一种钢结构组合式挡土墙及其施工方法
文献发布时间:2023-06-19 11:13:06
技术领域
该发明涉及岩土工程边坡支护技术领域,尤其涉及一种钢结构组合式挡土墙及其施工方法。
背景技术
随着社会的快速发展,基础设施建设过程中边坡治理问题越加突出,加之极端异常气候,持续强降雨等影响,地质灾害频发,针对不同的地质情况出现了不同的支护措施,而挡土墙在其中扮有重要角色。挡土墙是一种抵抗侧向土压力,防止土体变形失稳,保证边坡或者回填土稳定的构筑物,在公路、铁路、桥梁及地灾防治中都有广泛应用,并且发展有各种型式。而各种型式挡土墙的材料基本以混凝土、钢筋混凝土、浆砌块(片)石为主,结构牢固,耐久性好,但是也存在一个很大的问题,就是工期长,在一些应急抢险中,或者需要很快产生效果的情况下难以得到应用。
如今,钢结构有了很大的发展,钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,目前钢结构广泛应用到房屋建筑、公路、铁路、桥梁和住宅等方面,但是钢结构在岩土工程领域,地质灾害防治中鲜有应用。
发明内容
针对上述技术的不足,本发明的目的在于提供一种钢结构组合式挡土墙及其施工方法,解决现有技术中以混凝土、钢筋混凝土、浆砌块石为主的挡土墙修建工期长,不能应用于应急抢险中的问题。
为了达到上述目的,本发明采取的技术方案如下:
一种钢结构组合式挡土墙,包括若干个相互组合的挡土墙单元,所述挡土墙单元主要包括底板装置、立柱装置、立板装置和斜拉装置;
所述底板装置包括底梁,所述底梁的一端部设有便于和立柱装置进行连接的梁孔,所述梁孔的内侧设有便于和立板装置进行连接的定位拴,所述底梁的上下表面上还设有若干与之固定连接的凸榫,若干所述凸榫位于同一平面内,相邻所述挡土墙单元的底梁之间设有柔性网,所述柔性网的两侧分别固定在相邻底梁上表面的凸榫上;
所述立柱装置包括立柱,所述立柱的一端设有和所述梁孔对应的柱孔,所述立柱和底梁内设有联结杆,所述联结杆的两端通过联结螺母将立柱和底梁进行固定,所述立柱的外侧中上部设有便于和斜拉装置连接的导绳拴;
所述立板装置包括立板,所述立板位于立柱和定位拴之间,所述立板装置的外侧面上设有呈矩形分布的4个悬挑拴,相邻所述两个水平排布的立板之间设有悬挑梁,所述悬挑梁位于悬挑拴内,所述立板上还设有便于和斜拉装置连接的导绳孔;
所述斜拉装置包括斜拉绳,所述斜拉绳的一端固定在导绳拴上,所述斜拉绳的另一端穿过所述导绳孔固定连接在底梁上。
进一步限定,所述底梁上设有3组限位杆,远离所述立柱的两处限位杆内设有抗滑键,所述抗滑键的顶端与底梁的底面齐平,其有益之处在于,抗滑键的设置可以使组合式挡土墙与地面的连接更加的稳固,边坡滑坡时不易出现滑移的情况,提升组合式挡土墙的防护效果。
进一步限定,所述柔性网为防护网,所述防护网的网孔穿过底梁上部凸榫铺在底板装置的上部,所述防护网的末端超出底梁末端不小于50cm,所述防护网的下方设有20cm厚的砂卵石层,其有益之处在于,可采用破旧的防护网,不仅降低制造成本,且原材料易于获得,末端超出底梁末端的目的在于,避免过多泥土进入砂卵石层的内部,堵塞砂卵石层内的间隙,导致砂卵石层的渗排水能力降低。
进一步限定,所述立板为钢板,且在立板的四角处均设有直角缺口,其有益之处在于,直角缺口可以作为泄水孔使用,将边坡泥土中的水分排出。
进一步限定,所述悬挑梁的两端均设有弯钩,其有益之处在于,弯钩的设置可避免悬挑梁在悬挑拴内滑移脱出,增强悬挑梁对相邻立板的连接限位性能。
本发明中还公开了一种钢结构组合式挡土墙的施工方法,主要包括如下步骤:
(1)市场购买工厂预制或切割组合挡土墙各个构件,并进行防腐蚀处理,包括底板装置、立柱装置、立板装置及斜拉装置,运至施工场地仓库,备用;
(2)对需要设置回填挡土墙的区域进行踏勘,确定设置挡土墙的位置,对设置挡土墙的位置进行整平;
(3)采用石灰线勾勒出底梁、立柱等结构的大概位置,在对应立柱的基础及抗滑键位置开挖基础,基础四周大于立柱及抗滑键长宽各5cm;
