本發(fā)明涉及邊坡加固、生態(tài)修復(fù)的工程領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁及其制作方法和施工方法。

背景技術(shù)：

我國是個多山的國家，高原、丘陵和山地占了我國土地面積約70％，每年都會發(fā)生大量的滑坡、崩塌和泥石流災(zāi)害。再者，在土建工程中平整場地時常常遇到山體的大開挖、放坡等情況，需要對周邊山體進行切削，而切削作業(yè)會破壞原有的平衡。為了保證邊坡及其環(huán)境的安全，必須對邊坡采取支護、加固和防護措施。邊坡錨桿(索)格構(gòu)加固技術(shù)具有布置靈活、格構(gòu)形式多樣、截面調(diào)整方便、與坡面密貼、可隨坡就勢等顯著優(yōu)點，是邊坡加固中常用的一種方法。

現(xiàn)有技術(shù)中，采用錨桿(索)格構(gòu)梁加固邊坡時，其混凝土格構(gòu)梁的建造方式通常是采用現(xiàn)場澆筑的方式，其缺點是：(1)現(xiàn)澆格構(gòu)梁制作時，由于邊坡挖槽、模板加工、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、養(yǎng)護等工序較多，而施工過程整體機械化程度又低，導(dǎo)致所需施工周期偏長；(2)現(xiàn)場澆筑工序較多，影響因素多，使得現(xiàn)澆混凝土格構(gòu)梁的質(zhì)量得不到保障；(3)預(yù)應(yīng)力錨桿(索)的張拉須等外錨結(jié)構(gòu)達到設(shè)計強度后才能進行，整體施工周期常常由于外錨結(jié)構(gòu)物的養(yǎng)護而嚴(yán)重拖延；(4)傳統(tǒng)現(xiàn)澆的鋼筋混凝土格構(gòu)梁在遇到錨索錨固力較大情況時，可能在跨中位置被拉裂而導(dǎo)致構(gòu)件剛度下降，影響整體穩(wěn)固性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁及其制作方法和施工方法，具有減少現(xiàn)場施工步驟、縮短施工周期、實現(xiàn)規(guī)范化管理生產(chǎn)、保證質(zhì)量、經(jīng)濟環(huán)保的特點。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁，包括若干條預(yù)制的十字型梁體單元呈矩陣排列連接而成；每個所述十字型梁體單元是橫梁和縱梁相交而成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述十字型梁體單元的中心交叉處開設(shè)有錨頭部；所述錨頭部包括混凝土凹槽和放置于凹槽上表面的墊板，在所述凹槽和墊板上均開設(shè)供錨桿穿入的錨孔；

所述十字型梁體單元的橫梁兩端部和縱梁兩端部分別延伸出彼此反向的l型鉤部；每個所述十字型梁體單元的橫梁與相鄰的十字型梁體單元的橫梁、縱梁與相鄰的十字型梁體單元的縱梁上的l型鉤部分別相互掛接，形成多個“井”字形拼合而成的預(yù)制格構(gòu)梁。

作為優(yōu)選方式，所述十字型梁體單元的橫梁和縱梁的縱向截面是矩形或梯形。

作為優(yōu)選方式，所述墊板是鋼制墊板。所述十字型梁體單元的混凝土強度不小于c25；所述縱梁內(nèi)部鋼筋的尺寸不小于ф14；所述橫梁內(nèi)部鋼筋的尺寸不小于ф6。

作為優(yōu)選方式，預(yù)制十字型梁體單元為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件或非預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件；所述十字型梁體單元為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，所述十字型梁體單元的混凝土強度不小于c40。

本發(fā)明還提供一種用于邊坡加固的預(yù)制十字型梁體的制作方法，包括以下步驟：

步驟一，預(yù)制十字型梁體單元的模具加工；

在工廠，根據(jù)設(shè)計制造生產(chǎn)預(yù)制水泥混凝土的模具；按設(shè)計圖紙制作并安裝，制成端部有l(wèi)型鉤部的十字型的梁體的模具；模具上在橫梁、縱梁交叉點處預(yù)留凹槽、在穿入錨桿的部位預(yù)留錨孔孔道；

