一种抵御高边坡墙背填土压力的超静定防护结构

本发明属于高边坡防护工程技术领域，具体涉及一种抵御高边坡墙背填土压力的超静定防护结构。

背景技术：

目前常用于高边坡的防护结构形式单一，主要有抗滑桩防护或者利用锚索与抗滑桩等进行共同作用，提高边坡防护高度，但该防护形式能力有限且施工技术难度较大，特别是在西部复杂地质破碎岩层，要实现锚索与墙背土体共同作用，效果有限且锚索距离较大，施工困难导致不容易实现。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种抵御高边坡墙背填土压力的超静定防护结构，用以解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抵御高边坡墙背填土压力的超静定防护结构，包括预埋于边坡岩土内的至少两个桩基结构排，每个桩基结构排内均设置有至少两个桩基，所有桩基结构排的顶部设置有联系板，联系板上端远离边坡的一侧设置有挡土板，挡土板通过至少两个肋板与联系板相连接，至少两个肋板均匀的分布于联系板上，实现挡土板与联系板的连接，并且使得挡土板与联系板的连接力均匀，进而使得挡土板各处的受力平稳，更加稳定；任意相邻的两个桩基结构排之间的所有桩基采用交错排布的形式形成梅花形布置结构。

进一步优选的是，所述桩基结构排设置有两个，联系板设置有一个，联系板连接有所有的桩基上端。

需要说明的是，在边坡岩土内预埋有至少两个桩基结构排，采用两个桩基结构排的构造，可有效利用下部结构的桩基间土的共同作用，有利于结构稳定，每个桩基结构排内均设置有至少两个桩基，使得本超静定防护结构的下部形式采用桩基结构，可以有效提高破碎岩层高边坡在抗滑能力，联系板有效连接桩基、挡土板和肋板，形成整体，利用联系板作为衡重平台，填土后有利于减小整体结构的弯拉应力，减小结构变形；抗滑用的桩基间形成梅花形布置，可以有效利用桩间的围岩提高下部整体刚度，共同抵抗土体的主动土压力；本发明的施工技术操作简单，下部结构的桩基可按照目前成熟的施工工艺进行施工，上部结构按照普通钢筋混凝土施工要求进行钢筋绑扎支模施工即可；本结构下部由于采用的桩基施工，相对于挡土墙施工可以大大减少土石方开挖工程量；本发明受力明确，利用高边坡防护结构的上下两个部分形成整体刚度较大的结构物，利用联系板实现静定结构向超静定结构的体系转换，从而形成具有超静定结构，使结构受力更加合理、有效和可靠；由于采用超静定结构设计，利用结构刚度抵御墙背填土压力，克服高边坡土质松散、破碎、节理裂隙发育等不良地质情况，而不需要采取锚索、锚杆等任何辅助措施，减少不必要的施工环节。

更进一步优选的是，所述联系板的一侧位于边坡岩土外，方便与位于边坡岩土外的挡土板相连接，需要说明的是，挡土板的下部是与联系板相连接的，与联系板连接的部位可以是挡土板的最下端，也可以是稍微往上的一点的部位，当不是挡土板的最下端时，也可以将挡土板的最下端延伸至边坡岩土内，进一步加强挡土板的稳定性，联系板的另一端水平的延伸至边坡岩土内，水平延伸可以使得联系板的固定更加平稳，同时也方便在与挡土板连接时使得挡土板的位置更加规则，进而使得挡土板更加稳定，挡土效果更好。需要说明的是，联系板的水平设置只是一种优选方式，具体也可以使得联系板产生一点的倾斜度，不做死板性的要求，根据实际需求和现场施工情况调整即可。

更进一步优选的是，所述肋板一侧与挡土板靠近边坡岩土的一端相连接，肋板的下端与联系板连接并延伸至边坡岩土内，通过肋板再次连接挡土板和联系板，加强两者之间的稳定性，即在联系板保证稳定的基础上，加强挡土板的承受力，而将肋板的下端延伸至边坡岩土内，也可以利用边坡岩土来提高肋板的稳定性，进而进一步加强联系板与挡土板的稳定性，使得肋板、联系板与挡土板组成一个整体刚度较大的超静定结构体，共同抵抗墙背填土的压力。

