[發明專利]基于土拱效應的路塹邊坡框架錨桿墻施工方法

有效

• 申請號: 201310285857.8
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103306296A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 金海元;周宏元;顧湘生;王祥;肖芬芬;姚成志;譚遠發;陳大鵬;朱樹念;彭鍇;郭玲玲
• 申請（專利權）人: 中鐵第四勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D17/20
• 分類號: E02D17/20
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍

技術領域

本發明屬于巖土工程技術領域，具體涉及一種基于土拱效應的路塹邊坡框架錨桿墻施工方法。

背景技術

隨著邊坡支擋結構的快速發展及多樣化，工程實踐中涌現出很多輕型支擋結構，如預加固樁間框架錨桿墻、加固樁間土釘墻等。但目前存在的問題是理論計算稍遜于工程實踐，如作用于支擋結構的土壓力如何計算以及樁-錨-土相互作用下的結構設計如何計算等。預加固樁間框架錨桿墻的結構設計施工中，預加固樁設置在邊坡平臺，起整體穩定作用，預加固樁上的邊坡土壓力按照常規庫倫土壓力計算，由于預加固樁可以在樁間形成土拱效應，作用在樁間框架錨桿上的土壓力由于“土拱效應”的作用，會與通常設計中采用的庫侖主動土壓力有所不同。如果仍然按照常規計算設計并施工則會產生很大浪費。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述背景技術存在的不足，提供一種基于土拱效應的路塹邊坡框架錨桿墻施工方法。

本發明采用的技術方案是：一種基于土拱效應的路塹邊坡框架錨桿墻施工方法，包括以下步驟：

（1）、在邊坡坡面進行土石方填筑與開挖，平整坡面；

（2）、在邊坡坡體的最下一級邊坡平臺沿邊坡長度方向均勻間隔設置預加固樁；

（3）、根據作用在墻體上的庫倫主動土壓力計算公式

?

計算：錨桿長度??和錨桿截面積?A_s=K×E_a/f_y?；

（4）、根據確定的錨桿長度及錨桿截面積制作錨桿；

（5）、在邊坡坡體表面均勻間隔鉆孔，將制作好的錨桿插于邊坡上鉆好的孔內，并向插有錨桿的孔內注漿，形成錨桿墻墻體；

（6）、在錨桿墻墻體表面鋪設綠色防護層。

上式中：E_a為作用在墻上的庫倫主動土壓力；?G為楔形體ABED的重力；θ為破裂角；φ為土體內摩擦角；δ為框架錨桿墻與土體間的摩擦角；α為框架錨桿墻的豎向傾角；L_a為錨固段長度；K為安全系數；D為錨桿直徑；f_rb為水泥砂漿與巖石孔壁的粘結強度設計值；f_y為鋼筋的抗拉設計強度。

進一步地，所述步驟中（2）中預加固樁為鋼筋混凝土矩形樁，截面尺寸為1.75×3.0m，樁間距為5-8m。

進一步地，所述步驟（5）中錨桿間距為3-5m，向下傾斜，與水平面的夾角為15°-25°。

進一步地，所述步驟（6）之前在錨桿墻墻體表面設置由混凝土構成的網格狀框架，框架的寬度為3-5m。

更進一步地，所述綠色防護層位于框架的網格內，綠色防護層為掛網噴厚層基材或三維生態袋。

本發明路塹邊坡采用預加固樁間框架錨桿施工時，鑒于預加固樁能在樁間形成“土拱效應”，因此充分考慮土拱效應，錨桿墻上土壓力按照庫倫主動土壓力計算，按計算出破裂角從坡腳畫出破裂面，該破裂面與樁間土拱相交，由于拱后面土體因為土拱的存在而不會產生下滑力作用在錨桿墻上，則土拱與拱前破裂面間的楔形體為作用在框架錨桿上的土壓力，框架錨桿墻施工時由此土壓力計算出施工錨桿的長度及截面積，計算結果較精確，施工時能夠節省工程投資。

該施工方案充分考慮了樁與樁間結構物的相互作用，既到達了安全的目標，又能節省材料。該施工方案提高了鐵路路塹邊坡的輕型支擋結構設計精度和施工方法，填補了復合支擋結構的計算理論和施工實踐。

附圖說明

圖1為本發明樁間土拱效應示意圖。

圖2為本發明框架錨桿墻后的土體分布示意圖。

圖3為本發明作用在框架錨桿墻上的力分布示意圖。

圖4為本發明作用在框架錨桿墻上的力矢三角形示意圖。

圖5為本發明施工狀態的結構示意圖。

圖6為本發明的縱向斷面剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的詳細說明，便于清楚地了解本發明，但它們不對本發明構成限定。

本發明的基于土拱效應的路塹邊坡預加固樁前框架錨桿墻施工方法，包括以下步驟：

首先進行邊坡平臺開挖、平整坡面，在邊坡坡體的最下一級邊坡平臺設置預加固樁1，預加固樁起到邊坡的主要加固作用，預加固樁為鋼筋混凝土矩形樁，截面尺寸為1.75×3.0m，在邊坡坡體5最下級平臺沿邊坡長度方向均勻間隔布置，樁間距為5-8m。