步驟二，在預(yù)制場按照設(shè)計綁扎鋼筋籠；

鋼筋下料時先核對鋼筋種類、直徑、尺寸、數(shù)量，計算下料長度，然后將其截斷，鋼筋彎曲時在彎筋機上搭一個平臺；

在底座上布置好鋼筋間距線，來控制布筋尺寸，之后再綁扎縱梁中的主筋和橫梁中的箍筋，形成十字型梁體的鋼筋籠；

步驟三，混凝土澆筑；

在預(yù)制場，在固定臺座上安裝模板，并放入綁扎好的預(yù)制十字型梁體的鋼筋籠；

澆筑前，檢查十字型梁體模具的接縫、拉桿螺栓、模板連接螺栓和底腳楔子，模具的支立牢固可靠；澆筑時，均勻連續(xù)地下料；在鋼筋密集處，使用插入式振動棒以輔助下料；

步驟四，混凝土養(yǎng)護；

在工廠，對混凝土十字型梁體進行養(yǎng)護，將十字型梁體上蓋設(shè)罩布，定時向罩布上灑水，灑水次數(shù)以十字型梁體的表面潮濕為度；養(yǎng)護時間不少于7天，待混凝土達到設(shè)計強度和彈性模量后拆模；

步驟五，堆碼存儲；

預(yù)制十字型梁體養(yǎng)護達到設(shè)計強度后，從養(yǎng)護區(qū)轉(zhuǎn)運到堆碼區(qū)進行堆碼，存儲待用；

步驟六，在所述十字型梁體的凹槽內(nèi)放置設(shè)有供錨桿穿過的錨孔的鋼制墊板。

本發(fā)明還提供一種使用預(yù)制格構(gòu)梁加固的邊坡結(jié)構(gòu)，由若干預(yù)制十字型梁體單元相互掛接形成的預(yù)制格構(gòu)梁平行于邊坡放置，每個所述十字型梁體單元上錨孔與邊坡上開設(shè)的邊坡錨孔相對齊，錨桿依次穿過十字型梁體單元的凹槽和墊板上錨孔、插置于所述邊坡錨孔的孔道內(nèi)；所述邊坡錨孔的孔道內(nèi)澆筑有漿料進行封堵；位于墊板上部的錨桿使用螺母鎖緊；對凹槽、錨桿和螺母的的外露部分進行封堵保護。

作為優(yōu)選方式，對凹槽、錨桿和螺母的的外露部分填充c25混凝土封堵，或加設(shè)鋼罩保護，或涂抹防腐油脂。

本發(fā)明還提供一種預(yù)制格構(gòu)梁加固邊坡的施工方法，包括以下步驟：

步驟一，加固前的準(zhǔn)備工作；

對邊坡坡面進行修整，在邊坡坡面搭設(shè)腳手架，清除坡面和邊坡底部的巖渣、浮土或危巖，鑿毛光滑巖面，防止出現(xiàn)失腳現(xiàn)象；

步驟二，進行坡面錨桿施工；

(1)在邊坡上進行邊坡錨孔的測放和標(biāo)記，邊坡錨孔定位偏差不大于20mm，其孔位傾角的偏斜度不大于5％；

(2)使用鉆機在邊坡上的標(biāo)記處鉆設(shè)邊坡錨孔，鉆孔深度超過錨桿長度的差值不小于0.5m；

(3)鉆孔完成后，清除孔內(nèi)和孔口處的水、浮渣及粉塵，清孔順序是自上而下；清孔完成后，應(yīng)將孔口暫時封堵，避免碎屑雜物進入邊坡錨孔內(nèi)；

