加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)及施工方法，屬于高填方邊坡加固【技術(shù)領(lǐng)域】。所述錨固結(jié)構(gòu)包括固定于基巖內(nèi)的錨固段和埋入填方體的放射狀固定段兩部分。埋入填方體的固定段包括放射狀對(duì)稱平鋪的鋼絞索、固定于鋼絞索上的多個(gè)“U”形剛性短桿和端頭擋板。錨索呈梅花形且水平成排布置，其每排標(biāo)高與填土分層標(biāo)高一致。本發(fā)明提供的錨固結(jié)構(gòu)和施工方法可以大大提高填土與錨索間連接力，使得填方體與基巖界面緊密連接，提高了基巖-填土界面的抗拉性能，有效地防止填方體沿基巖-填土界面拉裂而滑坡。本發(fā)明的錨固結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工簡(jiǎn)便，節(jié)約了大量的基巖邊坡開(kāi)挖土石方施工成本及時(shí)間，適用范圍廣。
【專利說(shuō)明】加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)及施工方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高填方邊坡加固【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)及施工方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著西部大開(kāi)發(fā)及城市建設(shè)的高速發(fā)展，山地城市機(jī)場(chǎng)、房屋及交通等基礎(chǔ)工程建設(shè)的規(guī)模越來(lái)越大，隨之出現(xiàn)了大量的高填方工程，特別是山區(qū)機(jī)場(chǎng)建設(shè)的填方體普遍超高。對(duì)于填方邊坡，基巖-填方體界面的地質(zhì)力學(xué)性質(zhì)對(duì)填方邊坡穩(wěn)定具有控制性作用。高陡巖石邊坡在我國(guó)西南山區(qū)普遍存在，甚至較多坡面近直立，因此無(wú)法避免地出現(xiàn)大量高陡基巖邊坡的高填方體工程?；鶐r-填方界面力學(xué)性質(zhì)是此類邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵控制因素，為提高其抗剪強(qiáng)度，基巖邊坡的坡面常設(shè)計(jì)開(kāi)挖成臺(tái)階狀。因?yàn)殚_(kāi)挖工程量過(guò)大，這種臺(tái)階狀放坡開(kāi)挖不適宜于高陡巖石邊坡。再者基巖坡面開(kāi)挖成臺(tái)階狀主要目的是增加基巖-填方界面抗剪切強(qiáng)度，并不能有效地增大其抗拉強(qiáng)度。
[0003]對(duì)于高陡基巖邊坡而言，基巖-填方界面易被拉裂，造成雨水或地表水易于入滲，進(jìn)而誘發(fā)填方邊坡拉裂失穩(wěn)，因此高陡基巖-填方界面的抗拉加固尤其重要。錨索或錨桿均具有很好的抗拉拔強(qiáng)度，是邊坡加固重要措施。但現(xiàn)今邊坡錨固設(shè)計(jì)仍主要是針對(duì)提高抗滑力(增加抗剪強(qiáng)度)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于較大規(guī)模的斜/邊坡常采用預(yù)應(yīng)力錨索或錨桿。錨索具有較強(qiáng)的柔性，故可方便在填方體上鋪放，也不影響后續(xù)填方體夯/壓實(shí)施工。由于錨索埋入填土部分的抗拉能力相對(duì)薄弱，為了防止高陡基巖-填方邊坡界面被拉裂，其關(guān)鍵是增加錨索鋼絞線與填土粘結(jié)力和錨索結(jié)構(gòu)在填土中的抗拉拔力。
