一種既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于，結(jié)構(gòu)由上到下主要包括Z形防水板、鋼筋網(wǎng)、混凝土面層、錨桿、輕質(zhì)填料、固化土層；在墻背頂部設(shè)置有Z形防水板并上覆混凝土密封帶；擋土墻墻身及墻后填土內(nèi)設(shè)置有供錨桿插入和輕質(zhì)填料灌注的孔道；墻面外側(cè)設(shè)鋼筋網(wǎng)和混凝土面層；錨桿的末端具有擴大端頭，伸出端設(shè)置鋼墊板錨頭；擋土墻前設(shè)置固化回填土層。本實用新型涉及的擋土墻補強結(jié)構(gòu)，對原擋土墻的結(jié)構(gòu)影響較小、外形美觀，既可增強擋土墻結(jié)構(gòu)整體性、減小墻背主動土壓力、提高擋土墻抗傾覆和滑移能力，還可防止外側(cè)水體滲入，適用范圍廣。
【專利說明】一種既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對既有擋土墻的補強結(jié)構(gòu)，特別涉及一種可同時實現(xiàn)擋土墻補強加固、改變土壓力狀態(tài)、控制地下水作用的擋土墻補強結(jié)構(gòu)。屬于公路工程領(lǐng)域，適用于路基工程中擋土墻結(jié)構(gòu)的補強工程。
【背景技術(shù)】
[0002]擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物，具有結(jié)構(gòu)簡單、占地少、施工方便和造價低廉等諸多優(yōu)點。目前，擋土墻不僅廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、城市建設(shè)，同時還應(yīng)用于水壩建設(shè)、河床整治、港口工程、水土保持、土地規(guī)劃、山體滑坡防治等領(lǐng)域。
[0003]擋土墻承受的主要荷載是土壓力、水壓力、墻體重量，以及上部外加荷載。在這些荷載的組合作用下，擋土墻的穩(wěn)定狀態(tài)、受力性能不斷發(fā)生變化，尤其是當(dāng)環(huán)境因素發(fā)生異常變化時，擋土墻結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)不同程度的損傷，甚至出現(xiàn)失穩(wěn)問題，對工程的建設(shè)效益和工期產(chǎn)生不利影響。對此，為確保擋土墻的穩(wěn)定和安全，工程中常需對一些既有擋土墻進行補強處理。
[0004]目前，對欠穩(wěn)定擋土墻的加固方法主要有預(yù)應(yīng)力錨固、重力式翼墻、后垛式扶壁墻等。預(yù)應(yīng)力錨固是用錨固方法增加支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的一種措施，該方法先打鉆孔穿過有可能滑動的或已經(jīng)滑動過的滑動面，再將鋼筋(或鋼索)的一端固定在孔底的穩(wěn)定巖土體中，隨后將鋼筋(或鋼索)拉緊以至能產(chǎn)生一定的回彈力(即預(yù)應(yīng)力)，并將鋼筋(索)的另一端固定于支擋結(jié)構(gòu)表面，利用鋼筋(或鋼索)的回彈力壓緊可能滑動的支擋結(jié)構(gòu)，從而達到提高支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。擋土墻后填土內(nèi)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨桿(或錨索)又分為單一預(yù)應(yīng)力錨固、噴射混凝土和預(yù)應(yīng)力錨桿聯(lián)合加固等。重力式翼墻和后垛式扶壁墻是在路堤擋土墻外偵牝為保證路堤增強路堤穩(wěn)定性而設(shè)置的一種擋土結(jié)構(gòu)物，均屬于被動承載加固方式。
