一种加固挡土墙结构及其施工方法与流程

本发明属于土木工程技术领域，尤其涉及一种加固挡土墙结构及其施工方法。

背景技术：

挡土墙是支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，但常因施工不当或受荷条件发生变化，加之常年排水不畅引起大量雨水下渗积存，导致出现较大位移、倾斜甚至开裂等病害现象，存在安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种加固挡土墙结构，以解决现有技术中的挡土墙可能出现的位移、倾斜甚至开裂等病害现象。本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例所提供的一种加固挡土墙结构，其特征在于，包括：挡土墙；锚固桩，沿所述挡土墙的长度方向成排设置于所述挡土墙的墙前和墙背；连接体，沿所述挡土墙的宽度方向连接于墙前和墙背对应的两所述锚固桩的桩顶；以及传力体，连接在所述挡土墙与墙前的所述锚固体之间。

进一步地，所述锚固桩包括插入土体的型管桩和向所述型管桩的空腔内浇筑的加固体，所述连接体为预制型槽，所述预制型槽固接于所述型管桩的桩顶。

进一步地，所述加固挡土墙结构还包括第一加强板，所述第一加强板的一端与所述预制型槽连接，所述第一加强板的另一端设置于所述型管桩的空腔内与所述加固体连接。

进一步地，所述第一加强板与所述加固体的的连接深度为190～210mm。

进一步地，所述加固挡土墙结构还包括第二加强板，至少两个所述第二加强板间隔设置在所述锚固桩的周侧，所述第二加强板连接所述锚固桩和所述连接体。

进一步地，沿所述挡土墙长度方向一侧的相邻两所述锚固桩之间的间距为1.5～2m。

进一步地，所述挡土墙的墙前和墙背对应的两所述锚固桩沿所述挡土墙宽度方向的投影重合。

进一步地，所述锚固桩的长度为所述挡土墙高度的2倍，所述锚固桩的桩顶高出所述挡土墙的顶面为0.4～0.6m。

本发明实施例的另一方面提供一种加固挡土墙结构的施工方法，包括：在挡土墙的墙前和墙背沿所述挡土墙的长度方向分别施做成排的锚固桩；沿所述挡土墙的宽度方向施做连接体，连接所述挡土墙的墙前和墙背对应的两所述锚固桩的桩顶；在所述挡土墙与墙前的所述锚固体之间施做传力体。

进一步地，在挡土墙的墙前和墙背沿所述挡土墙的长度方向分别施做成排的锚固桩的步骤，具体包括：根据所述挡土墙的竣工图，检算并确定所述锚固桩的设计参数；确定所述锚固桩的施做位置，根据所述设计参数在所述施做位置处形成引导孔；将所述锚固桩对准所述引导孔并插入至设计深度，所锚固桩的桩顶高出所述挡土墙预设距离；向所述锚固桩的空腔内浇筑混凝土或水泥砂浆。

进一步地，在所述挡土墙与墙前的所述锚固体之间施做传力体的步骤，具体包括：在所述挡土墙与墙前的所述锚固体之间设置模板；在所述模板内浇筑混凝土或水泥砂浆形成所述传力体。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述锚固桩与所述连接体之间施做第一加强板，所述第一加强板位于所述锚固桩的空腔内连接所述连接体和所述锚固桩；在所述锚固桩与所述连接体之间施做第二加强板，所述第二加强板位于所述锚固桩的周侧连接所述连接体和所述锚固桩。

进一步地，所述施工方法还包括：在所述锚固桩及所述连接体的表面涂防锈油漆；在所述挡土墙的顶面设置绿色植被及地表水体引排结构。

本发明实施例所提供的一种加固挡土墙结构及施工方法的有益效果为：

该加固挡土墙结构不仅适用于已建的病害挡土墙加固，也适用于新建的加固挡土墙，通过连接体连接挡土墙两侧的锚固桩，经传力体有效的将挡土墙受到的土体压力传递至锚固桩，并进一步支撑挡土墙，提高了挡土墙的抗滑移、抗倾覆、抗开裂等性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是病害挡土墙的第一种现有处理措施；

