用于边坡支护的桩板联合挡土结构

技术领域

本发明属于边坡防治技术领域，具体公开了一种用于边坡支护的桩板联合挡土结构。

背景技术

随着经济和施工技术的发展，大量的工程建设也促进了工程边坡防治技术的快速发展，更多的技术和措施已在边坡工程领域发挥了重要作用。其中以抗滑桩及桩板结构联合挡土受力的支挡结构在工程边坡中得到了广泛的应用。

抗滑桩桩间板是指布设在相邻两根抗滑桩之间的钢筋混凝土板结构，起到有效阻挡桩间土的作用，避免桩间土溜滑，确保抗滑桩及桩间板联合受力的效果。采用桩板联合挡土结构，结合抗滑桩能够提供大的阻滑力和桩间板能够支挡桩间土的原理，对工程边坡起到有效的加固作用。

现有的桩板联合挡土结构，包括至少两根间隔设置在边坡上的抗滑桩以及设置在相邻两根抗滑桩之间的桩间板，桩间板为预制钢筋混凝土板。传统桩板联合挡土结构的施工方法是采用预制拼装的方法，通常在抗滑桩施工完成后，再在桩间土体进行开挖，拼装预制好的桩间板，桩间板从下至上布设。

实际施工时，待抗滑桩桩身混凝土强度达到设计要求后，开挖相邻抗滑桩的桩间土体，再对预制好的桩间板进行拼装；因而，采用传统的预制拼装法对抗滑桩桩间板进行施工时，需要将桩间土自上而下，一次挖到桩间板布设高程，桩间板一般布设3～5m，有的会达到8m以上。由于安装预制桩间板的需要，需将桩间土挖成直立，这对于3～5m，甚至更高的覆盖层直立边坡自身稳定性问题突出，这对施工安全造成极大的威胁。因此，现有桩板联合挡土结构的安全可靠性一般，且传统的桩间板做法常常将桩间板限制在3～5m高，这在某种程度上制约了桩板联合挡土结构在工程边坡的广泛应用和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种安全可靠性更高的用于边坡支护的桩板联合挡土结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于边坡支护的桩板联合挡土结构，包括至少两根间隔设置在边坡上的抗滑桩以及在任意相邻两根抗滑桩之间设置的桩间板；还包括纵横梁构件，所述纵横梁构件包括在桩间板的下游侧表面设置的纵梁以及设置在抗滑桩下游侧的横梁，所述纵梁沿桩间板的高度方向设置，所述横梁上设有嵌入相邻两根抗滑桩之间并与所对于的桩间板和纵梁相连的凸起部。

进一步的是，所述抗滑桩的顶部设置将各抗滑桩及各桩间板连接在一起的桩顶联系梁。

进一步的是，所述纵梁与横梁相互垂直。

进一步的是，所述横梁至少为两根，并沿抗滑桩的高度方向间隔设置。

进一步的是，所述横梁包括横梁钢筋，所述纵梁包括纵梁钢筋；在横梁与纵梁相交处，横梁钢筋与纵梁钢筋绑扎在一起。

进一步的是，所述横梁与纵梁相交处设置有锚固于边坡内的锚索。

进一步的是，还包括锚筋，所述锚筋的公称直径不小于22mm，锚筋一端伸入抗滑桩内、另一端伸入桩间板内。

进一步的是，在抗滑桩与桩间板相接处，沿桩间板的高度方向间隔设置有至少两根锚筋，且上下相邻的两根锚筋之间的间距小于等于30cm。

本发明还提供了一种用于边坡支护的桩板联合挡土结构的施工方法，该方法用于施工上述的用于边坡支护的桩板联合挡土结构，并包括下列步骤：

步骤一，施工平台加固：在待支护的边坡上，对抗滑桩的施工平台进行开挖支护，并施工坡面截水结构和施工平台的排水结构；

步骤二，测量放样：根据待施工抗滑桩的桩位坐标及桩身断面尺寸，对待施工的抗滑桩和桩间板的施工位置进行测量放样；

步骤三，抗滑桩施工：在抗滑桩测量放样的位置，进行抗滑桩的桩孔开挖，开挖完成后在桩孔内绑扎桩身钢筋，之后在桩身钢筋四周设置抗滑桩浇筑模板并在抗滑桩浇筑模板所围空间内浇筑混凝土形成抗滑桩；

步骤四，桩前土体开挖：待抗滑桩的桩身混凝土达到28天强度要求后，拆除抗滑桩浇筑模板，再对抗滑桩上游侧的土体及任意相邻两根抗滑桩之间的土体开挖一层，开挖深度为1～1.5m；

步骤五，施工一段桩间板：开挖完一层土体后，对抗滑桩待施工桩间板的侧部进行凿毛处理并布置锚筋，抗滑桩设有锚筋的每一侧沿桩间板的高度方向间隔设置至少两根锚筋，且上下相邻的两根锚筋之间的间距小于等于30cm；之后在任意相邻两根抗滑桩之间绑扎板身钢筋，再在板身钢筋上、下游侧设置桩间板浇筑模板并在桩间板浇筑模板所围空间内浇筑混凝土形成一段桩间板；

步骤六，完成桩间板的施工：待步骤五施工的一段桩间板的板身混凝土达到28天强度要求后，按照步骤四方式再向下开挖一层土体，开挖完成后按照步骤五再施工一段桩间板，如此循环直至桩间板达到设计高程，施工的各段桩间板构成桩间板整体结构；

步骤七，纵横梁构件施工：在桩间板的下游侧表面绑扎纵梁钢筋，并在抗滑桩的下游侧绑扎横梁钢筋，且在纵梁钢筋与横梁钢筋相交的节点处预埋锚索孔；在纵梁钢筋和横梁钢筋外侧支立梁模板，再在梁模板所围空间内浇筑混凝土形成纵横梁构件；

