基于抗滑桩挖方工况的斜插板定位方法与流程

本发明涉及一种斜插板定位方法，尤其是一种基于抗滑桩挖方工况的斜插板定位方法，属于所有边坡工程领域。

背景技术：

目前桩板墙在边坡支挡防护中得到广泛应用，斜插式桩板墙是在普通桩板墙基础上发展起来的一项新技术，随着建设美丽中国和绿色通道以及建设美丽云南战略的实施，边坡采用绿色加固防护越来越受到重视，边坡采用绿色加固防护部分或全面代替目前存在的纯混凝土或浆砌片石结构将是今后边坡加固防护的趋势。斜插式桩板墙技术在云南得到了大量应用，并且已写入云南省地方规范《云南省山地城镇市政道路设计导则》，规定有景观要求地段桩板墙采用斜插式桩板墙。斜插式桩板墙结构是对常规桩板墙的一种优化，通过多年的工程实践与科研攻关，对插式桩板墙结构存在的问题进行了大量改进完善，目前该技术从设计到施工方面均已成熟，结构的安全性、耐久性和施工工艺得到了解决，在路肩桩板墙、路堤桩板墙及路堑桩板墙等工况均得到了成功应用。

斜插式桩板墙由于其良好的加固防护效果，是桩板墙技术的发展方向，斜插板的定位技术是斜插式桩板墙的重要组成部分，以前的桩板墙定位不准确，效率低以及连接可靠性低正是斜插式桩板墙难以推广的重要因素，为斜插式桩板墙的推广创造了条件，目前急需一种准确高效、低造价定位方法。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，我们通过对斜插板的各种定位技术的优缺点进行总结，得出一种结构连接安全可靠，施工方便的斜插板定位技术。该定位技术的思路为：以全部连接钢筋(连接抗滑桩和斜插板)整体定位代替以前单根连接钢筋的分别定位。本发明的具体方案如下：

一种基于抗滑桩挖方工况的斜插板定位方法，包括如下步骤：

1)模型板的制作：制作跟斜插板侧面形状大小一致的模型板，模型板上依据斜插板配筋位置预留多个连接孔；

2)模型板的高程计算：

首先，以相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩为定位基准桩；其次，选择模型板的其中三个角点为高程定位点，计算模型板高程。

3)模型板水平位置计算：

以模型板的3个角为水平定位点，计算每个角到抗滑桩一侧的距离，进而获得模型板所需水平位置；

4)模型板定位：

计算好抗滑桩位置后，沿抗滑桩的护壁位置挖一定深度的孔，支立抗滑桩第一节护壁模板，浇筑护壁混凝土；当护壁混凝土成型后，根据步骤2)和3)的计算结果，在抗滑桩桩孔内确定好模型板的位置，将其紧贴抗滑桩护壁，并将定位孔位置标记在抗滑桩护壁上；在护壁的位置标记上钻孔，并将连接钢筋插入护壁孔内；然后沿抗滑桩护壁位置挖孔、支第二节护壁模板、浇筑护壁、定位、钻孔、插入连接钢筋，重复上述步骤，直至最后一块斜插板定位位置；

5)斜插板定位：

当抗滑桩的强度达到规范要求的强度后，开挖桩前及桩间土体，将模型板套入桩外连接钢筋，根据模型板外边线确定斜插板位置，将模型板对应部分的护壁切割取出；绑扎斜插板钢筋，支模浇筑斜插板，使斜插板两端嵌入护壁内，充分保证斜插板的稳定性。

进一步地，所述模型板包括甲型模型板和乙型模型板，其中，甲型模型板板厚度小于乙型模型板，所述模型板为包括三个直角边的五边形，定位孔为三排，各排之间的距离相同且每排孔与孔之间的距离相同，连接钢筋设于定位孔中。

进一步地，所述甲型模型板和乙型模型板均设有15个定位孔，定位孔孔径为28mm，定位钢筋为φ28hrb400钢筋，长600mm。

进一步地，步骤2)中，模型板的高程定位具体如下：

首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩为基准桩进行定位；其次，选模型板的两个钝角和相邻直角旁的直角为1、2、4号高程定位点，其余两个直角依次为3、5号点作为校核点，高程计算公式如下：