步驟三，植入錨桿；

錨桿安裝前先用探頭檢查邊坡錨孔是否完好，若有塌孔、掉塊先行清理或處理；錨桿入孔時不得轉(zhuǎn)動，錨桿入孔時用力均勻；

步驟四，向邊坡錨孔內(nèi)注漿；

采用注漿泵，向邊坡錨孔內(nèi)澆筑水泥砂漿；

步驟五，吊裝預(yù)制十字型梁體單元；

對坡面背襯進行找平處理，以使十字型梁體單元與坡面能緊密貼合；

依次吊運拼裝若干個預(yù)制十字型梁體單元至邊坡坡面設(shè)定的位置，若干條所述十字型梁體單元的橫梁與橫梁、縱梁與縱梁上的l型鉤部相互掛接，形成多個“井”字形拼合而成的預(yù)制格構(gòu)梁；

步驟六，錨頭處理；

在每個預(yù)制十字型梁體單元的凹槽底部放置有鋼制墊板，錨桿依次穿過所述凹槽和墊板上的錨孔；位于墊板上部的錨桿使用螺母鎖緊，在凹槽部位、錨桿和螺母處填充c25混凝土封堵，或采用鋼罩保護或涂防腐油脂；

步驟七，錨桿的張拉及鎖定；

根據(jù)現(xiàn)場張拉試驗確定的張拉鎖定工藝，分級施加張拉荷載，每級張拉荷載穩(wěn)定后再進行下一級張拉荷載的施加；錨桿張拉完成48小時后若發(fā)生應(yīng)力松弛，則進行補償張拉；

步驟八，二次注漿；

待錨桿張拉檢測合格后，利用水泥系或者合成樹脂系注漿料進行二次注漿處理。

作為優(yōu)選方式，所述步驟一中，對邊坡坡面進行修整，若坡面過高，則用風(fēng)鎬鑿除；若坡面過低，則用漿砌片石嵌補；若遇較大裂縫，可采用灌漿或勾縫處理，以使邊坡坡面順直。

作為優(yōu)選方式，所述步驟四中，所述水泥砂漿采用p.0.42.5r水泥，水灰比為0.45～0.5，所述水泥砂漿的強度大于25mpa。

本發(fā)明涉及一種用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁和使用預(yù)制格構(gòu)梁加固的邊坡結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點在于：(1)預(yù)制格構(gòu)梁是由若干預(yù)制十字型梁體單元相互拼接而成，十字型梁體單元制作更加簡易、安裝更加輕便、且安裝時容易調(diào)節(jié)；(2)十字型梁體端部設(shè)計為l型鉤部，組裝格構(gòu)梁時更加便捷、相互卡扣使結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固；(3)預(yù)制格構(gòu)梁可以是預(yù)應(yīng)力混凝土格構(gòu)梁，可改善梁的截面性能，可以承受更大的錨固力，解決了傳統(tǒng)現(xiàn)澆的鋼筋混凝土格構(gòu)梁在遇到錨索錨固力較大情況時，可能在跨中位置被拉裂而導(dǎo)致構(gòu)件剛度下降的缺陷；預(yù)制的預(yù)應(yīng)力混凝土格構(gòu)梁還可降低梁體的厚度或減少受力鋼筋，提高材料利用率，從而更加經(jīng)濟。

本發(fā)明還涉及一種用于邊坡加固的預(yù)制十字型梁體的制作方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)，其優(yōu)點在于：預(yù)制格構(gòu)梁在工廠預(yù)制過程中，可以實現(xiàn)規(guī)范化管理、生產(chǎn)，使預(yù)制格構(gòu)梁受力和造型上能達到最佳狀態(tài)，保證了預(yù)制格構(gòu)梁的質(zhì)量。

本發(fā)明還涉及一種預(yù)制格構(gòu)梁加固邊坡的施工方法，與現(xiàn)有設(shè)計現(xiàn)場澆筑相比，其優(yōu)點在于：(1)預(yù)制格構(gòu)梁的主要部件十字型梁體單元是在預(yù)先在工廠制作完成，只需在邊坡錨桿施工完成后將預(yù)制格構(gòu)梁運輸至邊坡現(xiàn)場進行吊裝錨固，免去了傳統(tǒng)方法中需要在邊坡開槽、支模、綁扎鋼筋、澆筑、養(yǎng)護、脫模、檢測等工序，極大程度上縮短了施工周期，節(jié)約了成本；