图2是病害挡土墙的第二种现有处理措施；

图3是病害挡土墙的第三种现有处理措施；

图4是本发明实施例提供的加固挡土墙结构的示意图；

图5是图4的右视图；

图6是图5的俯视图；

图7是图6中b处放大示意图；

图8是图7中c-c剖面图；

图9是图5中a处放大示意图；

图10是图9的d-d剖面图；以及

图11是本发明实施例提供的加固挡土墙结构的施工方法流程图；

附图标记说明：

s、改建路基边坡；s1、现状路基边坡；s2新建路基边坡；10'现状病害挡土墙，10"新建挡土墙；p、反压墩台；r、锚固件；m、钢筋混凝土肋；g、地面线；

10、挡土墙；20、锚固桩；30、连接体；40、传力体；50、第一加强板；60、第二加强板；

101、挡土墙顶；102、挡土墙趾；103、挡土墙踵；104、基底；

201、型管桩；202、加固体。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在具体实施例中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征的组合可以形成不同的实施例和技术方案。为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征的各种可能的组合方式不再另行说明。

在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二”仅仅是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。

挡土墙10用于支承路基边坡或山坡土体、防止土体变形失稳。在挡土墙10横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙前；与地基直接接触的部位称为基底104；与基底104相对的、墙的顶面称为挡土墙顶101；基底的前端称为挡土墙趾102；基底的后端称为挡土墙踵103。

本发明实施例提供的一种加固挡土墙结构，包括挡土墙10；锚固桩20，沿挡土墙10的长度方向成排设置于挡土墙10的墙前和墙背；连接体30，沿挡土墙10的宽度方向连接于墙前和墙背对应的两锚固桩20的桩顶；以及传力体40，连接在挡土墙10与墙前的锚固体20之间。

如图4中，靠近改建路基边坡s，位于挡土墙踵103一侧的是挡土墙背的锚固桩20，位于挡土墙趾102一侧的是挡土墙前的锚固桩20，墙前与墙背的两锚固桩20通过连接体30连接。本发明实施例通过传力体40连接在挡土墙10与墙前的锚固体20之间，使挡土墙10受到的土体压力能有效传递到墙前锚固桩20上、并通过连接体30传导至墙背锚固桩20，并进一步的传递至锚固的土体中使形成一个协同工作的受力体以支撑挡土墙，提高了挡土墙的抗滑移、抗倾覆、抗开裂等性能。

本发明实施例不仅适用于新建的加固挡土墙，还适用于病害挡土墙的加固。

现有技术中，病害挡土墙的常用处理措施如下：

如图1所示，第一种处理措施：拆除重建。对现状病害挡土墙10'以及现状路基边坡s1进行拆除，并就近重建新建挡土墙10"和新建路基边坡s2。若邻近既有线作业(例如，铁路或道路运营)，则大型机械难以进场施工，且拆除圬工、立模、浇筑等工序需要采取较多的临时支护措施，施工难度大，对既有线运营存在影响。

如图2所示，第二种处理措施：在现状病害挡土墙10'墙前增设反压墩台p。现状病害挡土墙10'前往往紧挨既有线路，加固反压墩台p尺寸一般较大，墙前因无施做空间而难以实施。

如图3所示，第三种处理措施：在现状病害挡土墙10'墙背施做锚固件r，例如张拉预应力锚杆或锚索，墙前新建钢筋混凝土肋m以加固现状病害挡土墙10'。当墙背的土体为填土或一般黏性土的情况下，锚固件r张拉力难以有效传递，锚固效果不佳。

病害挡土墙因施工环境条件、地质条件等因素限制，导致施工困难或无法实施、或实施代价巨大时，可采用本发明实施例的加固挡土墙结构，既发挥了挡土墙的能效，又可将土压力传递到深层稳定的土体中，有效提高了挡土墙的抗滑移、抗倾覆、抗开裂等性能。

进一步的，锚固桩20可以为灌注桩，例如钻孔灌注桩或沉管灌注桩，也可以为工字钢桩或h型钢桩。如图4所示，挡土墙10的基底104位于地面线g以下，本实施例中的锚固桩20包括插入土体的型管桩201和向型管桩201的空腔内浇筑的加固体202。型管桩201是一种空心筒体结构，可提前预制；根据型管桩201横截面的形状分为不同型管，可以为圆管、方管或异形管等。例如，本实施例中型管桩201可选用dn250钢管。加固体202可以为水泥砂浆或混凝土，水泥砂浆可选m30强度，混凝土可选高强灌浆料或超高性能混凝土uhpc(ultra-highperformanceconcrete)，具有自流性好，快硬、高强等特色，在施工方面具有质量牢靠，缩短工期和使用方便等优势。将加固体202浇筑于插入土体的型管桩201空腔内凝固，可有效增加锚固桩20与土体之间的连接。

