[發明專利]一種預應力懸臂式擋土墻及其施工方法

在審

• 申請號: 202110311979.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112982479A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 馬文軍;李際勝;牛鳳鳴;張旭;袁博暉;孟慶文;杜長城;安婷婷;范俊懷;歐成章;王飛;張翔;呂新強;韓冰;周凱;孫二小;王寧;馬歡雄
• 申請（專利權）人: 中鐵第六勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D29/02
• 分類號: E02D29/02
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

本發明涉及一種預應力懸臂式擋土墻及其施工方法，通過在懸臂式擋土墻內部設置多個由混凝土立板延伸至混凝土底板的鋼套管，并在鋼套管內引入多根高抗張力鋼索，再利用鎖緊部件將處于拉伸狀態的高抗張力鋼索的兩端分別與懸臂式擋土墻進行鎖緊固定，繼而使得懸臂式擋土墻在填土前就處于預應力狀態，可以有效抵消擋土墻填土完成后，由于立板彎曲產生在混凝土懸臂式擋土墻中的部分拉力，繼而提高擋土墻的整體抗彎性能以及抗傾覆性能。本發明所述預應力懸臂式擋土墻的施工方法可適用于在任何地區，尤其在軟土地區，建造高度大于6m的懸臂式擋土墻，而且可以減少隨著擋土墻高度的增加，混凝土立板存在的撓曲變形、彎曲增大以及潛在的斷裂、折斷風險。

技術領域

本發明涉及土木工程和地質工程領域，具體涉及一種可以有效改善混凝土立板撓曲變形或抗彎性能的預應力懸臂式擋土墻及其施工方法。

背景技術

懸臂式擋土墻主要由底板(包括趾板和踵板)和固定在底板上的立板構成，其主要依靠底板上的填土重量來維持其穩定性。懸臂式擋土墻由于構造簡單、重量輕，能適應較松軟的地基土層，在土木工程和地質工程領域得到廣泛應用。然而，在現行規范《鐵路路基支擋結構設計規范》和文獻《新型支擋結構設計與工程實例》中要求懸臂式擋土墻的高度一般不宜大于6m，這是由于擋土墻的立板高度超過6m后，隨著擋土墻高度的增加，填土完成后，立板的撓曲變形和彎矩會迅速增大，導致擋土墻的抗傾覆穩定性迅速下降，或由于立板抗彎能力不足，可能引發鋼筋混凝土立板折斷。

因此，在地基承載力較高的地區，如果需要建造懸臂式擋土墻的高度超過6m，一般可通過增加鋼筋混凝土用量，以調整擋土墻立板厚度或在立板外側增設扶壁(形成扶壁式擋土墻)，來減小其撓曲變形和彎矩過大問題，但這種方式會造成懸臂式擋土墻的鋼筋混凝土用量攀升，其整體重量急劇增大，而且這就會對擋土墻底部的地基承載力提出更高要求。然而其它一些軟土地區的地基承載力一般不大，且如果要進行軟土地基處理，其費用通常較高。因此，通過上述方法來提高懸臂式擋土墻的建造高度顯然不適用于軟土地區。

發明內容

基于現有技術對懸臂式擋土墻進行加高建造時，存在的上述缺陷，本發明提供了一種預應力懸臂式擋土墻及施工方法，可適用于任何各種地區，尤其是可大大提高軟土地區懸臂式擋土墻的建造高度，還可顯著減少懸臂式擋土墻的立板撓曲變形、彎矩過大的問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種預應力懸臂式擋土墻，包括混凝土底板以及設置于混凝土底板上的混凝土立板，所述預應力懸臂式擋土墻內部設有多個預應力施加組件，所述預應力施加組件由鋼套管、高抗張力鋼索以及鎖緊部件構成，其中：

所述鋼套管內部為中空結構，兩端設置開口，所述鋼套管的一端開口設置于混凝土立板的頂部，另一端開口設置于混凝土底板的側端；

所述高抗張力鋼索設置有多根，分別由鋼套管的一端開口穿入，并由鋼套管的另一端開口引出；

所述鎖緊部件分別設置于鋼套管的兩個開口處，用于將處于拉伸狀態的多根高抗張力鋼索與懸臂式擋土墻進行鎖緊固定。

上述方案中，所述鎖緊部件由鋼墊板和夾具構成，所述鋼墊板和夾具均由鋼質材料制成；其中：鋼墊板的厚度為6-8cm，夾具的厚度為12-15cm。

上述方案中，所述鋼套管為鍍鋅螺旋波紋套管，管壁厚為10-14mm，管徑為8-15cm，所述鋼套管以縱向等間距的方式布置于懸臂式擋土墻內部。

上述方案中，所述高抗張力鋼索由3-5根的高強度低松弛無粘結預應力鋼絞線組成。

本發明還提供了一種上述預應力懸臂式擋土墻的施工方法，具體包括以下步驟：

S1，現場施工準備工作；

S2，施工懸臂式擋土墻主體；