一种填方边坡框架微张拉托定锚板支护结构的制作方法

本实用新型涉及岩土工程支护技术领域，尤其涉及一种填方边坡框架微张拉托定锚板支护结构。

背景技术：

近年来，我国西部山区城镇化进程与其可建设用地面积之间的矛盾日益突出，为了兴建机场、住宅楼、公路等，不得不在西北沟壑纵横的黄土地区进行工程建设，由此便需要进行大规模的人工挖填，产生大量的填方建设用地。然而，对于填方工程而言，其最为重要的一个工程质量问题便是填方体的稳定性问题，实际工程中填方边坡稳定性问题层出不穷，所带来的经济损失更是不可估量。例如填方路基边坡发生滑坡造成运输线路中断，机场填方边坡若发生位移严重影响机场安全，填方建筑边坡发生滑坡威胁修建于其上的建筑物的安全。由此可见，以上这些重要的工程倘若因为填方边坡出现问题，轻则产生一定的经济损失，重则威胁到人民生命安全，所以对于填方边坡问题，必须要提出一种切实可行的支护方案。

截至目前，针对填方边坡的现有支护方式主要是将排桩、挡土墙与预应力锚托板、预应力锚定板相结合，虽然取得了一定的成功，但这些支护方式都有其特定的适用范围，存在着一些缺点。例如：排桩支护中支护桩虽然能够提供较大抵抗力保证填方体安全，而且桩径越大、桩越长，支护的效果也越好，但支护桩造价非常昂贵，施工成本很高；而一般重力式挡土墙支护结构仅适用于高度较低的边坡，对于高填方边坡并不适用，而加筋土挡土墙在使用过程中必须要考虑加筋材料的使用寿命问题。同时，预应力锚托板由于利用土体与锚托板之间接触提供水平向摩擦力，以至于其所能提供的水平力大小是由锚托板与土体之间的接触面积所决定的，较大的接触面积势必要将锚托板制作的足够大，随之也会造成工程成本的增加；而预应力锚定板则是依靠填土与锚定板接触面的侧向承载力来提供水平向抗拔力，然而锚定板竖向放置往往自身稳定性存在问题，倾斜后所能够提供的水平抗拔力会受到极大的削弱，另外其施工过程中安放要求高，且影响大型机械压实效率、效果；另外，预应力的使用固然能够在短时间内提升支护结构的支护能力，但是随着时间的发展，预应力会发生损失，因此永久性的边坡中使用预应力还必须要注意预应力的损失问题。

显然，现有支护手段的局限性已经制约了填方工程，尤其是高填方工程的发展，采用何种技术或新型支护结构来避免或减小现有支护结构所存在的问题，提高填方边坡的稳定性，进而提高填方边坡高度已成为岩土工程界所关注的热点问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种填方边坡框架微张拉托定锚板支护结构，该支护结构形式简单、受力合理，且其成本较低、施工简便。

为解决上述问题，本实用新型所述的填方边坡框架微张拉托定锚板支护结构包括沿填方坡面设置的框架体，设在填方土体内部、在高度方向上分层水平设置的数个托定锚板以及连接所述托定锚板与所述框架体的数根钢绞线拉索；所述框架体包括沿填方坡面设置的挡土面板、设在所述挡土面板上交错设置的横梁和立柱、设在填方坡脚处自然地面以下与所述立柱底端相连的基础桩以及将这四者现浇成整体的现浇混凝土；所述钢绞线拉索一端通过锚具锚固在所述横梁和立柱的交错连接处，另一端与所述托定锚板的横向部分连接。

优选的，该支护结构还包括设在填方坡顶与所述框架体顶端衔接的截水沟、设在填方坡脚与所述框架体底端衔接的排水沟以及预留在所述挡土面板上的泄水孔。

优选的，在上述支护结构中，所述托定锚板包括横向部分和竖向部分，所述托定锚板中横向部分的长度不小于300mm，宽度不小于250mm，厚度不小于100mm；竖向部分的宽度和厚度与横向部分相同，高度不小于150mm且不大于250mm。