(4)在地面相应位置布置2根底梁,限位杆相对而立,底梁底部凸榫插入地面以下;
(5)立柱穿过底梁之间前部第一处限位杆之间插入基础,联结杆穿过底梁梁孔及立柱的柱孔,两侧采用螺母进行紧固,基础采用C20砼充填;
(6)2根抗滑键分别穿过第二处和第三处限位杆之间插入基础,抗滑键顶部与底梁顶部齐平,基础采用C20砼充填;斜拉绳从底梁底部绕过最后一根抗滑键从两根底梁之间穿出,两侧等长布置。
(7)重复第(4)至第(6)步,直到第一级组合挡墙的底梁及立柱安装完成;
(8)底梁区域平铺20cm厚的砂卵石层,然后平铺柔性网;
(9)在定位拴与立柱之间放入立板,使得立柱位于立板中间;
(10)立板内侧预留斜拉绳穿过立板预留导绳孔,再穿过立柱导绳拴,拉紧后采用卡扣在立板外侧进行紧固;
(11)悬挑梁放入相邻立板之间的悬挑拴,类似门拴作用,采用上、下悬挑梁将相邻立板进行联结;
(12)第一级组合挡土墙后部回填土石方,夯填压实后,进行第二级组合挡墙的组装;
(13)第二级组合挡墙的底梁顶端抵于第一级挡土墙的立板后面,底梁顶部与第一级挡土墙的立柱顶面齐平;
(14)重复第(3)至第(14)步,直到整个组合挡土墙组装完成。
进一步限定,所述步骤(12)中回填土石方的夯实度不小于85%,其有益之处在于,回填土石方的夯实度较大,使回填土石方对组合挡墙单元的压紧和固定效果更好,进一步增强组合挡墙的阻挡防护能力。
本发明的技术效果如下:(1)单个组合结构自成体系,通过水平方向多个组合挡土墙的结合形成单级挡土墙,墙后回填土石方,然后在依次进行竖直方向上多级墙挡土墙的组装,水平及竖向的组合,可以调整挡墙的支挡宽度及高度。
(2)组合挡土墙的底板装置设置有抗滑键、凸榫等,可以起到抗滑的作用,立柱、立板装置可以起到挡土的作用,斜拉装置可以有效的约束立柱和立板装置受到侧向力的变形及倾覆,以及底部柔性网在上部土压力的作用下,通过与凸榫之间的连接作用力起到对组合挡墙的抗滑和防倾覆作用。
(3)本钢结构组合式挡土墙,不仅减少基础的开挖,节省空间,而且组装快速,还具有施工方便、操作简单、适应性强等优点,可以很好的适用于应急抢险工程中。
附图说明
图1为本具体实施方式中单个挡土墙单元的剖面图;
图2为本具体实施方式中组合式挡墙的立面布置示意图。
图3为本具体实施方式中组合挡墙的立面剖视图示意图。
图4为本具体实施方式图2中A处的局部放大示意图。
附图编号
1、底板装置,11、底梁,12、梁孔,13、限位杆,14、定位拴,15、抗滑键,16、凸榫,17柔性网;2、立柱装置,21、立柱,22、导绳拴,23、柱孔,24、联结杆;3、立板装置,31、立板,32、导绳孔,33、悬挑拴,34、悬挑梁;4、斜拉装置,41、斜拉绳。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明:
如图1到图4所示,一种钢结构组合式挡土墙,通过将若干个挡土墙单元组合形成,制造的周期短,在应急抢险方面能发挥出巨大的作用,其具体包括四个部分,分别为底板装置1、立柱装置2、立板装置3和斜拉装置4,其中底板装置1具体由由底梁11、梁孔12、限位杆13、定位拴14、抗滑键15、凸榫16及防护网组成。底梁11采用200×150×4的矩形管,长度2.5m,令一端为起点,从起点开始在距离40cm处管高中部设置梁孔12,孔径40mm。限位杆13采用20钢筋,长度200mm,设置于距离底梁11起点(29cm、51cm)、(119cm、141cm)、(179cm、201cm)三处,单根底梁116根限位杆13,采用焊接。定位拴14采用32钢筋,长度100mm,设置于底梁11上部,距离起点58cm处,采用焊接。抗滑键15采用20A型工字钢,长度50cm,抗滑键15设置于底梁11中、后部两处限位杆13之间,顶部与底梁11底部齐平。凸榫16采用20钢筋,长度50mm,不等长间距焊接于底梁11的上、下面。柔性网17可以采用防护网,网孔穿过底梁11上部凸榫16铺在底板装置1的上部,起点到立板装置3,末端超出底梁11末端不小于50cm。
