一种预应力监测可调的衡重式组合挡土墙及施工方法与流程

本发明属于挡土墙技术领域，具体涉及一种预应力监测可调的衡重式组合挡土墙及施工方法。

背景技术：

挡墙已被广泛应用于交通市政工程、铁道工程、建筑的边坡和基坑等工程，单一的悬臂支挡结构、扶壁式挡墙及重力式挡墙均因为变形、安全和经济的原因，只适用于6~10米的支挡高度，所以产生了上部为扶壁式或重力式挡墙下部为支护桩墙的衡重式组合挡土墙（即悬臂式支挡结构顶部联接平衡配重的上下部组合支挡结构），通过设置上部平衡配重支挡结构产生与下部支挡结构所受岩土压力不利作用相反的有利重力效应，从而在一定程度上提高衡重式组合支挡结构的整体稳定性和安全性，但是，这种衡重式组合支挡结构实质上仍然是悬臂结构，只有一个嵌固端而缺少多余约束，若桩体自由悬臂段过高时，桩体将在土体压力下产生横向变形，横向变形过大甚至可能会发生桩体折断的工程事故，在高烈度地区，悬臂结构高度越大其抗震越不利，由于岩土工程的特殊性，这种衡重式组合支挡结构的变形控制及稳定性客观上存在不确定性。

为此，研究开发一种结构简单，多点约束，结构整体稳定，预应力监测可调的衡重式组合挡土墙及施工方法是解决上述问题的关键。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种预应力监测可调的衡重式组合挡土墙及施工方法。

本发明的第一目的是这样实现，包括衡重式组合挡土墙本体、预应力锚索、压力传感器，所述衡重式组合挡土墙本体的平衡配重支挡结构底板上开设有通孔，所述预应力锚索的锚索头端穿过通孔并通过锚具固定在平衡配重支挡结构底板上方，所述预应力锚索的锚固端设置在地基钻孔内，所述压力传感器设置在锚具与平衡配重支挡结构底板之间。

本发明的第二目的是这样实现，第一步，施工衡重式组合挡土墙的下部支护桩墙及平衡配重支挡结构底板，当支护桩墙及平衡配重支挡结构底板的混凝土强度达到设计要求后施工带锚头压力传感器的预应力锚索；

第二步，当预应力锚索锚固段的砂浆强度达到设计要求后将预应力锚索初始张拉锁定（锁定值取等于锚索的重力与锚索与锚孔侧壁摩阻力之和）；

第三步，施工其余上部配重支挡结构及工作井，当上部配重支挡结构及工作井的混凝土强度达到设计要求后回填整个支挡结构后方的土方到设计标高；

第四步，开挖衡重式组合挡土墙前方的的岩土体到设计地面标高，同时监测预应力锚索的锚头压力传感器所测锚索拉力值的变化，并根据锚索拉力值的变化及设计需要达到的稳定性确定预应力锚索的最终锁定值；

第五步，在衡重式组合挡土墙正常使用期间，通过锚头压力传感器的实时监测来判断整个衡重式组合挡土墙的稳定状态。

本发明具有以下技术效果：

采用预应力锚索，在衡重式组合支挡结构上增加与土体横向压力反向作用力，提高了衡重式组合支挡结构的稳定性和安全性，在一定程度上控制整个支挡结构的变形，保证挡土墙整体的稳定性；同时，采用锚索头压力传感器，可实时监测衡重式组合挡土墙本体建设及建成后运行使用阶段的锚索拉力变化，从而判断整个衡重式组合挡土墙的稳定状态，并根据情况作出调整，提高衡重式组合挡土墙的稳定性和抗震性。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为图1的俯视示意图；

