[發明專利]一種桁架式擋土墻

有效

• 申請號: 201510089371.6
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104652475A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 葉曉明;干飛;唐建川
• 申請（專利權）人: 重慶大學;重慶永固建筑科技發展有限公司
• 主分類號: E02D29/02
• 分類號: E02D29/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

技術領域

本發明涉及擋土墻結構改進，具體涉及到高填方邊坡工程支擋的桁架式擋土墻，屬于土木工程中邊坡工程領域。

背景技術

邊坡工程在整個大土木工程中處于特別重要的地位，原因是邊坡工程量大、技術難度大、事故率高。邊坡工程對象是巖體或土體，巖土體是天然生成的，不能人為制造，特點是：性質因地而異，因時而異；人類了解不能詳盡；不能準確的提供力學參數；設計水平因人而異。這些特點存在給工程建設帶來了巨大困難，其結果是：對巖土體把握不當，事故率大（據了解，建筑工程中，邊坡事故率占70%左右）；設計方案不同，成本差異大；地質條件變化大，在很多情況下缺少經濟合理的邊坡支護方法。

目前，高填方邊坡治理中采用的結構體主要有：懸臂樁擋土墻、錨拉樁擋土墻、重力式擋土墻、加筋土擋土墻、斜樁自平衡擋土墻等。其中：重力式擋土墻高度大于8米時，工程成本增加很快，對于高擋土墻而言經濟性特別差；懸臂樁擋土墻的彎矩是所有結構類型中最大的一種，所以成本也非常高；對于高大擋土墻而言，相比之下，錨拉樁擋土墻的成本比前兩者低，而斜樁自平衡擋土墻成本最低，所以近年來這兩種擋土墻得到了廣泛應用。其中，錨拉樁擋土墻需要有錨拉條件，而斜樁自平衡擋土墻不依賴錨拉條件，在經濟和地質條件適應方面有更大的優勢。斜樁自平衡擋土墻技術的關鍵在于：采用斜樁支護減小邊坡推力；采用上部擋土墻重力產生的反彎矩平衡邊坡推力彎矩。這種結構具有受力合理的特點，使邊坡工程造價大幅度降低，且對地質條件的依賴很小，所以適用性很強。也正是由于這種結構，要求邊坡要有一定斜度（一般與鉛垂線夾角20度），這意味著邊坡支擋要占一定空間。但是，某些沒有放坡空間的邊坡工程，斜樁自平衡擋墻的應用就受到限制。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明的目的在于提供一種用于填方和半填方邊坡支護的桁架式擋土墻，本擋土墻不需要場地地質提供錨拉條件和放坡空間，坡底不大面積開挖，降低施工風險，還可降低工程造價、便于施工和減短工期。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：

一種桁架式擋土墻，包括嵌入坡底巖層或土層中的下部樁基礎，下部樁基礎上端通過承臺梁與上部桁架結構連接；上部桁架結構包括上弦立柱、下弦立柱、水平腹梁、斜腹梁、橫向連梁和擋土板，上弦立柱由若干根形成一排并位于內側，下弦立柱由與上弦立柱一一對應的若干根也形成一排并位于上弦立柱外側，下弦立柱之間分別通過若干橫向連梁連接形成網格結構；每根上弦立柱和與之對應的下弦立柱之間通過若干水平腹梁及斜腹梁連接，斜腹梁位于兩水平腹梁之間并將上弦立柱、下弦立柱和兩水平腹梁構成的矩形分隔為兩三角形；相鄰兩上弦立柱之間通過擋土板連接形成一體的擋土墻；

所有上弦立柱上端以及所有下弦立柱上端分別通過頂梁連接，在兩頂梁之間設有頂板以在上部桁架結構上端形成平臺結構。

所述承臺梁在填土部分設置承臺底板，用于承擔反壓土體荷載，利用反壓土體重量G來平衡豎向桁架擋土結構的傾覆彎矩和內側受拉樁基礎的拉力。

進一步地，在每根上弦立柱下部內側與承臺梁之間設有三角形隔墻。隔墻采用抗拉強度高，同時又能承受回填土擠壓的材料和結構，以分攤上弦立柱的拉力。

下部樁基礎由位于外側的受壓樁基礎、位于中間的中間樁基礎和位于內側的受拉樁基礎構成的矩陣結構；上弦立柱位于中間樁基礎之上，下弦立柱位于受壓樁基礎之上。也可不設內側的受拉樁基礎、承臺底板，這時外側的樁基礎受壓，中間樁基礎變為內側樁基礎受拉。

上部桁架結構中，上弦立柱與下弦立柱之間可增設有一排中間立柱，中間立柱通過若干橫向連梁形成網格結構；中間立柱與上弦立柱之間以及中間立柱與下弦立柱之間通過若干水平腹梁和斜腹梁連接，這樣可以形成更大的邊坡擋墻。

本發明是一種豎向放置的懸臂桁架結構體系，主要是利用桁架三角形結構布置的受力合理性和穩定性，以提高檔土結構的承載能力和抗側移能力。同時，利用承臺上部反壓土體重量G來平衡豎向桁架擋土結構的傾覆彎矩。