[0005]上述加固方式在適宜的工程條件下取得了良好的加固效果，但仍存一定不足，如預(yù)應(yīng)力錨固對墻后土體承載力要求較高，而且施工周期長、工程成本高；重力式翼墻和后垛式扶壁墻工程的土石方工程量較大，而且需要占用更多的施工場地，施工工期較長。
[0006]已有將預(yù)應(yīng)力錨桿(或錨索)和噴射混凝土聯(lián)合加固的方法，其加固效果也較為理想，當(dāng)仍屬被動支護，對墻背填料產(chǎn)生的主動土壓力的控制力度有限，而且未能改變抗傾覆穩(wěn)定性支點的位置，對欠穩(wěn)定擋土墻往往需要較大支護力，工程造價較高。
[0007]綜上所述，盡管工程中已有一些可用于解決欠穩(wěn)定擋土墻穩(wěn)定性問題的加固結(jié)構(gòu)，各種結(jié)構(gòu)在控制擋土墻的變形、提高墻體的穩(wěn)定性等方面具有積極意義，但既有結(jié)構(gòu)措施主要從減少下滑力角度提出，且多為被動支護，在支護效果、支護費用方面尚存欠缺。
[0008]鑒于此，為有效控制擋土墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全狀態(tài)，目前亟需發(fā)明一種集墻體加筋補強，結(jié)構(gòu)防水、墻背土壓力降低、墻前土體硬化于一體的新型擋土墻補強結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的在于，提供一種可減輕墻后填料重量、加大錨固體抗拔力、增強墻面整體性、提高墻前土體強度、防止外界水體滲入的既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，以改善擋土墻的受力狀態(tài)，增強結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。
[0010]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0011]一種既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于，結(jié)構(gòu)由上到下主要包括Z形防水板、鋼筋網(wǎng)、混凝土面層、錨桿、輕質(zhì)填料、固化土層；在墻背頂部設(shè)置Z形防水板并上覆混凝土密封帶；擋土墻墻身及墻后填土內(nèi)設(shè)置有供錨桿插入和輕質(zhì)填料灌注的孔道；墻面外側(cè)設(shè)鋼筋網(wǎng)和混凝土面層；錨桿的末端具有擴大端頭，伸出端設(shè)置鋼墊板錨頭；擋土墻前設(shè)置固化回填土層。
[0012]所述Z形防水板采用厚度大于0.8mm的土工膜，各項參數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范之要求，Z形防水板的上部與墻背頂面緊密貼合，下部嵌入路面結(jié)構(gòu)層底面以下。
[0013]所述供錨桿插入和輕質(zhì)填料灌注的孔道相互平行，孔道與水平面的夾角為5°?15°，而且兩種孔道的孔徑不同。
[0014]所述鋼筋網(wǎng)在錨桿端頭部位的縱橫向鋼筋各設(shè)兩排，并與錨頭墊板焊接連接。
[0015]所述輕質(zhì)填料灌注于輕質(zhì)填料灌注孔道的墻后填土引孔段，墻身引孔段采用混凝土注漿密封。
[0016]本實用新型具有以下的特點和有益效果:
[0017](I)墻背頂部與路面結(jié)構(gòu)交界處設(shè)置的Z形防水板和后澆筑混凝土密封帶，可以有效阻止外界水體滲入墻后土體內(nèi)，有助于降低環(huán)境因素改變對擋土墻性能的影響。
[0018](2)通過在孔道內(nèi)灌入輕質(zhì)填料，可在一定程度上降低墻后填料的重量，減小墻后的主動土壓力值。
[0019](3)墻面設(shè)置鋼筋網(wǎng)并噴射混凝土，既有助于增強擋土墻結(jié)構(gòu)的整體性，還可作為加筋錨桿的承載體。