连接体30可现场浇筑，也可提前预制。本实施例中，连接体30为预制型槽，预制型槽根据其横截面的形状，可以为u型、v型、i型、h形或t型等，如图5所示，预制型槽为u型槽，本实施例中的预制型槽可选用32b型槽钢。预制的u型槽的凹槽一面与型管桩201的桩顶接触面处固接，例如焊接、螺栓连接或销轴连接等，具有加强稳固锚固桩20的作用。

进一步的，锚固桩20的长度为挡土墙10高度的2倍，如图4所示，当锚固桩20插入土体后，锚固桩20的桩顶高出挡土墙10的顶面距离l2为0.4～0.6m，例如l2取0.4m或0.5m或0.6m。如此，锚固桩20在土体中的插入深度合适，有利于锚固桩20承受土体的压力并进行传力，保证加固效果。

进一步的，如图5所示，沿挡土墙10长度方向一侧的相邻两锚固桩20之间的间距l1为1.5～2m，例如l1取1.5m或1.8m或2m。相邻两锚固桩20之间的间距应该适当，不宜过宽或过窄，过宽时，锚固桩20的承力性能相对较弱，容易出现加固后损坏；间距过窄时，需耗费大量物资，增加成本。

进一步的，墙前和墙背的两锚固桩20对应方式不限制，可对齐设置，也可错开设置。如图6所示，墙前和墙背对应的两锚固桩20沿挡土墙10宽度方向的投影重合，即墙前锚固桩20和墙背锚固桩20在挡土墙10宽度方向上对齐设置，有利于连接体30连接后在挡土墙10宽度方向的传力。

一实施例中，加固挡土墙结构还包括第一加强板50，第一加强板50的一端与连接体30连接，第一加强板50的另一端与锚固桩20连接。当连接体30为预制型槽时，第一加强板50的一端与预制型槽连接。更进一步的，第一加强板50的一端固接于预制型槽与型管桩201固接的端面上，且第一加强板50在预制型槽上的固接宽度小于型管桩201的内径，如此，当预制型槽与型管桩201固接前，加强板50的另一端能设置于型管桩201的空腔内与加固体202连接。

需要说明的是，当加固体202为水泥砂浆或混凝土时，第一加强板50需要在水泥砂浆或混凝土未凝固前与加固体202连接，便于凝固后紧密固结。

具体的，第一加强板50可以为直板或十字板；如图7～图8所示，第一加强板50的一端与连接体30的焊接长度为l3，另一端插入型管桩201空腔内与加固体202的连接深度为l4。l3与l4可相等，也可不等，具体可根据需要选择合适尺寸的第一加强板50。具体的，第一加强板50与加固体202的连接深度l4为190～210mm。例如，l4可取200mm，l3也可取200mm。第一加强板50与连接体30和加固体202的连接具有一定长度或深度且尺寸相同时，更进一步保证了连接与传力稳定性，有利于连接体30与加固体202的连接更紧密且增加传力效果。

进一步的，第一加强板50在型管桩20桩顶的中心位置处与加固体202连接，有利于连接体30两端受力平衡。

一实施例中，加固挡土墙结构还包括第二加强板60，至少两个第二加强板60间隔设置在锚固桩20的周侧。具体的，锚固桩20包括型管桩201，第二加强板60间隔设置于型管桩201外侧壁上，通过第二加强板60连接锚固桩20和连接体30，进一步加固挡土墙10。

具体的，第二加强板60可以为牛腿(梁托的别名，作用是衔接悬臂梁与挂梁，并传递来自挂梁的荷载)，如图7、图9～图10所示，第二加强板60包括第一侧面以及与第一侧面相邻的第二侧面，第一侧面与连接体30连接，第二侧面与锚固桩20连接；其连接方式可为活动连接，也可为固定连接。本实施例中，为了加强连接体30与锚固桩20之间的固定，第一侧面与连接体30焊接，第二侧面与锚固桩20焊接。第一侧面与连接体30的焊接长度为l5，第二侧面与锚固桩20的焊接长度为l6，l5与l6可相等，也可不等，具体可根据需要选择合适尺寸的第二加强板60。

