侧设置三向格栅碳纤维网加强筋7,三向格栅碳纤维网加强筋7通过刚性铰11与锚筋8相连,竖向长锚钉3穿过混凝土基础2锚固地基和聚丙烯三向格栅碳纤维网5将地基、混凝土基础2和三向格栅碳纤维网5锚固为整体。钢筋锚筋8与三向格栅采用特定的刚性铰链11连接,钢筋锚筋8可绕三向格栅后侧旋转360°方便打入或者注浆后钢筋锚筋8与三向格栅碳纤维网加强钢筋7的连接。为增强水泥稳定碎石的抗滑移能力,在铺设第一层三向格栅碳纤维网5后,沿挡土墙延伸向地基打入两排竖向铆钉,竖向铆钉打入地基500mm,预留200~250mm。
在本实用新型中,如图4所示,三向格栅碳纤维网5包括底层部分5-1、临空侧反包部分5-2和顶层反包部分5-3,顶层反包搭接部分5-3上、下各设置圆形橡胶加强片7,并通过竖向长铆钉3和短铆钉10进行固定。
在本实用新型中,如图7所示带有对中支架15的钢筋锚筋8出漏侧带有螺纹,与带有螺纹孔洞的刚性铰11通过螺母12螺栓连接,在钢筋锚筋8的外侧设置对中支架15,在对中支架15的外侧设置注浆管14,后期通过封锚混凝土封闭。设置钢筋锚筋8的钻孔内通过注浆管14浇灌水泥浆13填充固定。临空侧喷射混凝土面层9。
本实用新型中,提供了一种具体的刚性铰11如图8所示,所述刚性铰11设置为两个部分,其中第一个部分设置为插接片,与加强钢筋7连接;第二部分设置为叉状,与锚筋8连接,第一个部分插入到第二部分内并通过两个部分通过螺栓铰接。
本实用新型正对此结构提供了一种具体的施工方法,地基底部采用聚丙烯三向格栅碳纤维网铺设,上部为混凝土基础,竖向铆钉穿过混凝土基础锚固地基和聚丙烯三向格栅碳纤维网,挡墙主要材料为水泥稳定碎石,通过分层碾压成型,层间结合面通过聚丙烯三向格栅碳纤维网反包搭接、铆钉锚固嵌固进行固定连接,水泥稳定碎石层水平方向分段设置级配碎石排水通道,临空面喷射混凝土保护面层;包括以下步骤:
(1)放线:开挖临时边坡和挡土墙基础沟槽,进行地基验槽,喷射临时混凝土面层和浇筑混凝土垫层;
(2)钻机就位:临时开挖面机械钻孔成孔,安放锚筋、注浆,待养护期达到后进行抗拉拔试验及检测;
(3)铺设聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,加强筋与锚筋通过螺栓和刚性铰固定连接,并使用封锚砼封锚头;
(4)打入地基铆钉并预留上侧搭接钢筋,浇筑混凝土基础;
(5)支撑临空侧模板并设置橡胶挡板,反包聚丙烯三向格栅碳纤维结构网并紧贴橡胶挡板,铺设、摊铺水泥剂量为3%~5%有级配的水泥稳定碎石;
(6)在所述(5)工序同步分层分段铺设适量的级配碎石后期作为天然排水通道;
(7)利用振动压路机,钢轮压路机和轮胎压路机在含水率处于或略大于最佳含水率时进行碾压水泥稳定碎石;
(8)反包聚丙烯三向格栅碳纤维结构网至挡土墙宽度的一半,在聚丙烯三向格栅碳纤维结构网下部铺设橡胶加强层;
(9)重复步骤(3)直到完成上层聚丙烯三向格栅碳纤维结构网的铺设, 在聚丙烯三向格栅碳纤维结构网上部铺设橡胶加强层;
(10)打入长铆钉:短铆钉并预留长铆钉上侧搭接钢筋,以实现整体性连接;
(11)重复步骤(3)到(10)直到完成所有分层水泥稳定碎石碾压,喷射混凝土面层,土工布覆盖并进行洒水养护。
在上述施工步骤(4)和步骤(10)中,当打入铆钉困难可预留钢管,后期进行注浆,注浆材料为水泥浆,注浆压力为0.5~0.6MPa;所述锚筋为带有绑扎的对中支架的锚筋。
在施工的时候,所述长锚钉3选用普通螺纹钢,所述短铆钉10选用普通光圆钢筋或者竹钉,所述钢筋锚筋8先用精轧螺纹钢或普通螺纹钢,端头部带有螺纹。钢筋锚筋8与刚性铰11通过垫板和螺母紧固后再进行封锚混凝土16浇筑封闭。
本实用新型主的主题结构和施工方法用于临近拟建建筑存在高差且上、下建筑物需要同时施工时的边坡、基坑支护新型挡墙结构,以水泥稳定碎石为主要原材料的挡土墙结构加入聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,同时利用锚筋锚拉聚丙烯三向格栅碳纤维结构网以增强水泥稳定碎石的抗剪能力和提高挡土墙的抗变形能力。
通过分层碾压水泥稳定碎石成型,并在地基底部和水泥稳定碎石的层间结合面铺设聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,使得地基整体剪切破坏面向深层扩展,地基承载力得以提高,浅层地基更加稳定,提高了抗剪能力,同时有效减小不均匀沉降;通过聚丙烯三向格栅碳纤维结构网临空侧和顶层反包、搭接等措施,结合施工工序保障,在搭接薄弱层上、下铺设两圆形橡胶片,竖向铆钉固定连接,并预留上部锚固部分,保障了层间结合面薄弱处的连接加强,实现了挡墙结构的整体性,在很大程度上防止开裂和避免了挡墙结构的剪切变形;利用注浆后的锚筋锚拉聚丙烯三向格栅碳纤维结构网,一方面减小了挡土墙的位移和变形,增加了结构的可靠性,另一方面自身也提高了墙后土体的物理力学参数,增强了整体稳定性。
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,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,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,其特征在于:包括碎石层、混凝土基础、锚钉、排水通道、纤维网、加强片、加强钢筋、锚筋、混凝土面层;在坡底之下的地基上设置混凝土基础,在混凝土基础上设置碎石层,在碎石层上设置混凝土面层,混凝土面层内设置水通道,在混凝土面层内设置有纤维网和加强片,在混凝土面层的后方设置加强钢筋和锚筋。
2.根据权利要求1所述的一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,其特征在于:在混凝土基础的底部设置纤维网,并且,竖向设置锚钉穿过混凝土基础。
3.根据权利要求1所述的一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,其特征在于:在纤维网的后侧设置加强钢筋,加强钢筋通过带有套筒和孔洞螺纹的刚性铰与带有螺纹的锚筋进行螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,其特征在于:所述加强片设置为上下两片并通过短铆钉连接紧固。
5.根据权利要求4所述的一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,其特征在于:所述锚钉设置为长锚钉,材质为普通螺纹钢,所述短铆钉为普通光圆钢筋或者竹钉。
6.根据权利要求3所述的一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构,其特征在于:所述刚性铰设置为两个部分,其中第一个部分设置为插接片,与加强钢筋连接,第二部分设置为叉状,与锚筋连接,第一个部分插入到第二部分内并通过两个部分通过螺栓铰接。
Priority Applications (1)
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CN202222741113.XU CN218580689U (zh) | 2022-10-18 | 2022-10-18 | 一种增强型水泥稳定碎石挡墙结构 |
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Family Applications (1)
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