[0020](4)在擋土墻墻趾附近土層設(shè)置固化土板，可增強擋土墻前土體的抗剪切能力、力口大擋土墻的被動土壓力，有助于防止擋土墻發(fā)生滑移、傾覆破壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型擋土墻補強結(jié)構(gòu)斷面圖；
[0022]圖2是注漿錨桿端頭放大圖。
[0023]圖中:1-擋土墻墻身，2-錨桿，3-錨頭，4-鋼筋網(wǎng)，5-混凝土層，6_輕質(zhì)填料，7_后注漿回填體，8-反濾體，9-排水管，10-擋土墻基礎(chǔ)，11-固化土層，12-基礎(chǔ)墊層，13- Z形防水板，14-混凝土密封帶，15-路面結(jié)構(gòu)層，16-擴大端頭，17-墻后填土，18-地基土層，19-硬土層，20-橫向鋼筋，21-縱向鋼筋，22-錨桿注漿體，23-錨墊板。
具體實施例
[0024]本實施例中注漿錨桿、輕質(zhì)填料的設(shè)計及施工技術(shù)要求，鋼筋網(wǎng)綁扎、鋼板焊接施工技術(shù)要求，固化回填土的配合比及施工技術(shù)要求等，本實施例中不再累述，重點闡述本實用新型涉及結(jié)構(gòu)的實施方式。
[0025]圖1是本實用新型擋土墻補強結(jié)構(gòu)斷面圖，圖2是注漿錨桿端頭細部大樣圖。參照圖1所示的擋土墻補強結(jié)構(gòu)，主要包括錨桿2、鋼筋網(wǎng)4、混凝土層5、輕質(zhì)填料6、固化土層11、Z形防水板13。
[0026]待加固擋土墻為重力式路肩擋土墻，墻高8.5m，墻面坡度為1:0.2，墻背填土為砂性土，擋土墻基礎(chǔ)寬4m、高0.8m,基礎(chǔ)下鋪設(shè)砂墊層,基礎(chǔ)墊層厚0.4m。
[0027]在原擋墻墻面上搭設(shè)腳手架，架子寬度1500mm，橫桿高度1800mm，將鋼架與壁面之間楔緊，相鄰鋼架之間連接牢靠。
[0028]以擋土墻墻面為支撐面，通過風(fēng)鉆向擋土墻墻身I及墻后填土 17內(nèi)鉆設(shè)供錨桿2插入和輕質(zhì)填料6灌注的孔道；錨桿2插入孔的孔徑為110_，鉆孔縱向和橫向的間隔均為4m，鉆孔深度為15m ;當(dāng)鉆至設(shè)計深度后，將套管鉆進至要求深度，然后用25MPa的高壓從孔底開始自下向上擴孔，擴孔端長2m ;輕質(zhì)填料灌注孔的孔徑為250mm，鉆孔的縱橫向間隔均為4m，鉆孔深度為Sm，使孔口位于兩相鄰錨桿插入孔的中間；各鉆孔在地層中沿水平向下傾斜10°。
[0029]鉆孔完成后，用高壓風(fēng)清孔，將空內(nèi)壁及根部殘留廢土清除干凈，清孔完畢后先用土工布將輕質(zhì)填料灌注孔的孔口堵住，再將錨桿2連同內(nèi)徑50_的灌漿管一起插入錨桿孔內(nèi)。錨桿采用直徑為32mm，強度等級為Q235的螺紋鋼筋。
[0030]待擋土墻錨桿2全部插入后，用灌漿泵將砂漿自孔底壓入錨桿注漿孔內(nèi)，在擴孔端形成擴大端頭16，在注漿過程中，逐步將灌漿管緩慢勻速拔出，并保持管口埋入砂漿的深度不小于1500mm。當(dāng)砂漿灌至孔口時立即減壓為零。灌漿管拔出孔口后立即將制作好的封口板塞進孔口，形成錨桿注漿體22。
[0031]取下輕質(zhì)填料灌注孔孔口的土工布，用壓力泵將輕質(zhì)填料6注入預(yù)設(shè)的輕質(zhì)填料灌注內(nèi)孔道內(nèi)，灌注體應(yīng)填滿輕質(zhì)填料灌注孔道的墻后填土引孔段；輕質(zhì)填料6采用氣泡輕質(zhì)混凝土，其容重不大于6kN/m3，28天強度不小于0.8MPa，水泥采用32.5#普通硅酸鹽水泥，氣泡比例不低于65% ;待輕質(zhì)填料6強度達到設(shè)計強度的90%后，用防水混凝土填充輕質(zhì)填料灌注孔道的墻身引孔段，形成后注漿回填體7。