更进一步优选的是，所述肋板为直角梯形结构，肋板下底边所对应的侧面与挡土板相连接，保证肋板与挡土板之间的稳定连接，肋板直角边(即直角梯形结构的两个腰中的一个)所对应的端面与联系板相连接，保证肋板与联系板之间的稳定连接，肋板上底边所对应的侧面延伸至边坡岩土内，利用边坡岩土来提高肋板的稳定性。

更进一步优选的是，所述联系板与肋板钢筋锚固连接。钢筋的锚固是指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础，钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础，将联系板与肋板钢筋锚固连接，可以使联系板与肋板组成一个整体，提高两者之间的稳定性。

更进一步优选的是，所述联系板与挡土板钢筋锚固连接。钢筋的锚固是指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础，钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础，将联系板与挡土板钢筋锚固连接，可以使联系板与挡土板得组成一个整体，提高两者之间的稳定性。当将联系板与挡土板和肋板均钢筋锚固连接时，可以使联系板与挡土板和肋板组成一个整体，提高三者之间的稳定性。

更进一步优选的是，所述联系板与桩基钢筋锚固连接。钢筋的锚固是指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础，钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础，将联系板与挡土板钢筋锚固连接，可以使联系板与挡土板得组成一个整体，提高两者之间的稳定性。当将联系板与挡土板、桩基和肋板均钢筋锚固连接时，可以使联系板与挡土板、桩基和肋板组成一个整体刚度较大的超静定结构体，提高四者之间的稳定性，共同抵抗墙背填土的压力。

更进一步优选的是，所述桩基、联系板、挡土板和肋板均由不锈钢制成，保证整个超静定防护结构不易被腐蚀，进而提高其稳定性和保证其使用寿命。

更进一步优选的是，所述挡土板的下端延伸至边坡岩土内，提高挡土板的稳定性。

有益效果：本发明在边坡岩土内预埋有至少两个桩基结构排，采用至少两个桩基结构排的构造，可有效利用下部结构的桩基间土的共同作用，有利于结构稳定，每个桩基结构排内均设置有至少两个桩基，使得本超静定防护结构的下部形式采用桩基结构，可以有效提高破碎岩层高边坡在抗滑能力，联系板有效连接桩基、挡土板和肋板，形成整体，利用联系板作为衡重平台，填土后有利于减小整体结构的弯拉应力，减小结构变形；抗滑用的桩基间形成梅花形布置，可以有效利用桩间的围岩提高下部整体刚度，共同抵抗土体的主动土压力；本发明的施工技术操作简单，下部结构的桩基可按照目前成熟的施工工艺进行施工，上部结构按照普通钢筋混凝土施工要求进行钢筋绑扎支模施工即可；本结构下部由于采用的桩基施工，相对于挡土墙施工可以大大减少土石方开挖工程量；本发明受力明确，利用高边坡防护结构的上下两个部分形成整体刚度较大的结构物，利用联系板实现静定结构向超静定结构的体系转换，从而形成具有超静定结构，使结构受力更加合理、有效和可靠；由于采用超静定结构设计，利用结构刚度抵御墙背填土压力，克服高边坡土质松散、破碎、节理裂隙发育等不良地质情况，而不需要采取锚索、锚杆等任何辅助措施，减少不必要的施工环节。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的联系板与挡土板、桩基和肋板连接在一起的效果图。

