专利名称：斜桩自平衡式挡土墙的制作方法
技术领域：
本实用新型属于土木工程、特别涉及一种用于边坡治理的挡土墙。
背景技术：
边坡工程在整个大土木工程中处于特别重要的地位，原因是边坡工程量大、技术难度大、事故率高。边坡工程对象的是岩体或土体，岩土体是天然生成的，不能认为制造，特点是性质因地而异，因时而异；人类了解不能详尽；不能准确的提供力学参数；设计水平因人而异。这些特点存在给工程建设带来了巨大困难，其结果是对岩土体把握不当，事故率特大(据了解，建筑工程中，边坡事故率占70%)；设计方案不同，成本差异特大；地址条件变化大，在很多情况下没有经济合理的边坡支护方法。目前，高填方边坡治理中采用的结构体主要有悬臂桩挡土墙、锚拉桩挡土墙、重力式挡土墙等。其中重力式挡土墙高度大于8米时，工程成本增加很快，对于高挡土墙而言经济性特别差；悬臂桩挡土墙的弯矩是所有结构类型中最大的一种，所以成本也非常高； 相比之下，对于高大挡土墙而言，锚拉桩的成本比前两者低，所以近年来得到了广泛应用。 但是，锚拉桩挡土墙需要有锚拉条件，一般是挡土墙后有岩体的情况才能用，如果没有锚拉条件，只能用前两种挡土墙结构体系。不幸的是，在很多工程情况下都不存在锚拉条件，所以不得不采用成本很高的支挡结构。另外，采用重力式挡土墙结构需要大开挖，这很可能引起施工阶段的工程事故。对于高大重力式挡土墙需要很好的地基，这也是提高重力式挡土墙难度和成本的一个因素。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了解决上述问题，而提供一种新型边坡支护结构体系， 即适用于填方和半填方边坡支护的斜桩自平衡式挡土墙，这种挡土墙不需要场地地质提供锚拉条件，也不出现坡底大面积开挖，降低施工期的风险。还可大规模降低工程造价，减短工期。本实用新型所涉及的斜桩自平衡式挡土墙包括重力式挡土墙或者悬臂式挡墙、斜桩、斜桩牛腿、顶梁、桩间档土板。斜桩嵌入坡底岩土层中，斜桩上部带牛腿，牛腿上设顶梁， 重力式挡土墙至于顶梁上，斜桩按一定间距布置，桩间设档土板。本实用新型结构体系利用斜桩产生的距离Ll和上部重力式挡土墙的重量Gl，以及L2和斜桩自重G2在坡底产生抗倾覆弯矩Mk，来平衡由边坡推力产生的倾覆弯矩Mq，可达到部分或全部平衡。本实用新型的有益效果是桩身弯矩得到平衡后变得很小，甚至为零。而抗滑桩的主要成本就是弯矩引起大量抗弯钢筋，弯矩的平衡可大幅度节省桩体抗弯矩钢筋，使工程成本大大降低。同时，因为斜桩底部弯矩很小，锚固段减小，也会降低工程成本。本实用新型的其他优点(1)对场地地质条件依赖不大。在很多情况下，边坡所处的地质条件是基岩距地面很远，或者基岩走向平缓，甚至倒倾，使边坡支挡找不到锚拉的锚固点。在这种情况下，支挡方案不能采用行之有效的锚拉支挡结构体系，而不得不采用非锚拉结构体系。重力式挡墙就是最常见的非锚拉方案，但是边坡高度一般大于8米以上，重力式挡墙就不合适了，成本会随着高度增加而迅速提高。另外，由于基岩面距地面远，高挡墙的地基承载力也是很难处理的问题，工程造价很高。传统方法中，高挡墙非锚拉结构通常是悬臂抗滑桩结构体系。悬臂桩是所有结构中弯矩最大，配筋量特别大一种结构，很不经济。对于高挡墙而言，其他形式的挡墙结构都存在很多问题。比如加筋土挡墙对填料要求过高，不适于水下挡土。….。 本实用新型不受这些条件限制。首先由于桩身弯矩小，嵌固端要求不高，甚至可以嵌固在土层中。其次，挡墙本身是自平衡的，不需要任何锚拉结构。所以对地质条件的依赖性较小。