预埋式锚拉-扶壁式联合挡土墙结构及建造方法与流程

预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构及建造方法
技术领域
1.本发明属于岩土工程技术领域的回填土边坡挡墙建造技术，特别涉及预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构及建造方法，尤其适合于碎石土回填边坡挡墙。


背景技术：

2.随着我国城市化进程进一步深化，城市的范围也越来越大，开始呈现整体外扩的趋势，使得越来越多的工程位于之前开发较少的丘陵地带。在丘陵地貌中，大部分新建场地内出现了不平整及高差大的问题，为了使一定范围内场地整平且承载力达到工程需要，多数场地会进行填方整平工作，综合经济因素以及施工工艺难度，越来越多的项目就近选取碎石土作为填方材料进行回填。回填碎石土所形成的填方边坡多采用挡土墙进行边坡支护。挡土墙适用的边坡支护高度有限，当边坡高度超过一定限度时，单纯采用挡土墙对边坡进行支护将导致挡土墙尺寸及配筋过大，不再经济合理。
3.锚索作为岩土边坡工程中常用的支护方式，可以为各种支护结构提供抗力，是一种优良的支护手段。常规的锚索挡墙分为板肋式锚杆挡墙、格构式锚杆挡墙和排桩式锚杆挡墙。扶壁式挡土墙联合锚索进行支护是一种全新的支护形式，可以用来解决高边坡(10～30m)挡土墙尺寸和配筋过大等问题，但是在回填碎石土中施工锚索是极其困难的。
4.岩土工程边坡锚索施工过程中，锚索的成孔施工工序至关重要，并将直接影响工艺的实施、质量和进度。在碎石土层中，锚索成孔大多采用偏心跟管钻进的成孔方式，即正常钻进时，通过冲击器的振动冲击作用，带动偏心钻具进行钻孔，钻进时由于离心力及摩擦力的作用，偏心轮朝外偏出从而达到扩大孔径的目的，再通过稳杆器的冲击带动套管跟进，钻孔产生的岩粉通过稳杆器上的键槽吹出孔外。钻孔结束后，通过反转，使偏心轮收拢提出套管，套管留在孔内护壁而成孔。
5.但是，进行碎石土边坡施工时，由于碎石土黏聚力和整体性极差，受钻杆钻进时震动影响，钻孔周边松散的碎石会形成钳制作用，影响钻孔施工的顺利开展，存在着造价较高、施工工期较长、设备选型限制较大、管棚施工长度受限制及发生偏位后纠偏困难等缺点。而采用先预制带锚孔的扶壁式挡土墙，然后在边坡回填过程中预埋锚索的方式实现锚拉
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扶壁式挡土墙结构，实现两种支护方式的联合工作模式，就有效解决上述困难。
6.综上所述，采用挡土墙联合锚索进行边坡支护是解决高填方边坡支护问题的有效方法。而研制一种成本低、效率高和锚固效果好的锚索施工方法是亟待解决的问题。