(2)本發(fā)明的預(yù)制格構(gòu)梁是由若干個預(yù)制十字形梁體相互卡扣拼接而成，相比于現(xiàn)有技術(shù)在坡面現(xiàn)場澆筑的格構(gòu)梁的施工工藝而言，現(xiàn)場僅需吊裝即可，施工簡便高效，技術(shù)要求低；

(3)使用預(yù)制格構(gòu)梁安裝時不需要在坡面挖槽，相比于現(xiàn)場澆筑時需要在邊坡坡面人工挖槽以便使格構(gòu)梁嵌入坡面一定深度，本發(fā)明更加省時省力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁示意圖；

圖2為本發(fā)明十字型梁體的示意圖；

圖3為本發(fā)明十字型梁體的a部局部放大示意圖；

圖4為本發(fā)明十字型梁體b-b縱向剖面圖；

圖5為本發(fā)明十字型梁體的水平掛接示意圖；

圖6為本發(fā)明十字型梁體的邊坡加固示意圖。

附圖標(biāo)記如下：

1-十字型梁體單元、2-預(yù)制格構(gòu)梁、3-錨頭部、11-橫梁、12-縱梁、13-l型鉤部、31-凹槽、32-墊板、33-錨孔、34-錨桿、131-溝槽部、132-掛鉤部、4-邊坡、41-邊坡錨孔、5-漿料、6-螺母、7-混凝土封堵。

具體實施方式

如圖1-6所示，本發(fā)明涉及一種用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁，包括預(yù)制的多條由橫梁11和縱梁12相交而成的、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的十字型梁體單元1，所述十字型梁體單元1的混凝土強度不小于c25；所述縱梁12內(nèi)部鋼筋的尺寸不小于ф14；所述橫梁11內(nèi)部鋼筋的尺寸不小于ф6。如圖2所示，所述十字型梁體單元1的中心交叉處開設(shè)有錨頭部3；所述錨頭部3包括混凝土凹槽31和放置于凹槽表面的墊板32，在凹槽31和墊板32上均開設(shè)錨孔33，安裝時供錨桿34穿入。所述十字型梁體單元1的橫梁11兩端部和縱梁12兩端部分別延伸出彼此相反的l型鉤部13，橫梁11兩端部鉤彼此反向，縱梁兩端部鉤彼此反向，其溝槽部131的寬度不小于掛鉤部132的寬度。其中，如圖3所示，凹槽31呈矩形，外邊高內(nèi)邊低，墊板32是鋼制墊板，安裝時增大了錨桿的受力面積，起承壓作用，用于保護預(yù)制格構(gòu)梁的混凝土結(jié)構(gòu)在錨桿張拉時不致?lián)p壞。

如圖1、5所示，每四條所述十字型梁體單元1相互拼接后圍成內(nèi)八角形孔；每個所述十字型梁體單元1的橫梁與相鄰的十字型梁體單元1橫梁、縱梁與相鄰的十字型梁體單元1縱梁上的l型鉤部13分別相互掛接，形成多個“井”字形排布，若干個“井”字形拼合，即形成用于邊坡加固的預(yù)制格構(gòu)梁2。本實施例的l型鉤部13使十字型梁體單元1之間的拼接固定更加簡易，也增強了預(yù)制格構(gòu)梁2整體的穩(wěn)固性。

優(yōu)選地，十字型梁體單元1的橫梁11和縱梁12的縱向截面是矩形或梯形。如圖4所示，十字型梁體單元1的縱向高度從中間到兩端逐漸變小，以提高錨頭部的承壓能力。

本發(fā)明預(yù)制十字型梁體單元1可以是預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件或非預(yù)應(yīng)力的構(gòu)件。當(dāng)十字型梁體單元1為預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，所述十字型梁體單元1的混凝土強度不小于c40。