[0004]因此，針對(duì)高陡基巖-填方界面易于拉裂及填土中錨索抗拉拔性質(zhì)很差等重要工程問(wèn)題，目前急需一種在填土中具有強(qiáng)抗拉拔性能、且構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便的加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)及施工方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種加固高陡基巖-填方界面的放射狀錨固結(jié)構(gòu)及施工方法。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]—種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，所述錨固結(jié)構(gòu)由錨索和鋼絞索組成，包括錨固段和放射狀固定段兩部分，錨固段固定于穩(wěn)定基巖內(nèi)，放射狀固定段埋入填方體內(nèi)。
[0008]進(jìn)一步，為了增大錨索在填土中的整體抗拉拔性能，錨固結(jié)構(gòu)中的單根錨索的鋼膠線不少于6股，埋入填方體的固定段鋼絞索以錨固段鉆孔為中心軸呈對(duì)稱水平放射狀平鋪，每根鋼絞索至少由兩股鋼絞線構(gòu)成；鋼絞索兩側(cè)放射角13均不超過(guò)30。，因?yàn)檫^(guò)大的夾角13易劣化綱絞索的受拉性能。
[0009]進(jìn)一步，為了增大單根鋼絞索與填土間的粘結(jié)力及抗拉拔力，放射狀固定段的每根鋼絞索上均等間距固定多個(gè)I形剛性短桿，與鋼絞索固定位置為I形彎曲段中心；鋼絞索端部固定一剛性擋板；短桿和檔板向下?lián)羧胩钔翆印?br> [0010]進(jìn)一步，錨索在基巖坡面上呈梅花形且水平成排布置，其每排標(biāo)高與填土分層標(biāo)高一致，即錨索排間距為分層填土的層厚。
[0011]進(jìn)一步，在頂排錨索的上方填土內(nèi)設(shè)置有10-20(^的防滲層。
[0012]進(jìn)一步，為了避免填土夯實(shí)施工對(duì)鋼絞索與固定其上的剛性短桿及擋板的損傷或破壞，V形剛性短桿的高度為鋼絞索截面尺寸的5-10倍，V形凈寬略大于鋼絞索的直徑，沿鋼絞索布置間距約為0.5-加，短桿橫截面尺寸略大于鋼絞線直徑；剛性擋板采用圓餅形或矩形，截面最大尺寸為2倍V形短桿高度。
[0013]一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)的施工方法，包括以下步驟:步驟一:布設(shè)并鉆錨索孔；步驟二:夯實(shí)底層預(yù)填土，并整平至第一排錨索孔標(biāo)高；步驟三:第一排錨索放入相應(yīng)錨索鉆孔并注漿形成錨固段；步驟四:待錨固砂漿凝固后，將至少每2股綱絞線捆綁成綱絞索，在綱絞索上固定剛性[形短桿和端部擋板，完成防腐蝕處理；步驟五:拉直鋼絞索拉直并放射狀平鋪于填方體上，將V形短桿及端部擋板擊入下方夯實(shí)填土層，然后填土并夯實(shí)至第二排錨索孔標(biāo)高；步驟六:重復(fù)步驟三到步驟五至錨索設(shè)計(jì)高度；步驟七:完成頂層填土并夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在其內(nèi)布置防滲層。
[0014]進(jìn)一步，在滿足注漿施工條件下，基巖內(nèi)錨固段的錨索孔傾角0盡量小，不宜超過(guò) 10。。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:在本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)和方法中，固定于鋼絞索上的鋼性形短桿和端部擋板可大大增加填土與鋼絞索的粘接強(qiáng)度；鋼絞索以錨索孔為中心軸呈不超過(guò)30。夾角水平放射鋪放，可大大提高錨固結(jié)構(gòu)在填土中整體抗拉拔力。錨索采用梅花型水平布置，既可提高錨固結(jié)構(gòu)對(duì)基巖-填方面界面的整體加固效果，也有利于填方、錨固施工的協(xié)同開(kāi)展。本發(fā)明避免了高陡基巖斜/邊坡大規(guī)模的放坡開(kāi)挖，節(jié)約了大量坡體開(kāi)挖工程量，且錨固結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工簡(jiǎn)便，適宜于高陡巖石斜/邊坡一側(cè)高填方工程加固。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行說(shuō)明:
[0017]圖1為本發(fā)明所述的高陡基巖-填方界錨固剖面示意圖；
[0018]圖2為圖1中水平面“的平切圖(示意鋼絞索的放射狀平鋪分布)；
[0019]圖3為圖1中剖面8-8 0為局部放大)；