优选的，在上述支护结构中，所述托定锚板为双面配筋混凝土结构，包括纵向钢筋和横向箍筋，在两者交接处位于上层的纵向钢筋在横竖交接处旋转270度向上弯折，位于下层的纵向钢筋在横竖交接处旋转90度向上弯折；所述横向箍筋中心位置的长度方向上平行设有多根竖向短钢筋，用于连接所述钢绞线拉索的另一端。

优选的，在上述支护结构中，所述钢绞线拉索包括位于中心的钢绞线、设在所述钢绞线外侧的套管以及设在两者之间的水泥砂浆；所述钢绞线拉索一端钢绞线伸出穿过所述横梁和立柱交错连接处预留锚孔并通过所述锚具实现锚固连接，另一端钢绞线伸出与所述托定锚板连接。

优选的，在上述支护结构中，所述锚具包括垫板、锚头和设在所述锚头外侧的封锚混凝土。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型支护结构形式简单、受力合理，实用性强，具体体现在以下几个方面：

（1）本实用新型将框架结构与托定锚板结合在一起能够确保填方边坡稳定性，其不仅有效解决了现有桩板墙预应力锚托板以及排桩预应力锚索所存在的造价高昂问题，还可以对填方边坡的坡度进行控制，避免了坡度过缓带来的土地资源浪费以及坡度过陡可能引发的安全事故，具有很强的应用前景。

（2）本实用新型中，框架结构和托定锚板之间通过钢绞线拉索进行连接，能够避免由于填方体沉降过大引起托定锚板沉降过大，进而产生较大向内水平力对框架结构造成损坏。

（3）本实用新型中，土体中埋设托定锚板并与框架结构相连形成整体，在产生支护效果的同时可以增强填土的整体性。

2、本实用新型所涉及到的施工工艺简便，且成本较低，再综合第1点中的优点，本实用新型支护结构具有较强的工程实用价值、重要的社会和经济效益，值得大范围推广应用。

3、本实用新型中，托定锚板进一步包括横向部分和竖向部分，其水平面和竖直面能够提供较大水平力，其中托定锚板水平面可以通过承担上部土体荷载，利用板面与土体之间接触产生的摩擦力来提供一部分水平抗力，而托定锚板后缘垂直面与土体接触，能够提供更大的水平抗力，两者相结合所提供的抗水平力很大，完全能够保证填方边坡的稳定性。并且本实用新型还将托定锚板后缘垂直面高度控制在一定范围内，既能够起到提供抗水平力的作用还不影响填方边坡的分层填筑、分层碾压，而且托定锚板布置简单，只需在分层填筑至设计标高的时候水平安放即可。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例提供的支护结构的剖面图。

图2为本实用新型实施例提供的支护结构的立面图。

图3为本实用新型实施例提供的钢绞线拉索的锚固处的放大图。

图4为本实用新型实施例提供的钢绞线拉索的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的钢绞线拉索的截面图。

图6为本实用新型实施例提供的托定锚板的结构示意图。

图7为本实用新型实施例提供的托定锚板的配筋图。

图8为本实用新型实施例提供的填方自然坡面和规划设计坡面相对位置示意图。

图9为本实用新型实施例提供的第一级削坡处理后的结构示意图。

图中：1—基础桩，2—立柱，3—横梁，4—挡土面板，5—楔形垫板，6—锚具，7—垫板，8—锚头，9—封锚混凝土，10—钢绞线拉索，11—填方自然坡面，12—规划设计坡面，13—钢绞线，14—水泥砂浆，15—套管，16—托定锚板，17—横向部分，18—竖向部分，19—纵向钢筋，20—横向箍筋，21—纵向钢筋弯折处，22—竖向短钢筋，23—绑扎连接处，24—截水沟，25—排水沟，26—泄水孔，27—自然地面，28—填方坡顶，29—滑动面，30—削方体。

具体实施方式

参考图1~图6，本实用新型实施例提供了一种填方边坡框架微张拉托定锚板支护结构，其具体包括沿填方坡面设置的框架体，设在填方土体内部、在高度方向上分层水平设置的数个托定锚板16以及连接托定锚板16与框架体的数根钢绞线拉索10。实际应用中，钢绞线拉索10水平布置，托定锚板16位于滑动面29内侧的稳定土体中，以保证钢绞线拉索10对框架体形成稳定且足够的张拉力。