hm＝l×sina+k×cosa

上式中：

hi-1,b—当i-1＝0时，h0,b为相邻两桩中较矮桩桩顶标高；

hi,a—自上而下，第i块模型板1、2号点的高程；

hi,b—自上而下，第i块模型板4号点的高程；

nm—模型板板间土坡高度；

hm—模型板板顶竖向间距；

l—模型板最长边长；

α——模型板倾斜角，单位：°；

k——倒角剩余高度；式中，距离单位均为m；

进一步地，所述水平定位方法如下：

以1号点为定位基准点，1～5号点距抗滑桩靠山体一侧的距离计算公式，公式如下：

l1＝x-b2

l3＝l4-w×sina＝l1+(k-w)×sina-l×cosa

l4＝l5-l×cosa＝l1+k×sina-l×cosa

l5＝l1+k×sina

上式中：

x——为抗滑桩截面宽度，x为1.5m、1.75m、2.0m、2.25m或2.50m；

b2——抗滑桩前缘截斜角宽度

l1～l5——分别为1～5号定位点距靠抗滑桩靠山体一侧的桩边水平距离；

w——模型板板宽；

l——模型板板长；

α——模型板水平倾角，43°＜α＜45°；

k——倒角剩余高度；式中，距离单位均为m；2-5号点可选2个作为定位点，其余为校核点。

进一步地，步骤(4)中，若采用吊装钢筋笼，在放置抗滑桩钢筋笼前，不埋设连接钢筋，当钢筋笼放置完成后，再将连接钢筋插入护壁钻孔内，塞入深度为300mm。

本发明的有益效果如下：

(1)速度快，准确率高。以所有连接钢筋的整体定位替代连接钢筋的逐根定位，减少定位次数，一次完成多根钢筋的定位；

(2)解决了斜插板与抗滑桩的连接问题。当抗滑桩浇筑完成并达到设计强度后，开挖抗滑桩桩间及桩前土体，将模型板套入连接钢筋，根据模型板外边线确定斜插板位置，仅需挖出模型板(安装斜插板的位置)部分的护壁，无需将整个护壁拆除，然后绑扎斜插板钢筋，支模浇筑斜插板，将斜插板浇筑到护壁内，从工程整体上减少了护壁拆除的数量。由于斜插板两端嵌固在护壁内，提高了整体安全性，可以有效防止交接处钢筋锈蚀。

(3)操作性强。该技术采用高程结合水平距离对模型板三个角点进行定位，当已知抗滑桩桩顶高程时，可使用钢卷尺等便携工具在抗滑桩内对斜插板钢筋定位，便于施工操作实施。

(4)模型板造价低。采用硬质木制作模型板，只需要2块模型板，采用流水作业使用即可满足施工需要，模型板可以重复使用，造价较低。

附图说明

图1是本发明的模型板的结构示意图；

图2是本发明的模型板高程定位的结构示意图；

图3是本发明的模型板前截角式水平定位的结构示意图；

图4是其中一块模型板前截角式水平定位的结构示意图；

图5是本发明的模型板贴紧护壁的结构示意图；

图6是本发明的通过模型板在抗滑桩设置定位钢筋的结构示意图；

图7是斜插板定位于抗滑桩的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合工程实例中的附图，依据本发明对实例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例是基于抗滑桩挖方工况的斜插板定位方法，包括如下步骤：

(1)模型板的制作

如图1所示，制作跟斜插板截面大小相同的模型板6，所述模型板截面包括三个直角边的五边形，包括三排定位孔7，各排之间的距离相同且每排孔与孔之间的距离相同，其中，包括第一钝角1、第二钝角2、第一直角3、第二直角4和第三直角5。

选用10mm厚的木板制作与斜插板的截面尺寸相同的模型板，该模型板仅在护壁上定出钢筋位置，并不浇筑在抗滑桩内，其开孔孔径为28mm(该尺寸为φ28钢筋的外径尺寸)，准备与全部抗滑桩定位孔数相同数量的φ28hrb400钢筋，长600mm。根据设计要求，抗滑桩上部采用甲型模型板，下部采用乙型模型板，甲型模型板板宽为0.35米，甲型模型板板宽为0.4米。

(2)模型板的高程计算：

如图2所示，首先，选择相邻两根抗滑桩中桩顶标高较低的抗滑桩进行定位；其次，选模型板的第一钝角1、第二钝角2和第二直角4依次为1、2、4号高程定位点，其余两个直角依次为3、5号点可以作为校核点，高程计算公式如下：