附图标记：1-桩基；2-联系板；3-挡土板；4-肋板；5-边坡岩土。

具体实施方式

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种抵御高边坡墙背填土压力的超静定防护结构，包括预埋于边坡岩土5内的至少两个桩基结构排，采用至少两个桩基结构排的构造，可有效利用下部结构的桩基1间土的共同作用，有利于结构稳定，每个桩基结构排内均设置有至少两个桩基1，使得本超静定防护结构的下部形式采用桩基结构，可以有效提高破碎岩层高边坡在抗滑能力，所有桩基结构排的顶部设置有联系板2，联系板2上端远离边坡的一侧设置有挡土板3，挡土板3通过至少两个肋板4与联系板2相连接，至少两个肋板4均匀的分布于联系板2上，实现挡土板3与联系板2的连接，并且使得挡土板3与联系板2的连接力均匀，进而使得挡土板3各处的受力平稳，更加稳定，在桩基1顶部设置联系板2，有效连接桩基1、挡土板3和肋板4，形成整体，利用联系板2作为衡重平台，填土后有利于减小整体结构的弯拉应力，减小结构变形；任意相邻的两个桩基结构排之间的所有桩基1采用交错排布的形式形成梅花形布置结构，使得抗滑用的桩基1间形成梅花形布置，可以有效利用桩间的围岩提高下部整体刚度，共同抵抗土体的主动土压力。

本发明在边坡岩土5内预埋有至少两个桩基结构排，采用至少两个桩基结构排的构造，可有效利用下部结构的桩基1间土的共同作用，有利于结构稳定，每个桩基1结构排内均设置有至少两个桩基1，使得本超静定防护结构的下部形式采用桩基结构，可以有效提高破碎岩层高边坡在抗滑能力，联系板2有效连接桩基1、挡土板3和肋板4，形成整体，利用联系板2作为衡重平台，填土后有利于减小整体结构的弯拉应力，减小结构变形；抗滑用的桩基1间形成梅花形布置，可以有效利用桩间的围岩提高下部整体刚度，共同抵抗土体的主动土压力；本发明的施工技术操作简单，下部结构的桩基1可按照目前成熟的施工工艺进行施工，上部结构按照普通钢筋混凝土施工要求进行钢筋绑扎支模施工即可；本结构下部由于采用的桩基1施工，相对于挡土墙施工可以大大减少土石方开挖工程量；本发明受力明确，利用高边坡防护结构的上下两个部分形成整体刚度较大的结构物，利用联系板实现静定结构向超静定结构的体系转换，从而形成具有超静定结构，使结构受力更加合理、有效和可靠；由于采用超静定结构设计，利用结构刚度抵御墙背填土压力，克服高边坡土质松散、破碎、节理裂隙发育等不良地质情况，而不需要采取锚索、锚杆等任何辅助措施，减少不必要的施工环节。

需要说明的是，本结构也可以用于滑坡体治理，用于滑坡体治理时，下部结构的桩基可以是方形的抗滑桩，并且桩基长度要深入滑动面以下进行锚固。公路工程高边坡防护施工时，桩基可以为圆形设计，施工时采用旋挖钻机等机械成孔方法，提高机械化作业程度。

本申请的超静定防护结构(桩基1、联系板2、挡土板3和肋板4连接成的结构)在应用中，除了抵抗墙背填土(边坡岩土5)的侧压力(超静定防护结构的外侧压力，比如外部边坡岩土5给予超静定防护结构的两个肋板4的压力)外，同时还会受到联系板2上回填土(边坡岩土5)的重力(位于联系板2上的边坡岩土5的重力)作用，提供一个和侧压力相反方向的力矩(比如回填土给予两个肋板4的压力)，有利于整体结构的稳定，同时减小防护结构的位移变形。

实施例二：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种抵御高边坡墙背填土压力的超静定防护结构，包括预埋于边坡岩土5内的两个桩基结构排，采用两个桩基结构排的构造，可有效利用下部结构的桩基1间土的共同作用，有利于结构稳定，每个桩基结构排内均设置有至少两个桩基1，使得本超静定防护结构的下部形式采用桩基结构，可以有效提高破碎岩层高边坡在抗滑能力，所有桩基结构排的顶部设置有一个联系板2，即联系板2连接有所有的桩基1上端，联系板2上端远离边坡的一侧设置有挡土板3，挡土板3通过至少两个肋板4与联系板2相连接，在桩基1顶部设置联系板2，有效连接桩基1、挡土板3和肋板4，形成整体，利用联系板2作为衡重平台，填土后有利于减小整体结构的弯拉应力，减小结构变形；两个桩基结构排之间的所有桩基1采用交错排布的形式形成梅花形布置结构，使得抗滑用的桩基1间形成梅花形布置，可以有效利用桩间的围岩提高下部整体刚度，共同抵抗土体的主动土压力。