[0009](2)边坡底部不需要大量开挖，提高施工期安全性。对于高边坡而言，除了抗滑桩结构以外，大多数挡土墙需要在坡底进行开挖、回填，以满足挡墙地基承载力。坡底开挖会破坏施工期边坡的临时稳定，引发工程事故，这一直是边坡工程施工中的一大难题。本实用新型只需要在坡底进行挖孔(或钻孔)，不会引起边坡施工期的失稳，保证了施工期边坡的安全性。(3)本实用新型结构简单、施工工艺成熟、抗腐蚀能力强可用于水下边坡支挡、技术要求不高、堆填料的要求不高，因此可适用于很多复杂条件的边坡工程。
图1为本实用新型挡土墙结构的正立面图图2为图1的A-A剖面图上述图中1 一斜桩，2—桩间档土板，3—牛腿，4一顶梁，5—重力式挡土墙，F—边坡推力合力，Gl—重力式挡墙重力合力，G2—斜桩重力合力，Mq—边坡推力引起的桩身倾覆弯矩，Mk—挡墙重力引起的桩身抗倾覆弯矩，h—边坡推力合力距坡底的距离，Ll一重力式挡墙重力合力距坡底桩轴线的距离，L2—斜桩重力合力距坡底桩轴线的距离，q—边坡推力，α 一斜桩倾角。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型进一步说明如下(1)如图2所示，在坡底开挖成孔或钻孔；施工斜桩1、牛腿3和桩间挡土板2 ；(2)斜桩1和桩间挡土板2后部分回填土 ；(3)施工钢筋混凝土顶梁4，上部重力式挡土墙5或者悬臂式挡墙；(4)重力式挡土墙5或者悬臂式挡墙后土体回填。需要说明的是，斜桩间距、截面尺寸、长度、配筋等根据边坡条件计算设计。重力式挡墙和顶梁也是根据具体情况计算确定的。设计时，根据边坡高度、地质条件、地面荷载等， 调整上部重力式挡墙与斜桩的比例，力图达到桩底弯矩最小。还需要说明的是、即使场地有锚拉条件，本实用新型还是更经济一些。在边坡推力太大，上部重力式挡墙自重不能完全平衡倾覆弯矩时，可少量配置斜桩的抗弯钢筋。在有锚拉条件的情况下，也可以结合锚拉结构做本实用新型结构，经济上也更合算、最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1. 一种斜桩自平衡式挡土墙，由斜桩(1)、桩间档土板(2)、牛腿(3)、顶梁(4)、重力式挡土墙(5)或者悬臂式挡墙构成，其特征是斜桩(1)嵌入坡底岩层或土层中，斜桩(1)上部带牛腿(3)，牛腿(3)上设顶梁(4)，重力式挡土墙(5)或者悬臂式挡墙至于顶梁(4)上，斜桩(1)按一定间距布置，桩间设桩间档土板(2)。
专利摘要一种斜桩自平衡式挡土墙，由斜桩(1)、桩间档土板(2)、牛腿(3)、顶梁(4)、重力式挡土墙(5)或者悬臂式挡墙构成，其特征是斜桩(1)锚入坡底岩层或土层中，斜桩(1)上部带牛腿(3)，牛腿(3)上设顶梁(4)，重力式挡土墙(5)或者悬臂式挡墙至于顶梁(4)上，斜桩(1)按一定间距布置，桩间设桩间档土板(2)；该结构体系主要利用上部重力式挡土墙(5)的重力在桩底产生抗倾覆弯矩，来平衡边坡推力产生的倾覆弯矩，用于填方、半填方边坡工程支挡，特别适合锚杆、锚索的锚拉条件很差或不具备的边坡工程。该结构体系具有结构简单、受力关系清晰、不受地下水影响、成本极低、适用范围大等优点，适用于库岸治理、地灾治理、边坡支护等土木工程。
文档编号E02D29/02GK202152465SQ20112023026
公开日2012年2月29日 申请日期2011年7月1日 优先权日2011年7月1日
发明者叶晓明 申请人:重庆中科建设(集团)有限公司, 重庆大学