本发明是实施例的第二方面提供一种加固挡土墙结构的施工方法，如图11所示，包括：

t1:在挡土墙10的墙前和墙背沿挡土墙的长度方向分别施做成排的锚固桩20；

t2:沿挡土墙的横向方向施做连接体30，连接挡土墙墙前和墙背对应的两锚固桩20的桩顶；

t3:在挡土墙10与墙前的锚固体20之间施做传力体40。

本发明实施例的施工方法，能减小对既有线的干扰，避免了因填土松散导致的锚固效果不佳的问题；施工方式简单，通过施做传力体40，能有效将挡土墙受到的土体压力传递至锚固桩20，施做连接体30连接挡土墙两侧的锚固桩20使受力传导至锚固的土体中，并进一步支撑挡土墙，提高了挡土墙的抗滑移、抗倾覆、抗开裂等性能。

其中，步骤t1具体包括：

t101:根据挡土墙10的竣工图，检算并确定锚固桩10的设计参数；

t102:确定锚固桩20的施做位置，根据设计参数在施做位置处形成引导孔；

可借助测量仪器对锚固桩20的中心位置进行现场定位，并通过机械或人工的方式挖槽形成一定深度的引导孔；通过定位锚固桩20的中心位置，可有效保证锚固桩20的施做位置，使得沿挡土墙10长度方向一侧的相邻两锚固桩20之间的间距保证在一定范围内，例如：1.5～2m。

进一步的，挡土墙墙前和墙背对应的两锚固桩20沿挡土墙10宽度方向的投影重合，即墙前锚固桩20和墙背锚固桩20在挡土墙10的宽度方向上对齐设置，有利于墙前与墙后的锚固桩20经连接体30连接后在挡土墙10宽度方向的传力。

t103：将锚固桩20对准引导孔并插入至设计深度，锚固桩20的桩顶高出挡土墙10预设距离；

具体的，在施工前，预制锚固桩20的长度例如为挡土墙10高度的2倍，锚固桩10在插入引导孔内至设计深度时，预留桩顶高出挡土墙10的顶面为0.4～0.6m；如此，锚固桩20在土地中的插入深度合适，能很好的承受土体的压力并进行传力，保证加固效果。

t104:向锚固桩10的空腔内浇筑混凝土或水泥砂浆，并人工振捣密实，增加锚固桩20与土体之间的连接。

步骤t3具体包括：

t300：在挡土墙10与墙前的锚固体20之间设置模板；其模板高度可与挡土墙顶101齐平，也可不齐平，具体高度根据需要进行设计。

t301:在模板内浇筑混凝土或水泥砂浆形成传力体40。传力体40能使挡土墙10受到的土压力能有效传到至墙前锚固桩20上，并通过桩顶连接的连接体30，传导至墙背的锚固桩20，墙前、墙背两排锚固桩20再将受力传导至锚固的土体中，整个结构形成一个协同工作的受力体，能有效起到加固作用。

本发明实施例的施工方法还包括：

t310:在锚固桩20与连接体30之间施做第一加强板50，第一加强板50位于锚固桩20的空腔内连接连接体30和锚固桩20；具体的，锚固桩20包括插入土体的型管桩201和向型管桩的空腔内浇筑的加固体202；第一加强板的一端与连接体30连接，第一加强板的另一端设置于型管桩201的空腔内与加固体202连接。需要说明的是，t310可以在步骤t2之前，如此，可保证第一加强板50与加固体202连接后，再将连接体30与锚固桩20的桩顶连接，加固挡土墙结构。

t320:在锚固桩20与连接体30之间施做第二加强板60，第二加强板60位于锚固桩20的周侧连接连接体30和锚固桩20；通过第二加强板60连接锚固桩20和连接体30使进一步加固挡土墙10结构并传递连接体30至锚固桩20的压力。第二加强板60可间隔设置多个。步骤t320可在步骤t3之前，也能在t3之后进行，没有先后顺序。

本发明实施例的施工方法还包括：

t4:在锚固桩20及连接体30的表面涂防锈油漆；预防锚固桩20以及连接体30的蚀坏。

t5:在挡土墙10的顶面设置绿色植被及地表水体引排结构，预防水土流失。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。