[0020]圖4為單根錨索空間分布示意圖；
[0021]圖5為形短桿示意圖；
[0022]圖6為鋼絞索端部擋板示意圖；
[0023]圖中:1 一填方體；2—基巖；3—錨固段；4一鋼絞索；5—端部剛性檔板；6 — “II”形短桿；7—基巖-填方界面；8 —防滲層；9一鋼纟父線；10—基巖錨索鉆孔巖壁；11 一砂衆(zhòng)；12-埋入填土內(nèi)的固定段:(1一 “II”形短桿凈寬山一 “II”形短桿聞度；1？一檔板最大尺寸；8—錨索排間距；0 —錨索鉆孔傾角；13 —鋼絞索兩側(cè)放射角度；0 ~鋼絞線直徑。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0025]圖1為本發(fā)明所述的高陡基巖-填方界錨固剖面示意圖；圖2為圖1中水平面八-八的平切圖(示意鋼絞索的放射狀平鋪分布)；圖3為圖1中剖面8-80為局部放大)，如圖所示，本發(fā)明所述的一種加固高陡基巖-填方界面的放射狀錨固結(jié)構(gòu)，以防止填方體1沿基巖-填方界面7拉裂破壞，通過(guò)錨固結(jié)構(gòu)埋入填方體的放射狀固定段12和固定于基巖內(nèi)的錨固段3將基巖-填方界面7鎖固而難以張裂。
[0026]在本發(fā)明所述的結(jié)構(gòu)和方法中，將埋入填方體內(nèi)的固定段12分解為多根由多股鋼絞線9構(gòu)成的呈放射狀平鋪于填方體1內(nèi)的鋼絞索4，這將很大程度地增強(qiáng)錨固結(jié)構(gòu)在填土內(nèi)的固定段12的抗拉拔性能，見(jiàn)圖2和圖4，分別示意了鋼絞索4在填土中的放射狀平鋪分布及單根錨索的空間分布。為進(jìn)一步增大鋼絞索4的抗拉拔強(qiáng)度，在鋼絞索4上等間距固定“I”形剛性短桿6，且在其端部固定剛性擋板5?！癐”形剛性短桿6和端部擋板5可采用焊接或捆綁等方式固定于鋼絞索4上。
[0027]考慮到錨固結(jié)構(gòu)的整體受力性能的協(xié)同性，要求單根錨索的鋼膠線9不少于6股，每根放射狀平鋪的鋼絞索4至少由兩股鋼鉸線9構(gòu)成(如圖5所示)，鋼絞索4以錨固段3鉆孔(其截面圖見(jiàn)圖3中？放大部分，注漿后錨固段3的包括鋼絞線9、注漿砂漿11和鉆孔巖壁10)為中心軸呈對(duì)稱水平放射狀散開(kāi)，且其兩側(cè)放射角13均不超過(guò)30。。為了改善鋼絞線9在基巖-填土界面7處的抗拉拔性能且滿足注漿施工條件，基巖內(nèi)錨固段的錨索孔傾角0盡量小，不宜超過(guò)10。。如圖5所示，所述“『形剛性短桿6，與鋼絞索4固定位置為“I”形彎曲段中心，短桿向下?lián)羧胩钔翆?。形剛性短桿6的高度卜約為鋼絞索截面尺寸(略大于2倍鋼絞線直徑￠)的5-10倍，形凈寬(1略大于鋼絞索的截面尺寸，沿鋼絞索布置間距約為0.5-10,短桿6桿件橫截面尺寸。略大于鋼絞線直徑0。鋼絞索4的端部剛性擋板5最大尺寸21？約為2倍“I”形短桿高度11(見(jiàn)圖6所示)，擋板5形狀以圓餅或矩形為佳且其厚度約為5-10(3111。
[0028]為了錨固與填方工程協(xié)同施工，錨索在基巖坡面上呈梅花形且水平成排布置(如圖3所示)，其每排標(biāo)高與填土分層標(biāo)高一致，即水平排間距8為分層填土層厚，這樣也可以避免填土夯實(shí)施工對(duì)鋼絞索與固定其上的剛性短桿及擋板的損傷或破壞。再者，為了保證錨固結(jié)構(gòu)的服役壽命(即提高其耐久性)，所述埋入填土內(nèi)的錨索鋼絞索4、剛性“I”形短桿6及端部擋板5均需進(jìn)行防腐蝕處理。為了防止降雨等地表水下滲到基巖-填方界面7，在填方體1的頂部土層需做防滲層8 (如圖1所示)，防滲層材料可選擇粘性土等，其埋深必需高于最頂排錨索。
[0029]本發(fā)明還包括上述加固高陡基巖-填方界面的放射狀錨固結(jié)構(gòu)的施工方法，其包括以下步驟:
[0030]51:根據(jù)填方邊坡穩(wěn)定性分析，設(shè)計(jì)錨索分布，并在基巖坡面上鉆錨索孔；
[0031]82:夯實(shí)底層約2-?厚預(yù)填土 13，并整平至第一排錨索孔標(biāo)高；
[0032]83:第一排錨索的鋼絞線9放入相應(yīng)錨索鉆孔并注漿形成錨固段3 ；