实施例三：

本实施例是在实施例一或实施例二基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一或实施例二的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，所述联系板2的一侧位于边坡岩土5外，方便与位于边坡岩土5外的挡土板3相连接，需要说明的是，挡土板3的下部是与联系板2相连接的，与联系板2连接的部位可以是挡土板3的最下端，也可以是稍微往上的一点的部位，当不是挡土板3的最下端时，也可以将挡土板3的最下端延伸至边坡岩土5内，进一步加强挡土板3的稳定性，联系板2的另一端水平的延伸至边坡岩土5内，水平延伸可以使得联系板2的固定更加平稳，同时也方便在与挡土板3连接时使得挡土板3的位置更加规则，进而使得挡土板3更加稳定，挡土效果更好。需要说明的是，联系板2的水平设置只是一种优选方式，具体也可以使得联系板2产生一点的倾斜度，不做死板性的要求，根据实际需求和现场施工情况调整即可。

实施例四：

本实施例是在实施例三基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例三的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，所述肋板4一侧与挡土板3靠近边坡岩土5的一端相连接，肋板4的下端与联系板2连接并延伸至边坡岩土5内，通过肋板4再次连接挡土板3和联系板2，加强两者之间的稳定性，即在联系板2保证稳定的基础上，加强挡土板3的承受力，而将肋板4的下端延伸至边坡岩土5内，也可以利用边坡岩土5来提高肋板4的稳定性，进而进一步加强联系板2与挡土板3的稳定性，使得肋板4、联系板2与挡土板3组成一个整体刚度较大的超静定结构体，共同抵抗墙背填土的压力。

实施例五：

本实施例是在实施例四基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例四的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，所述肋板4为直角梯形结构，即直角梯形板肋板4下底边所对应的侧面与挡土板3相连接，保证肋板4与挡土板3之间的稳定连接，肋板4直角边即直角梯形结构的两个腰中的一个所对应的端面与联系板2相连接，保证肋板4与联系板2之间的稳定连接，肋板4上底边所对应的侧面延伸至边坡岩土5内，利用边坡岩土5来提高肋板4的稳定性。

实施例六：

本实施例是在实施例一至实施例五中任一实施例基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一至实施例五中任一实施例的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，所述联系板2与肋板4钢筋锚固连接。钢筋的锚固是指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础，钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础，将联系板2与肋板4钢筋锚固连接，可以使联系板2与肋板4组成一个整体，提高两者之间的稳定性。

实施例七：

本实施例是在实施例一至实施例六中任一实施例基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一至实施例六中任一实施例的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，所述联系板2与挡土板3钢筋锚固连接。钢筋的锚固是指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础，钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础，将联系板2与挡土板3钢筋锚固连接，可以使联系板2与挡土板3得组成一个整体，提高两者之间的稳定性。当将联系板2与挡土板3和肋板4均钢筋锚固连接时，可以使联系板2与挡土板3和肋板4组成一个整体，提高三者之间的稳定性。

实施例八：

本实施例是在实施例一至实施例七中任一实施例基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一至实施例七中任一实施例的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，所述联系板2与桩基1钢筋锚固连接。钢筋的锚固是指梁、板、柱等构件的受力钢筋伸入支座或基础，钢筋混凝土结构中钢筋能够受力，主要是依靠钢筋和混凝土之间的粘结锚固作用，因此钢筋的锚固是混凝土结构受力的基础，将联系板2与挡土板3钢筋锚固连接，可以使联系板2与挡土板3得组成一个整体，提高两者之间的稳定性。当将联系板2与挡土板3、桩基1和肋板4均钢筋锚固连接时，可以使联系板2与挡土板3、桩基1和肋板4组成一个整体刚度较大的超静定结构体，提高四者之间的稳定性，共同抵抗墙背填土的压力。

本实施例中需要更进一步说明的是，所述桩基1、联系板2、挡土板3和肋板4均由不锈钢制成，保证整个超静定防护结构不易被腐蚀，进而提高其稳定性和保证其使用寿命。

本实施例中需要更进一步说明的是，所述挡土板3的下端延伸至边坡岩土5内，提高挡土板3的稳定性。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。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。