本發(fā)明還提供一種用于邊坡加固的預(yù)制十字型梁體的制作方法，包括以下步驟：

步驟一，預(yù)制十字型梁體單元1的模具加工；

在工廠，根據(jù)設(shè)計制造生產(chǎn)預(yù)制水泥混凝土的模具；按設(shè)計圖紙制作并安裝，制成端部有l(wèi)型鉤部13的十字型的梁體的模具；在模具的橫梁、縱梁交叉點處預(yù)留凹槽，可以是使用一個嵌塊形成上述凹槽；在模具上穿入錨桿的部位預(yù)留錨孔孔道，可以是使用一個嵌塊形成上述錨孔孔道；

模具應(yīng)人工進行裝拆，安裝后對各位置尺寸進行檢査調(diào)整，拼裝誤差應(yīng)達到設(shè)計和規(guī)范要求。

步驟二，在預(yù)制場按照設(shè)計綁扎鋼筋籠；

鋼筋下料時先核對鋼筋種類、直徑、尺寸、數(shù)量，計算下料長度，然后將其截斷，鋼筋彎曲時在彎筋機上搭一個平臺；彎制后的鋼筋經(jīng)檢查符合要求后應(yīng)掛牌存放于整潔的場地內(nèi)，防止規(guī)格型號不同的鋼筋混堆亂放。

在底座上布置好鋼筋間距線，來控制布筋尺寸，之后再綁扎縱梁12中的主筋和橫梁11中的箍筋，形成十字型梁體單元的鋼筋籠。

步驟三，混凝土澆筑；

在預(yù)制場，在固定臺座上安裝模板，并放入綁扎好的預(yù)制十字型梁體單元1的鋼筋籠；

采用強度c25的混凝土，澆筑前，檢查十字型梁體單元1模具的接縫、拉桿螺栓、模板連接螺栓和底腳楔子，模具的支立牢固可靠；澆筑時，均勻連續(xù)地下料；在鋼筋密集處，使用插入式振動棒以輔助下料；混凝土灌注過程中，要隨時檢查模板加固情況，漏漿處應(yīng)及時進行堵塞。

步驟四，混凝土養(yǎng)護；

將振搗好的混凝土移至養(yǎng)生區(qū)，對混凝土十字型梁體進行養(yǎng)護，將預(yù)制型梁體上蓋設(shè)罩布，嚴(yán)禁使用草袋類等見水易脫色的材料覆蓋預(yù)制件，以防污染其外觀。

定時向罩布上灑水，灑水次數(shù)以十字型梁體的表面潮濕為度；養(yǎng)護時間不少于7天，待混凝土達到設(shè)計強度和彈性模量后拆模。

步驟五，堆碼存儲；

預(yù)制十字型梁體養(yǎng)護達到設(shè)計強度后，從養(yǎng)護區(qū)轉(zhuǎn)運到堆碼區(qū)進行堆碼，存儲待用；轉(zhuǎn)運程中輕拿輕放，嚴(yán)禁損壞構(gòu)件，預(yù)制構(gòu)件堆碼高度不宜超過2米。

步驟六，在所述十字型梁體單元1的凹槽31內(nèi)放置設(shè)有供錨桿穿過的錨孔33的鋼制墊板32。

本發(fā)明還提供一種使用預(yù)制格構(gòu)梁加固的邊坡結(jié)構(gòu)，如圖6所示，由若干預(yù)制十字型梁體單元1相互掛接形成的預(yù)制格構(gòu)梁2平行于邊坡4放置，每個所述十字型梁體單元1上錨孔33與邊坡4上開設(shè)的邊坡錨孔41相對齊，錨桿34依次穿過十字型梁體單元1的凹槽31和墊板32上錨孔33、插置在邊坡錨孔41的孔道內(nèi)；向邊坡錨孔41的孔道內(nèi)澆筑有漿料5進行封堵；位于墊板32上部的錨桿34使用螺母6鎖緊；對凹槽31、錨桿34和螺母6的外露部分進行封堵保護。優(yōu)選地，對凹槽31、錨桿34和螺母6的外露部分填充c25混凝土封堵7，或加設(shè)鋼罩保護，或涂抹防腐油脂。