上述框架体具体包括沿填方坡面设置的挡土面板4、设在挡土面板4上交错设置的横梁3和立柱2、设在填方坡脚处自然地面27以下与立柱2底端相连的基础桩1以及将这四者现浇成整体的现浇混凝土。具体地，横梁3和立柱2交错设置形成众多的“田”字格，施工时从坡顶到坡脚分层分批现浇成整体；实际应用中，横梁3、立柱2和基础桩1的截面尺寸根据实际情况确定，比如基础桩1桩长不小于2000mm，桩径不小于1200mm，以保证边坡的整体稳定。

上述托定锚板16进一步具体包括横向部分17和竖向部分18。实际应用中，优选使托定锚板16中横向部分17的长度不小于300mm，宽度不小于250mm，厚度不小于100mm；竖向部分18的宽度和厚度与横向部分17相同，高度不小于150mm且不大于250mm。其中，横向部分17和竖向部分18最小尺寸的规定是为了保证托定锚板与土体之间能够形成足够的接触，提供一定的摩阻力。而对竖向部分18高度的限定，则是为了使托定锚板16既能够起到提供抗水平力的作用还不影响填方边坡的分层填筑、分层碾压。

上述钢绞线拉索10一端通过锚具6锚固在横梁3和立柱2的交错连接处，另一端与托定锚板16的横向部分17连接。

进一步地，本实用新型支护结构还可以包括设在填方坡顶28与框架体顶端衔接的截水沟24、设在填方坡脚与框架体底端衔接的排水沟25以及预留在挡土面板4上的泄水孔26。

基于上述实施例公开的支护结构，在本实用新型另一实施例中，参考图6和图7，根据填方边坡稳定性计算结果对托定锚板16进行双面配筋设计，并按设计得到的配筋设计图纸将纵向钢筋19和横向箍筋20绑扎在一起，即上述托定锚板16具体可以为双面配筋混凝土结构，包括纵向钢筋19和横向箍筋20，在两者交接处即纵向钢筋弯折处21，位于上层的纵向钢筋19在横竖交接处旋转270度向上弯折，位于下层的纵向钢筋19在横竖交接处旋转90度向上弯折；横向箍筋20中心位置的长度方向上平行设有多根竖向短钢筋22，绑扎在由纵向钢筋19和横向箍筋20形成的钢筋网上，用于连接钢绞线拉索10的另一端。

参考图4和图5，上述钢绞线拉索10具体包括位于中心的钢绞线13、设在钢绞线13外侧的套管15以及设在两者之间的水泥砂浆14。基于这样的结构，在钢绞线拉索10与框架体、托定锚板16实现连接时，实际起作用的是两端伸出的钢绞线13，即一端钢绞线13穿过横梁3和立柱2交错连接处预留锚孔并通过锚具6实现锚固连接，另一端钢绞线13与托定锚板16的横向部分17连接。在实际应用中，套管15可以采用pvc管。

具体到上述竖向短钢筋22结构，另一端钢绞线13通过绑扎方式连接到竖向短钢筋22上，形成绑扎连接处23，待所有连接工作完成后，支模现浇成型使这段钢绞线与托定锚板16连接成为一个整体，进而实现钢绞线拉索10与托定锚板16之间的连接。

参考图1和图5，上述实现锚固连接的锚具6具体包括垫板7、锚头8和设在锚头8外侧的封锚混凝土9。横梁3和立柱2交错连接处预留了锚孔，锚孔外侧设置与框架体现浇为整体的楔形垫板5形成竖直端面，端面上设置垫板7和锚头8，钢绞线拉索10中伸出的钢绞线13经预留锚孔、楔形垫板5、垫板7后与锚头8实现连接，然后再锚头8外侧支模填充混凝土形成封锚混凝土9，进而实现钢绞线拉索10与框架体之间的锚固连接。

基于上述各实施例公开的支护结构，本实用新型再一实施例相应公开一种填方边坡框架微张拉托定锚板支护结构的施工方法，参考图3、图4和图1，该施工方法具体可以包括以下步骤：