图3为a局部放大示意图；

图4为本发明的另一种结构示意图；

图中：1-衡重式组合挡土墙本体，101－平衡配重支挡结构底板，102－通孔，2-预应力锚索，201－锚索头，3-压力传感器，4-锚具，5-工作井，6-锚墩，7－原地基，8－填土，9－开挖设计地面标高。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如附图1－4所示的本发明包括衡重式组合挡土墙本体1、预应力锚索2、压力传感器3，所述衡重式组合挡土墙本体的平衡配重支挡结构底板101上开设有通孔102，所述预应力锚索2的锚索头端穿过通孔102并通过锚具4固定在平衡配重支挡结构底板101上方，所述预应力锚索2的锚固端设置在地基钻孔内，所述压力传感器3设置在锚具4与平衡配重支挡结构底板101之间。

所述平衡配重支挡结构底板101与外界之间设置有工作井5，所述压力传感器3、锚具4位于工作井5内，压力传感器3、锚具4、锚索头不会暴露在外，影响美观，也利于人员进出观察调整预应力。

所述工作井5上方开口设置有井盖，所述井盖高度与平衡配重支挡结构外表面平齐。

所述预应力锚索与平衡配重支挡结构底板垂直线成一个角度θ。

所述角度θ为0－45度。

所述通孔的轴线与平衡配重支挡结构底板垂直线的角度为θ。

所述压力传感器3与平衡配重支挡结构底板101之间设置有锚墩6，所述锚墩6上下表面形成的角度和预应力锚索与平衡配重支挡结构底板的角度θ相同。

所述锚具4为可重复张拉锚具。

所述预应力锚索2有多根，所述多根预应力锚索2间隔设置在平衡配重支挡结构底板101上。

施工步骤为：

第一步，施工衡重式组合挡土墙的下部支护桩墙及平衡配重支挡结构底板，当支护桩墙及平衡配重支挡结构底板的混凝土强度达到设计要求后施工带锚头压力传感器的预应力锚索；

第二步，当预应力锚索锚固段的砂浆强度达到设计要求后将预应力锚索初始张拉锁定（锁定值取等于锚索的重力与锚索与锚孔侧壁摩阻力之和）；

第三步，施工其余上部配重支挡结构及工作井，当上部配重支挡结构及工作井的混凝土强度达到设计要求后回填整个支挡结构后方的土方到设计标高；

第四步，开挖衡重式组合挡土墙前方的的岩土体到设计地面标高，同时监测预应力锚索的锚头压力传感器所测锚索拉力值的变化，并根据锚索拉力值的变化及设计需要达到的稳定性确定预应力锚索的最终锁定值；

第五步，在衡重式组合挡土墙正常使用期间，通过锚头压力传感器的实时监测来判断整个衡重式组合挡土墙的稳定状态。

本发明工作原理和工作过程：通过实时监测压力传感器的锚索拉力变化，直观反映整个衡重式组合支挡结构的稳定状态，并根据拉力变化调整预应力或采取其他措施来保障衡重式组合挡土墙整体稳定。施工作业时，先施工衡重式组合挡土墙本体1的下部支护桩墙及平衡配重支挡结构底板101（对于较深的填方工程，先施工下部支护桩墙，达到强度要求后方填方压实回填到平衡配重支挡结构底板101的底部标高后，再施工平衡配重支挡结构底板），下部支护桩墙及平衡配重支挡结构底板101的混凝土强度达到设计要求后，施工带锚头压力传感器的预应力锚索2，当预应力锚索锚固段的砂浆强度达到设计要求后将预应力锚索初始张拉锁定（锁定值取等于锚索的重力与锚索与锚孔侧壁摩阻力之和），然后施工其余上部配重支挡结构及工作井5，当上部配重支挡结构的混凝土强度达到设计要求后回填衡重式组合挡土墙本体1后方的土方至设计高度，同时监测预应力锚索的锚头压力传感器3所测锚索拉力值的变化并根据要求进行调整，直至回填到设计标高。若衡重式组合挡土墙本体前方的岩土需要开挖，则再开挖前方的岩土体到设计地面标高9，同时监测预应力锚索的锚头压力传感器3所测锚索拉力值的变化，并根据锚索拉力值的变化及设计需要达到的稳定性确定预应力锚索的最终锁定值。在衡重式组合挡土墙正常使用期间，通过锚头压力传感器3的实时监测来判断整个衡重式组合挡土墙的稳定状态。