[0033]84:待錨固砂漿11凝固后，將至少每2股鋼絞線9捆綁成綱絞索4，在綱絞索4上等間距固定“I”形剛性短桿6，在綱絞線的端部固定剛性檔板5，完成預(yù)埋入填土內(nèi)的錨索鋼絞索4、短桿6及檔板5的防腐蝕處理；
[0034]85:將每根錨索的鋼絞索9拉直并放射狀散開(kāi)鋪放，且將“形短桿6及端部擋板5擊入下方夯實(shí)填土層，然后按設(shè)計(jì)分層厚度填土并夯實(shí)至第二排錨索孔標(biāo)高。
[0035]86:重復(fù)步驟33-35至錨索設(shè)計(jì)高度；
[0036]87:完成頂層填土并夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在其內(nèi)布設(shè)防滲層8。
[0037]同樣的道理，在滿足注漿施工條件下，基巖內(nèi)錨固段的錨索孔傾角0盡量小，最好不要超過(guò)10°
[0038]最后說(shuō)明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述錨固結(jié)構(gòu)由錨索和鋼絞索組成，包括錨固段和放射狀固定段兩部分，錨固段固定于穩(wěn)定基巖內(nèi)，放射狀固定段埋入填方體內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:錨固結(jié)構(gòu)中的單根錨索的鋼膠線不少于6股，埋入填方體的固定段鋼絞索以錨固段鉆孔為中心軸呈對(duì)稱水平放射狀平鋪，每根鋼絞索至少由兩股鋼絞線構(gòu)成，鋼絞索兩側(cè)放射角β均不超過(guò)30°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于--放射狀固定段的每根鋼絞索上均等間距固定多個(gè)U形剛性短桿，與鋼絞索固定位置為U形彎曲段中心；鋼絞索端部固定一剛性擋板；短桿和檔板向下?lián)羧胩钔翆印?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:錨索在基巖坡面上呈梅花形且水平成排布置，其每排標(biāo)高與填土分層標(biāo)高一致，即錨索排間距為分層填土的層厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:在頂排錨索的上方填土內(nèi)設(shè)置有10-20cm的防滲層。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)，其特征在于:U形剛性短桿的高度為鋼絞索截面尺寸的5-10倍，U形凈寬略大于鋼絞索的直徑，沿鋼絞索布置間距約為0.5-lm，短桿橫截面尺寸略大于鋼絞線直徑；剛性擋板采用圓餅形或矩形，截面最大尺寸為2倍U形短桿高度。
7.如權(quán)利要求1至6所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一:布設(shè)并鉆錨索孔； 步驟二:夯實(shí)底層預(yù)填土，并整平至第一排錨索孔標(biāo)高； 步驟三:第一排錨索放入相應(yīng)錨索鉆孔并注漿形成錨固段； 步驟四:待錨固砂漿凝固后，將至少每2股綱絞線捆綁成綱絞索，在綱絞索上固定剛性U形短桿和端部擋板，完成防腐蝕處理； 步驟五:拉直鋼絞索并放射狀平鋪于填方體上，將U形短桿及端部擋板擊入下方夯實(shí)填土層，然后填土并夯實(shí)至第二排錨索孔標(biāo)高； 步驟六:重復(fù)步驟三到步驟五至錨索設(shè)計(jì)高度； 步驟七:完成頂層填土并夯實(shí)至設(shè)計(jì)標(biāo)高，并在其內(nèi)布置防滲層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種加固高陡基巖-填方界面的錨固結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于:在滿足注漿施工條件下，基巖內(nèi)錨固段的錨索孔傾角α盡量小，不宜超過(guò)10°。
【文檔編號(hào)】E02D5/74GK104404972SQ201410727503
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月3日
【發(fā)明者】黃達(dá), 曾啟霜, 鐘助, 顧東明, 宋宜祥 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)