[0032]在錨桿2的伸出錨頭3上套入錨墊板23，錨墊板23的尺寸為30cmX 30cm，厚度為10mm，采用強度等級為Q345。
[0033]上述工序完成后，擋土墻坡面外側(cè)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)4，鋼筋網(wǎng)4的鋼筋采用直徑為10mm、強度等級為Q235的光面鋼筋。鋼筋網(wǎng)4在錨桿端頭3部位進行加密，即該部位的橫向鋼筋20和縱向鋼筋21各設(shè)兩排，并將橫向鋼筋20和縱向鋼筋21與錨墊板23焊接連接；在鋼筋網(wǎng)4與坡面之間設(shè)置拉結(jié)鋼筋，拉結(jié)鋼筋采用直徑為12_、強度等級為Q235的光面鋼筋。
[0034]待鋼筋網(wǎng)4鋪設(shè)完成后，向擋土墻坡面噴射混凝土，混凝土強度等級為C30，噴層厚度為150mm。
[0035]將路面結(jié)構(gòu)層15及擋土墻頂部土路肩部分的填土挖除，開挖深度為80cm，開挖寬度較Z形防水板13的下底面寬20_ ;開挖完成后將與Z形防水板13接觸部位進行清刷及表層修整，然后將Z形防水板13與擋土墻墻頂、墻背、路面結(jié)構(gòu)層底面緊密貼合固定；Z形防水板13采用厚度為1_的土工膜，土工膜各項參數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范之要求。
[0036]Z形防水板13鋪設(shè)完成后，在其頂面澆筑混凝土，形成混凝土密封帶14，該混凝土采用強度等級為42.5MPa的普通硅酸鹽水泥，強度等級為C40。[0037]向擋土墻I墻前3m、擋土墻基礎(chǔ)10底面以上的地基土內(nèi)摻入普通硅酸鹽水泥攪拌形成固化土層11 ;固化用水泥采用強度等級為32.5MPa的普通硅酸鹽水泥，固化劑摻入比例為5% (質(zhì)量比)。
【權(quán)利要求】
1.一種既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于，結(jié)構(gòu)由上到下主要包括Z形防水板、鋼筋網(wǎng)、混凝土面層、錨桿、輕質(zhì)填料、固化土層；在墻背頂部設(shè)置Z形防水板并上覆混凝土密封帶；擋土墻墻身及墻后填土內(nèi)設(shè)置有供錨桿插入和輕質(zhì)填料灌注的孔道；墻面外側(cè)設(shè)鋼筋網(wǎng)和混凝土面層；錨桿的末端具有擴大端頭，伸出端設(shè)置鋼墊板錨頭；擋土墻前設(shè)置固化回填土層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于所述Z形防水板采用厚度大于0.8mm的土工膜，Z形防水板的上部與墻背頂面緊密貼合，下部嵌入路面結(jié)構(gòu)層底面以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于所述供錨桿插入和輕質(zhì)填料灌注的孔道相互平行，孔道與水平面的夾角為5°?15°，而且兩種孔道的孔徑不同。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋼筋網(wǎng)在錨桿端頭部位的縱橫向鋼筋各設(shè)兩排，并與錨頭墊板焊接連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的既有擋土墻補強結(jié)構(gòu)，其特征在于所述輕質(zhì)填料灌注于輕質(zhì)填料灌注孔道的墻后填土引孔段，墻身引孔段采用混凝土注漿密封。
【文檔編號】E02D29/02GK203462484SQ201320440232
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】孫瑋, 黃小衛(wèi), 陳偉泰, 劉慶懷, 董正軍, 寧永紅, 武仁玉, 宋勤 申請人:杭州華水市政工程有限公司