立柱装置2具体包立柱21、导绳拴22、联结杆24和联结螺母,立柱21采用20A型工字钢,长度2.5m,底端开始在距离40cm处中部设置柱孔23,孔径40mm。导绳拴22采用20钢筋,长度9cm,弯成半圆,焊接于立柱21外侧,距离立柱21顶部75cm位置。联结杆24采用32钢筋,长度40cm,两侧各留不小于6cm的螺纹。联结螺母采用钢制预制结构,通过联结杆24对底梁11和立柱21进行联结固定。
立板装置3包括立板31、导绳孔32、悬挑拴33和悬挑梁34,其中立板31采用6mm厚钢板,切割成宽2.5m、高2.0m的形状,四角留5cm直角缺口,组装后作为泄水孔之用。导绳孔32在钢板预留,横向位于立板31中间偏两侧各10cm,纵向从顶部向下90cm处,导绳孔32从外向内呈45°斜度。悬挑拴33单板设置4个,横向位于立板31中间偏两侧各75cm,纵向从顶部向下100cm及150cm处,采用15cm长32钢筋弯成直角垂直焊接于此,垂直5cm,竖向10cm。悬挑梁34采用32钢筋,长度104cm,两侧弯钩各10cm,用于将水平相邻的立板31进行衔接。
斜拉装置4包括斜拉绳41,斜拉绳41采用外套软管钢丝绳,长度6.0m,斜拉绳41的一端固定在导绳拴22上,斜拉绳41的另一端穿过所述导绳孔32固定连接在底梁11上,用于将立柱21、立板装置3与底梁11装置进行联结。
本实施例中还包括一种钢结构组合式挡土墙的施工方法,主要包括如下步骤:
(1)市场购买工厂预制或切割组合挡土墙各个构件,并进行防腐蚀处理,包括底板装置、立柱装置2、立板装置3及斜拉装置4,运至施工场地仓库,备用;
(2)对需要设置回填挡土墙的区域进行踏勘,确定设置挡土墙的位置,对设置挡土墙的位置进行整平;
(3)采用石灰线勾勒出底梁11、立柱21等结构的大概位置,在对应立柱21的基础及抗滑键15位置开挖基础,基础四周大于立柱21及抗滑键15长宽各5cm;
(4)在地面相应位置布置2根底梁11,限位杆13相对而立,底梁11底部凸榫16插入地面以下;
(5)立柱21穿过底梁11之间前部第一处限位杆13之间插入基础,联结杆24穿过底梁11梁孔12及立柱21的柱孔23,两侧采用螺母进行紧固,基础采用C20砼充填;
(6)2根抗滑键15分别穿过第二处和第三处限位杆13之间插入基础,抗滑键15顶部与底梁11顶部齐平,基础采用C20砼充填;斜拉绳41从底梁11底部绕过最后一根抗滑键15从两根底梁11之间穿出,两侧等长布置。
(7)重复第(4)至第(6)步,直到第一级组合挡墙的底梁11及立柱21安装完成;
(8)底梁11区域平铺20cm厚的砂卵石层,然后平铺柔性网17;
(9)在定位拴14与立柱21之间放入立板31,使得立柱21位于立板31中间;
(10)立板31内侧预留斜拉绳41穿过立板31预留导绳孔32,再穿过立柱21导绳拴22,拉紧后采用卡扣在立板31外侧进行紧固;
(11)悬挑梁34放入相邻立板31之间的悬挑拴33,类似门拴作用,采用上、下悬挑梁34将相邻立板31进行联结;
(12)第一级组合挡土墙后部回填土石方,夯填压实后,进行第二级组合挡墙的组装;
(13)第二级组合挡墙的底梁11顶端抵于第一级挡土墙的立板31后面,底梁11顶部与第一级挡土墙的立柱21顶面齐平;
(14)重复第(3)至第(14)步,直到整个组合挡土墙组装完成。
在本方法中需要注意的是,在进行若干级的挡土墙组装时,步骤(13)中可具体理解为当前级的挡土墙底梁11顶端抵于前一级挡土墙的立板31后面。
需要提前说明的是,在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
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