一种锚索-加筋土组合挡土构件及其施工方法与流程

1.本发明属于边坡支护技术领域，具体涉及一种锚索-加筋土组合挡土构件及其施工方法。


背景技术：

2.预应力锚索结构，是指将挡墙和预应力锚索两种可以单独使用的构件按一定的方式组合起来，通过锚索和挡墙与边坡岩土体的相互作用组成支护结构，共同承担由滑坡推力或边坡的卸荷松弛产生的岩土压力，使边坡处于稳定状态。由于能事先在锚索内施加预应力，因此预应力锚索支护结构能起到主动控制边坡的松弛和变形的作用。锚索的预应力使不稳定滑体处于高围压的三向应力状态，与在单轴压力及低围压条件下相比，岩土体的力学特性更好。此时结构面处于压紧状态，边坡岩土体的整体性得到显著提高。锚索可以作用于框架结构上以提供承受荷载的抗力；可以使地层产生压力区并对加固地层起到加筋作用；可以改善地层的力学性能，使框架结构与地层形成共同工作的复合体，使其能有效地承受拉力和剪力。墙体结构在锚索的约束作用下，对变形体起约束作用，使变形体保持整体性，同时控制坡体表面的局部变形，防止局部破坏导致整体破坏。框架锚索既可加固土质边坡又可加固岩质边坡，既可以单独使用又可以和其它支挡结构联合加固边坡，具有广泛的使用前景。
3.加筋土技术是一种用于增加填方土体承载力及减小土体变形的技术。传统加筋土技术的工作机理通常被认为是加筋材料通过约束填料从而提高填料的承载力并减少填料的变形。当填料发生水平变形时，加筋材料会约束土体变形，并且当加筋材料对填料的约束越大，填料力学性能提升会越显著。从目前的研究成果来看，加筋土的作用机理与筋材对填料的约束能力有关，而这种约束能力取决于筋材、填土的力学性能以及两者之间的相互作用。由于现代加筋土技术广泛的适用性，该技术己经被应用于道路、铁路、挡土墙等岩土工程领域，解决了大量的工程问题。其有着成本低，施工简单的优点，如果将两者的优点结合，则兼具经济和适用优势。
4.框架锚索结构的缺点是它属于隐性支护，对支护质量和可靠性的监测和检测不易，有时会出现无明显先兆的冒顶事故，此外，对变形量很大的软岩，支护效果不易保证，另外，多数框架锚索结构为保证绿化效果，在框架梁的空格中种植绿化植物，在雨水作用下易导致空格中的土体流失，最后造成结构失效。现有的分块式加筋土挡墙是指面板由预制砌块构成，将一块块的模块垒砌起来，背后连接筋材。这种加筋土挡墙面板砌块样式多变，结构美观，预制生产，施工迅速，可缩减施工周期，显著降低施工费用，但现有研究表明，预制砌块构成的面板，整体刚度较小，墙体变形较大，抗震性能不足，在垒起过程中安全性较差，且成本较高，经济性较差。整体式加筋土挡墙是指面板由完整的现浇混凝土构成。这种加筋土挡墙面板整体刚度大，墙体变形小，结构稳定性能好，但现场浇筑工序复杂，混凝土立模难度大，费用高，且基本没有绿化效果。且加筋土挡墙与筋材的连接主要依靠模块之间的卡扣作用和墙后连接构件的连接作用，当土体在长时间作用下发生沉降时，传统的连接方式
会使筋材发生破坏，挡墙与筋材之间失去连接。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提出一种锚索-加筋土组合挡土构件及其施工方法，解决现有连接结构中筋材易被破坏的问题。
6.为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：一种锚索-加筋土组合挡土构件，包括立柱和墙面模块，所述立柱设置有插槽，墙面模块插接在两侧立柱的插槽内；墙面模块的内侧面设置有连接构件，连接构件与墙面模块之间形成间隙，加筋材料一端套置在连接构件上并卡在间隙内，上下层的加筋材料之间设置有填料；当土体沉降时，加筋材料可沿连接构件向下移动。
7.优选的方案，所述立柱上设置有预留锚孔，用于预应力锚索的安装。
8.优选的，所述墙面模块的内侧面并排设置有多个连接构件。
9.更优的，所述的连接构件为l形钢筋构件。
10.优选的，所述墙面模块设置有孔道，用于排水和绿化。
11.优选的，所述加筋材料为土工格栅或筋带。
12.更优的，所述筋带连接在水平杆上，再将水平杆嵌入间隙内。
13.优选的，所述立柱和墙面模块为预制构件。
14.优选的，所述立柱为工字型立柱。
15.所述挡土构件的施工方法，包括以下步骤：1）进行整平场地，开挖立柱基础基坑，浇筑基础。
16.2）将预制好的立柱插入基础预留的孔洞中，将墙面模块插入相邻两个立柱中，开始填筑填料并压实，填料填充到加筋材料铺设位置，将加筋材料铺在压实的填料上，将加筋材料与连接构件套置并卡进间隙。
17.3）重复上一步骤，由下而上施工直到整个边坡的设计高度。
18.4）依次从立柱上预留的孔洞中安装预应力锚索，施加预应力。
19.5）根据步骤4中预应力的损失程度确定是否需要后续的补张拉，预应力施加完成后，对立柱上的锚具进行封锚，施工完毕。
20.本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：本发明兼具普通加筋土结构和预应力锚索框架结构双重优点，具体体现在：1、本发明挡土构件采用直接预制拼装的立柱和墙面板，方便生产预制、运输和堆放，立柱和墙面板之间卡嵌连接，不需要其他连接构件。本发明面板背部“l”形钢筋构件可直接与格栅相连，实现了快速、可靠的柱与板、板与筋材连接。
21.2、本发明挡土构件的筋材连接在面板背部“l”形钢筋构件上，筋材可沿着钢筋向下移动，避免了传统连接方式而导致的筋材破坏。