技术实现要素：

7.本发明的一个目的是提供预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构，本发明的另一个目的是提供其建造方法，采用了预应力锚拉技术与传统扶壁式挡墙联合工作的模式，解决了高扶壁式挡墙单独工作稳定性差、尺寸大和造价高等问题。施工方法解决现有技术在受限工况中适用性差的问题。
8.采用的技术方案是：
9.预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构，包括扶壁式挡土墙、回填碎石土层和多层锚索层。
10.其技术要点在于：
11.l形的扶壁式挡土墙内侧设有多个并列向外倾斜设置的扶壁。
12.在扶壁式挡土墙的立面上设有多个预留锚索孔，预留锚索孔位于扶壁之间。
13.每层锚索层包括多个锚索，每束锚索包括多束钢绞线。
14.扶壁式挡土墙内侧为回填碎石土层。
15.回填碎石土层内开设有横向设置的槽体，槽体包括锚索自由槽、锚索锚固槽和扩大头槽。
16.锚索的内端设置在锚索锚固槽和扩大头槽内，在锚索锚固槽内和扩大头槽内通过浇筑水泥砂浆层形成一次成型一体结构的锚索锚固段和扩大头。
17.锚索外端的多束钢绞线穿过锚索自由槽，通过预留锚索孔和扶壁式挡土墙立面外的锚头固定。锚索自由槽有回填碎石土层。
18.锚索自由段和锚索锚固段中的多束钢绞线由多个对中支架支撑在槽体内。
19.锚索自由槽和锚索锚固槽截面可为倒等腰梯形。
20.锚索自由段的钢绞线外侧均设有防腐结构。
21.本发明还提供预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构的建造方法。
22.其优点在于：
23.采用了预应力锚拉技术与传统扶壁式挡墙联合工作的模式，解决了高扶壁式挡墙单独工作稳定性差、尺寸大和造价高等问题。施工方法解决现有技术在受限工况中适用性差的问题。
24.本技术方案操作简便，施工技术要求低。本施工工艺相较于传统的开孔灌注工艺在流程上有极大的简化，本方案通过预埋的施工工艺，能够最大程度地规避复杂工况带来的潜在工程质量风险。传统工艺对于成孔质量要求较高，保证钻头已经和碎石土层相接触然后才能进行回转，且在施工过程中必须确保孔内处于清洁状态，每次钻进0.3～0.5m进行一次排粉工作，操作流程复杂且质量难以保证。
25.本技术方案施工耗时短，工程成本低。传统的施工工艺因为流程较为复杂，施工时长较长；预埋式锚索的开槽及浇筑时间相较于传统施工工艺大大缩短。本方案因为避免了在碎石土复杂工况下开孔的流程，而极大地减少了成本。
26.本技术方案施工质量好，锚固强度高效果好。经内部原位实验证明，本施工方案锚固强度满足国家规范要求，且由于施工方案简单，可控性更好，相比较于传统施工方案更能够规避因为恶劣工况带来的可能出现的部分锚杆强度不满足要求的问题。
27.本技术方案通过将传统的扶壁式挡土墙与预埋式锚索进行联合支护，强度更大，解决了高填方边坡支护中传统扶壁式挡土墙尺寸和配筋过大等问题，为解决高填方边坡支护问题提出了一种全新的思路。
28.本技术方案通过对锚索进行预埋式施工，在开挖槽中浇筑形成锚固体，最终形成梯形横截面及扩大头，通过控制横截面面积和扩大头截面面积来对锚索的抗拔力进行控制，具有施工工艺简单和可控性好的特点，避免了传统锚索在碎石土中成孔难、成孔质量差、成本高和工期长等问题，对传统的锚索施工工艺进行了较大的优化。
29.通过以上实施方案达到在碎石土中施工预埋式锚索的目的，与扶壁式挡土墙共同作用，形成预埋式锚拉扶壁联合挡土墙结构。解决传统锚索施工方法在碎石土中成孔困难的问题。操作简便，降低施工难度；锚索施工质量好，锚索锚固效果优良。
附图说明
30.图1为本发明的主视图。
31.图2为本发明的施工一层锚索的示意图。
32.图3为锚索锚固槽和锚索自由槽施工开槽图。
33.图4为本发明的俯视图。
34.图5为扶壁式挡土墙的侧视图。
35.图6为锚索对中支架结构示意图。
36.图7为锚索自由段防腐结构示意图。
37.图8为锚索和对中支架的结构示意图。
38.锚头1、钢绞线2、锚索自由段3、锚索锚固段4、扩大头5、扶壁式挡土墙6、回填碎石土层7、槽体8、对中支架9、水泥砂浆层10、固定管11、支腿12、防腐漆层13、防腐套管14、防腐油脂层15、预留锚索孔16、扶壁17、锚索18、泄水孔19、锚索锚固槽20、扩大头槽21、锚索自由槽22。
具体实施方式
39.实施例1
40.预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构，包括扶壁式挡土墙6、回填碎石土层7和多层锚索层。
41.l形的扶壁式挡土墙6内侧设有多个并列倾斜设置的扶壁17，扶壁17两端分别为位于扶壁式挡土墙6的立面墙顶和水平底板端部。
42.在扶壁式挡土墙6的立面上设有多个预留锚索孔16，预留锚索孔16位于扶壁17之间，上下位置错开。例如一部分为正三角形三个角处开孔，相邻部分为倒三角形三个角处开孔，为梅花形设置。
43.预留锚索孔16的高度与锚索18位置对应。
44.每层锚索层均包括多个锚索18，每束锚索18均包括多束钢绞线2。本实施例中为三束钢绞线2。