（1）填筑压实：对填方体基底进行处理后，执行填方体填料分层填筑和压实。

具体地，填方体基底处理：根据地形图和填方边坡之间的相对关系确定出填方边坡所规划的坡脚位置，将边坡外侧距离该坡脚处一定距离的位置确定为填方坡脚，进而以填方坡脚为界，将自然地面27以下一定距离的原状腐殖质土进行挖除，并用填料土进行回填压实，达到设计压实度。

填方体填料分层填筑和压实：在换填土上继续进行分层填土、分层碾压，压实系数需满足工程要求，填方体侧面按自然坡率考虑，以保证填方过程中填方体的稳定性。

（2）安放第一层托定锚板和钢绞线拉索：待填筑压实至第一层托定锚板设计标高时，按照预设位置安放第一层托定锚板16，并从与该托定锚板16交接处开始向填方边坡坡面侧将钢绞线拉索10放入挖好的水平槽中。

具体地，预先按上述实施例内容制作好托定锚板16并完成其与钢绞线拉索10中钢绞线13的连接。

安放第一层托定锚板：待填土分层碾压至第一层托定锚板设计标高后，在托定锚板预设位置开挖深75mm，宽300mm，长500mm的凹坑，并将托定锚板16水平放入，其中钢绞线拉索10朝向填方边坡外侧，托定锚板16中竖向部分18竖直向上。

安放钢绞线拉索：首先从托定锚板16与钢绞线13交接处开始，向填方边坡坡面侧按照钢绞线拉索10放置位置开挖水平槽，然后将钢绞线13表面涂抹一层防腐材料后套装至套管15内，并在套管15内注入水泥砂浆14形成钢绞线拉索10，最后将钢绞线拉索10放入开挖好的水平槽内。

（3）继续填筑压实：继续执行填方体填料分层填筑和压实，待填筑压实至第二层托定锚板设计标高时，继续安放第二层托定锚板16和相应的钢绞线拉索10，重复上述步骤直至填方体高度达到设计标高。

（4）削坡支护：从填方边坡所规划的坡顶位置开始，按设计坡率对原先分层压实形成的较为平缓的填方坡体进行第一级削坡处理，削坡高3m~5m，在第一级削坡后形成的填方边坡上将立柱2、横梁3和挡土面板4通过所配钢筋相互连接，并在立柱2和横梁3交错连接处预留锚孔，将钢绞线拉索10穿过该锚孔，然后支模将立柱2、横梁3和挡土面板4现浇成为整体。

其中，在将立柱2、横梁3和挡土面板4现浇成为整体之前，可以在挡土面板4中预留泄水孔26。将钢绞线拉索10穿过该锚孔具体为：将钢绞线拉索10伸出坡面的钢绞线13穿过预留锚孔。填方自然坡面11与规划设计坡面12之间需要削除的坡体为削方体30。

（5）锚固微张拉托定锚板：待现浇混凝土强度达到预设强度时，将穿过锚孔的钢绞线拉索10通过锚具6实现与框架体的锚固连接。

具体地，待现浇混凝土强度达到设计强度的80%时，将穿过预留锚孔的钢绞线13通过锚具6与框架体结构进行连接，并在锚头8处支模填充混凝土形成混凝土封锚9。

（6）逐级施工：重复上述步骤（4）和步骤（5），对填方坡体进行逐级削坡支护和锚固微张拉操作，直至削坡后得到的坡脚为所规划的坡脚位置。

其中，所规划的坡脚位置根据地形图和填方边坡之间的相对关系确定。

（7）施工基础桩：在削坡后形成的填方边坡坡脚处自然地面27开挖桩孔，将基础桩1和框架体中立柱2通过所配钢筋相互连接，然后支模将两者现浇成为整体即可。

（8）在填方坡顶28与框架体顶端衔接处开挖截水沟24、在填方坡脚与框架体底端衔接处开挖排水沟25。

在所有托定锚板均张拉完成后，在坡顶位置处开挖尺寸为300mm×300mm的截水沟，以及在坡脚处开挖尺寸为300mm×300mm的排水沟。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。