本發(fā)明還提供一種使用預(yù)制格構(gòu)梁加固邊坡的施工方法，包括以下步驟：

步驟一，加固前的準(zhǔn)備工作；

(1)待加固邊坡坡面4搭設(shè)腳手架，清除坡面和邊坡底部的巖渣、浮土或危巖，鑿毛光滑巖面，防止出現(xiàn)失腳現(xiàn)象；

(2)待加固邊坡坡面4進行修整，若坡面過高，則用風(fēng)鎬鑿除；若坡面過低，則用漿砌片石嵌補；若遇較大裂縫，可采用灌漿或勾縫處理，以使邊坡坡面順直。

步驟二，進行坡面錨桿施工；

(1)在坡面上進行邊坡錨孔41的測放和標(biāo)記，邊坡錨孔41定位偏差不大于20mm，其孔位傾角的偏斜度不大于5％；

(2)使用鉆機在邊坡坡面4上的標(biāo)記處鉆設(shè)邊坡錨孔41，鉆孔機械用三腳支架提升到穩(wěn)定平整的竹跳板上，根據(jù)坡面測放的孔位準(zhǔn)確安裝固定鉆機，并嚴(yán)格認(rèn)真進行機位調(diào)整，確保錨孔鉆機鉆孔傾角和方向符合設(shè)計和規(guī)范要求，鉆孔深度超過錨桿設(shè)計長度應(yīng)不小于0.5m。

(3)鉆孔完成后，可使用高壓風(fēng)槍清除孔內(nèi)和孔口處的水、浮渣及粉塵，清孔順序是自上而下；清孔完成后，應(yīng)將孔口暫時封堵，避免碎屑雜物進入邊坡錨孔41內(nèi)。

步驟三，植入錨桿34；

錨桿34采用hrb335級螺紋鋼筋鋼筋做定位支架制成。錨桿安裝前先用探頭檢查邊坡錨孔41是否完好，若有塌孔、掉塊先行清理或處理；錨桿34入孔時不得轉(zhuǎn)動，錨桿34入孔時用力均勻。

步驟四，向邊坡錨孔內(nèi)注漿；

采用注漿泵，向邊坡錨孔內(nèi)澆筑材料為水泥砂漿的漿料5；水泥砂漿漿料5采用p.0.42.5r水泥，水灰比為0.45～0.5，水泥砂漿漿料5的強度大于25mpa。

步驟五，吊裝預(yù)制十字型梁體；

對坡面背襯進行找平處理，以使十字型梁體單元1與坡面4能緊密貼合；

將預(yù)制場制作好的預(yù)制十字型梁體單元1用平板貨車運至邊坡現(xiàn)場，依次吊6拼裝若干個預(yù)制十字型梁體單元1至邊坡坡面4設(shè)定的位置，在每個預(yù)制十字型梁體單元1的凹槽31底部放置有鋼制墊板32，錨桿34依次穿過所述凹槽31和墊板32上的錨孔33；若干條所述十字型梁體單元1的橫梁11與橫梁11、縱梁12與縱梁12上的l型鉤部13相互掛接，形成多個“井”字形拼合而成的預(yù)制格構(gòu)梁2。

步驟六，錨頭處理；

位于墊板32上部的錨桿34使用螺母6鎖緊，將螺母6擰緊。在凹槽31部位填充c25混凝土封堵7，以防止墊板32、外漏錨桿34和螺母6生銹；也可使用鋼罩保護或者涂防腐油脂進行保護。

步驟七，錨桿34的張拉及鎖定；

根據(jù)現(xiàn)場張拉試驗確定的張拉鎖定工藝，分級施加張拉荷載，每級張拉荷載穩(wěn)定后再進行下一級張拉荷載的施加；錨桿34張拉完成48小時后若發(fā)生應(yīng)力松弛，則進行補償張拉。

步驟八，二次注漿；

待錨桿34張拉檢測合格后，利用材料為水泥系或者合成樹脂系的漿料5注進行二次注漿處理。