45.扶壁式挡土墙6内侧为回填碎石土层7。
46.回填碎石土层7内开设有横向设置的槽体8，槽体8包括锚索自由槽22、锚索锚固槽20和扩大头槽21。
47.锚索18的内端设置在锚索锚固槽20和扩大头槽21内，在锚索锚固槽20内和扩大头槽21内通过浇筑水泥砂浆层10形成一次成型一体结构的锚索锚固段4和水泥砂浆扩大头5。
48.锚索18外端的多束钢绞线2穿过锚索自由槽22，通过预留锚索孔16和扶壁式挡土墙6立面外的锚头1固定。锚索自由槽22有回填碎石土层7。
49.进一步的，锚索自由段3中的多束钢绞线2由多个对中支架9支撑在锚索自由槽22内。
50.进一步的，锚索锚固段4中的多束钢绞线2由多个对中支架9支撑在锚索锚固槽20内。
51.进一步的，锚索自由槽22和锚索锚固槽20截面可为倒等腰梯形。
52.扩大头槽21截面可为圆形、梯形或矩形。
53.扩大头5的a
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a截面积大于槽体8的梯形截面积。
54.所述的对中支架9有同轴线设置的两段固定管11(钢管)，两段固定管11之间通过多个外伸的支腿12(钢筋)连接，相邻的两个支腿12为一对，中间设置锚索18的一束钢绞线2，本实施例中锚索18有三束钢绞线2，支腿12为六个，两两夹住一束钢绞线2。
55.每束钢绞线2安置于支腿12与固定管11接触处，使钢绞线2不接触槽体8边缘。
56.进一步的，锚索自由段3的三束钢绞线2外侧均设有防腐结构，此为本领域常规技术手段，一种可以采用的方式为：
57.防腐结构包括防腐漆层13、防腐套管14和防腐油脂层15。
58.钢绞线2套设有防腐套管14。防腐套管14可为高密度聚氯乙烯防腐套管。
59.钢绞线2还可以涂有至少一层防腐漆层13，本实施例中为两层。
60.防腐漆层13和防腐套管14之间密封防腐油脂层15。
61.防腐漆是本领域给钢绞线防腐的常规防腐漆，为市售的已知产品，防腐油脂可为黄油。
62.进一步的，扶壁式挡土墙6的立面底部开设多个泄水孔19。
63.进一步的，锚索自由段3的长度短于扶壁式挡土墙6底板的长度。
64.实施例2
65.预埋式锚拉
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扶壁式联合挡土墙结构及建造方法，包括下列步骤：
66.1、施工挡土墙：施工扶壁式挡土墙6(扶壁17间距约4m～7m)，在扶壁17之间的施工扶壁式挡土墙6立面上预留锚索孔16。预留锚索孔16圆心水平间距为1m～3.5m，竖向间距为2m～6m，梅花形分布，预留锚索孔16直径为50mm～150mm，保持水平角度。扶壁式挡土墙6立面底部设置多个泄水孔19。
67.2、回填碎石土：扶壁式挡土墙6施工完成并满足强度要求后，分层回填碎石土层7并压实，压实系数不得小于0.97，回填至最下道预留锚索孔16位置，准备施工该层的多个预埋锚索18。
68.3、锚索锚固体开槽：在每个锚索18的位置均进行开槽，槽体8分为三部分，锚索自由槽22、锚索锚固槽20和扩大头槽21，锚索自由槽22和锚索锚固槽20截面为倒等腰梯形，扩大头槽21(a
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a)截面为倒等腰梯形，槽体8截面积大小满足设计要求。
69.例如梯形面积不得小于0.1
㎡
，但是不大于扩大头5截面面积，本实施例中梯形面积为0.2
㎡
，槽体8长度为15m～30m，扩大头5截面面积为0.5
㎡
～2
㎡
(a
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a)，选取扩大头5截面面积为0.5
㎡
，扩大头5长度为2m～5m，锚索自由段3长度为5m～10m，锚索锚固段4长度为10m～20m。
70.4、在锚索锚固槽20和扩大头槽21内设置锚索18，在锚索锚固槽20部分设置多个对中支架9(对中支架间距1.5m)，并对锚索锚固槽20和扩大头槽21进行强度不小于m30的水泥砂浆浇筑，在锚索锚固段4形成水泥砂浆层10，在锚索锚固段4端部形成扩大头5。
71.待锚索锚固段4锚固体强度达到设定要求(24mpa)后，在锚索自由槽22内设置多个
对中支架9，对锚索自由段3处的钢绞线2在扶壁式挡土墙6立面的端头进行张拉并使用外侧的锁定锚头1固定，在锚索自由槽22内填回填碎石土层7。
72.锚索自由段3处的钢绞线2已预先进行防腐处理，此为常规操作。
73.5、锚索张拉：对于每层的多个待锚索锚固段4固体强度达到设定要求(24mpa)后，继续分层回填碎石7土并压实，向上回填至下一道锚索18标高处，对锚索18进行张拉并锁定，锚索18应先预张拉至轴向承载力设计值的20％，然后再张拉至轴向承载力设计值，持荷时间不小于5分钟，然后退至预应力锁定值进行锁定。
74.6、重复上述步骤完成每层的锚索层，并向上至回填碎石土层7回填至扶壁式挡土墙6墙顶。
75.7、施工完成后应进行验收试验。
76.8、建造完毕，应在一定周期内进行变形及健康监测，以掌握边坡变形规律，必要时采取安全措施，防止工程事故的发生。