hm＝l×sina+k×cosa

上式中：

h——当i-1＝0时，h0,b为相邻两桩中较矮桩桩顶标高(m)；

hi,a——自上而下，第i块斜插板1、2号点的高程(m)；

hi,b——自上而下，第i块斜插板4号点的高程(m)；

nm——斜插板板间土坡高度(m)；

hm——斜插板板顶竖向间距(m)；

l——斜插板板长(m)；

α——斜插板倾斜角(°)；

k——倒角剩余高度(m)。

(3)模型板水平计算：

抗滑桩根据所受土压力大小不同，常用的五种截面尺寸：1.5m×1.5m、1.5m×1.75m、1.5m×2.0m、1.5m×2.25m、1.5m×2.50m。

如图3-4所示，以1号点为定位基准点，1～5号点距抗滑桩靠山一侧的水平距离计算公式，公式如下：

l1＝x-b2

l3＝l4-w×sina＝l1+(k-w)×sina-l×cosa

l4＝l5-l×cosa＝l1+k×sina-l×cosa

l5＝l1+k×sina

上式中：

x——为抗滑桩截面宽度，x为1.5m、1.75m、2.0m、2.25m或2.50m；

b2——抗滑桩前缘截斜角宽度；

l1～l5——分别为1～5号点距靠抗滑桩靠原有边坡一侧的桩边垂直距离；

w——模型板板宽；

l——模型板板长；

α——模型板水平倾角，43°＜α＜45°；

k——倒角剩余高度(m)；式中，距离单位均为m，甲型板k为0.07m，乙型板k为0.1m。可选择1、2、4号点为定位点，其余为校核点。

根据已有的研究成果可知，斜插板的最合理倾角α为43°，考虑施工难度，工程实际应用中目前通常将斜插板的倾角设计为45°。

挖方工况的抗滑桩截面较大，且为矩形，一般选用人工挖孔，故抗滑桩外侧有一层厚200mm的护壁。

(4)模型板定位，包括如下步骤：

a、确定好抗滑桩位置后，如图2所示，沿抗滑桩9的护壁11位置挖孔，深度一般为2m，支立抗滑桩第一节护壁模板，浇筑护壁混凝土；

b、当护壁混凝土成型后，拆除护壁模板，根据步骤(2)、(3)的计算结果，将模型板6通过相应高程和水平距离定好位置，然后紧贴护壁，并用红漆将模型板上的定位孔标记在抗滑桩护壁上，如图5所示；

c、用风枪在护壁11上的红漆上钻孔，孔径为28～30mm，孔径需确保φ28hrb400钢筋10能够顺利插入，钻孔深度为300mm，然后将准备好的长600mmφ28hrb400钢筋插入护壁孔内；

d、完成后，继续沿抗滑桩护壁位置按深度2m挖孔，然后支第二节护壁模板、浇筑护壁、定位、钻孔、插入定位钢筋，循环此步骤，至最后一块斜插板所需位置；

若采用吊装钢筋笼，钢筋笼安装完成后再将连接钢筋插入护壁孔内，插入深度为300mm，如图6所示；

(5)斜插板定位

浇筑抗滑桩，抗滑桩强度达到70％时，开挖桩前及桩间土体，将模型板套入桩外连接钢筋，根据模型板外边线确定斜插板位置，将斜插板(模型板)对应部分护壁切割取出；将斜插板13的钢筋与伸出抗滑桩300mm的钢筋搭接，支模浇筑斜插板，使得斜插板13两端嵌入护壁内，完成斜插板定位，如图7所示。

该技术可以避免斜插板的连接钢筋与抗滑桩的箍筋位置冲突。可以让抗滑桩的箍筋与部分连接钢筋接触。

实施例2

采用实施例1的方法对昆明市东川至格勒高速公路的抗滑桩实施斜插板定位。

以k32+860～+930左侧桩板墙1#-2#抗滑桩的斜插板定位为例。

抗滑桩桩顶设计均为挖方后截角式，斜插板倾角设计为45°，抗滑桩和斜插板基本信息见表4。根据实施例1的水平定位公式计算出模型板的五个定位点距离抗滑桩靠边坡一侧距离lj，甲型板见表1，乙型板见表2，

表1甲型板五个定位点距抗滑桩靠边坡一侧距离lj

表2乙型板五个定位点距抗滑桩靠边坡一侧距离lj

根据设计要求，抗滑桩上部5块斜插板采用甲型模型板，中下部采用乙型模型板。以2#抗滑桩内第一排的模型板板高程定位为例，根据实施例1高程定位公式计算出，见表3。

表31#和2#抗滑桩间斜插板高程计算表

表4抗滑桩和斜插板基本信息

注：nm、hm中m＝1代表甲型板，m＝2代表乙型板。

hxy——x代表第几排斜插板，y代表几号定位点；如h34代表第3排斜插板4号定位点的高程。

然后依据实例1的方式安装定位钢筋，浇筑抗滑桩，安装斜插板，最终保证斜插板与1#-2#抗滑桩形成整体，保证安装后的斜插板保持水平。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。