22.3、本发明挡土构件采用预应力锚索和加筋土组合结构，力学性能稳定，使边坡承载能力和抗变形能力显著提高。且本挡土构件减少了预应力锚杆、锚具和格栅的使用量，降低了成本和施工技术难度。施工方便，大大节省了人力，有效减少了工期。
23.4、本发明挡土构件平板形墙面模块上有条状孔道，可用于坡后土体的排水且不会造成土体的流失，也可种植如爬山虎等植物，绿化坡体。
24.5、本发明挡土构件适用于多种地质情况，也可采用多种形式，如直立式、台阶式、倾斜式。
附图说明
25.图1为本发明所述挡土构件的横断面图；图2为实施中支挡结构整体的外表面结构示意图；图3为实施中支挡结构整体的内表面结构示意图；图4为实施例中平板形墙面模块的外表面结构示意图；图5为实施例中平板形墙面模块的内表面结构示意图；图6为实施例中工字形立柱的结构示意图；图7为实施例2中筋带与面板连接方式的结构示意图；附图中：1
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基础，2
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工字形立柱，3
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平板形墙面模块，4
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钢筋连接件，5
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土工格栅，6
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锚杆，7
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填料，8
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排水通道，9
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锚孔，10
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水平钢筋，11
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筋带。
具体实施方式
26.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
27.实施例1参照附图1所示为本实施例的锚索-加筋土组合挡土构件，包括基础1、工字形立柱2、平板形墙面模块3、钢筋连接件4、土工格栅5、锚杆6、填料7、排水通道8、锚孔9。排水孔道8，可根据需要设置合理的形状和大小，不限于条状孔道。参照图2-图3，所述工字形立柱2卡嵌在基础1上，平板形墙面模块3插入相邻工字形立柱2的翼缘，参照图4-图5，平板形墙面模块3的背面有钢筋连接件4，墙面上有排水孔道8；钢筋连接件4为“l”钢筋构件，钢筋连接件4与平板形墙面模块3之间形成间隙，土工格栅5一端套在钢筋连接件4上并卡在间隙内，使钢筋连接件4与土工格栅5紧密连接。上下层的土工格栅5之间填充有填料7；当土体沉降时，土工格栅5可沿着钢筋连接件4向下移动，避免了土工格栅5的破坏。参照图6所示，工字形立柱2上预留锚孔9；用于与锚杆6连接。
28.上述挡土构件的施工方法具体步骤如下：（1）预制构件生产与运输：包括预制的工字形立柱2、平板形墙面模块3的预制工作，可在专业的预制件生产工厂或现场设置专门的预制场预制，预制时按照设计锚孔的位置在立柱上预留锚孔9，平板形墙面模块3上预留排水孔道8，面板背部预埋“l”形钢筋构件。
29.（2）基础施工：整平场地，按照设计的挖槽，开挖基槽，现浇基础1，且基础1顶部应预留立柱插入的凹槽。
30.（3）立柱与面板安装：将工字形立柱2插入基础1的凹槽内，使基础1与立柱连接牢固，并将预制的第一层平板形墙面模块3安装于基础1之上，两边的工字型立柱2之间。
31.（4）加筋土施工：按设计填筑填料7，并分层压实，到铺设土工格栅5时，将土工格栅5套进面板背部的钢筋连接件4上并卡在缝隙内，完成加筋土分层施工。
32.（5）重复以上步骤3、4，由下至上完成填土施工。
33.（6）锚杆安装：在工字型立柱2预留锚孔9的位置安装锚杆6，按照设计的预应力施加预应力，待锚杆6预应力不再损失，进行封锚处理。
34.（7）在墙面板预留的通道中，播撒攀爬类植物的种子，进行边坡绿化。
35.在上述步骤3的墙面板的安装过程中，对于低矮挡墙，可以无需进行临时支撑保持立柱和墙板的稳定，当挡墙较高时，需要临时支撑，待预应力施加完毕即可移除。
36.实施例2本实施例中主体结构与实施例1相同，所不同的是夹紧材料为筋带式的土工格栅，参照图7所示，平板形墙面模块3与筋带11连接时，可将筋带11先绑在一根水平钢筋10上，再将水平钢筋10插在一排“l”形钢筋构件上，嵌入缝隙。
37.具体的施工步骤是在实施例1中的步骤4的加筋土施工过程中，当墙面板背部埋设的筋材为筋带11时，可将筋带11先绑在一根水平钢筋10上，将绑上筋带11的水平钢筋10插入到“l”形钢筋构件中。当土体发生沉降时，筋带11可沿“l”形钢筋构件向下移动，有效减少了因为坡体沉降而导致的筋材破坏。
38.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。