步骤八，锚索施工：待纵横梁构件的混凝土达到28天强度要求后，在锚索孔中设置锚固于边坡内的锚索。

进一步的是，若桩间板的设计高程超高8m，则按步骤六每施工6～8m高度的桩间板部分后，先按步骤七和步骤八施工其对应部分的纵横梁构件和锚索，之后再按步骤四至步骤六继续施工桩间板剩余部分，直至桩间板达到设计高程，最后按步骤七和步骤八完成桩间板剩余部分所对应的纵横梁构件和锚索的施工。

本发明的有益效果是：该桩板联合挡土结构通过桩间板下游侧表面设置的纵梁与抗滑桩下游侧设置的横梁构成的纵横梁构件，能够有效增加桩板联合挡土结构的整体性，提高桩间板的安全性，从而有效地增强边坡的稳定性，安全可靠性更高。该施工方法通过自上而下分层开挖桩前及桩间土体，挖一层施工一段桩间板，如此循环至桩间板的设计高程，这样既可避免桩间土开挖成直立边坡而失稳，对桩间板施工带来安全风险，又方便了施工，安全可靠；通过在桩间板的下游侧表面设置纵梁，同时在抗滑桩的下游侧设置横梁，并在纵梁和横梁相交的节点处布设锚索，这样能够增加桩间板与抗滑桩的整体性，从而达到联合抵抗桩间土压力的作用，有效提高了边坡的稳定性。

附图说明

图1是本发明中桩板联合挡土结构的平面布置图；

图2是本发明中桩板联合挡土结构的立面布置图；

图中标记为：抗滑桩10、桩顶联系梁11、桩间板20、纵梁31、横梁32、锚索33、锚筋40。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

结合图1和图2所示，用于边坡支护的桩板联合挡土结构，包括至少两根间隔设置在边坡上的抗滑桩10以及在任意相邻两根抗滑桩10之间设置的桩间板20；还包括纵横梁构件，所述纵横梁构件包括在桩间板20的下游侧表面设置的纵梁31以及设置在抗滑桩10下游侧的横梁32，所述纵梁31沿桩间板20的高度方向设置，所述横梁32上设有嵌入相邻两根抗滑桩10之间并与所对于的桩间板20和纵梁31相连的凸起部。

其中，抗滑桩10是穿过边坡的滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用；抗滑桩10一般为钢筋混凝土结构，各抗滑桩10通常沿着垂直于顺坡向的方向间隔分布一排或多排。桩间板20主要用于与抗滑桩10联合，有效阻挡桩间土，避免桩间土溜滑，进一步稳定边坡；桩间板20通常也为钢筋混凝土结构，可以预制，也可现浇。

纵横梁构件主要用于增加该桩板联合挡土结构的整体性，进而提高桩间板20的安全性，从而有效地增强边坡的稳定性；纵横梁构件通常也为钢筋混凝土结构，其主要由纵梁31与横梁32构成；纵梁31一般设置在桩间板20的竖向中部，一方面用于加强桩间板20的结构强度，另一方面用于对桩间板20进行支挡；横梁32一般沿垂直于顺坡向布设，主要用于支挡抗滑桩10和桩间板20；上、下游侧以顺坡向作为方向基准；为了有效提高桩板联合挡土结构的整体性，如图2所示，一般设置至少两根横梁32，并将横梁32沿抗滑桩10的高度方向间隔设置。

为了达到良好的支挡效果，通常使纵梁31与横梁32相互垂直。

具体的，所述横梁32包括横梁钢筋，所述纵梁31包括纵梁钢筋；在横梁32与纵梁31相交处，横梁钢筋与纵梁钢筋绑扎在一起。

为了进一步增强边坡的稳定性，通常在横梁32与纵梁31相交处设置有锚固于边坡内的锚索33。锚索33为预应力锚索可有效加固该桩板联合挡土结构。

为了进一步增加桩板联合挡土结构的整体性，再如图2所示，所述抗滑桩10的顶部设置将各抗滑桩10及各桩间板20连接在一起的桩顶联系梁11。

为了提高桩间板20与抗滑桩10连接的稳固性，再如图1所示，该桩板联合挡土结构还包括锚筋40，所述锚筋40的公称直径不小于22mm，锚筋40一端伸入抗滑桩10内、另一端伸入桩间板20内。一般锚筋40伸入抗滑桩10或桩间板20内的长度应满足混凝土锚固设计要求的长度；为了增强混凝土与锚筋40的连接，使两者能共同承担外界荷载，锚固长度不小于40倍锚筋40直径，且锚筋40优选为螺旋钢筋。

在上述基础上，为了达到良好的连接稳固效果，在抗滑桩10与桩间板20相接处，沿桩间板20的高度方向间隔设置有至少两根锚筋40，且上下相邻的两根锚筋40之间的间距小于等于30cm。

本发明还提供了一种用于边坡支护的桩板联合挡土结构的施工方法，该方法用于施工上述的用于边坡支护的桩板联合挡土结构，并包括下列步骤：

步骤一，施工平台加固：在待支护的边坡上，对抗滑桩10的施工平台进行开挖支护，并施工坡面截水结构和施工平台的排水结构；该步骤一般按照施工图对施工平台进行施工，施工过程中应加强对施工平台及后边坡的变形监测和巡视，确保施工期的安全；后边坡一般指沿顺坡向高出施工平台的边坡部分；

步骤二，测量放样：根据待施工抗滑桩10的桩位坐标及桩身断面尺寸，对待施工的抗滑桩10和桩间板20的施工位置进行测量放样；测量放样时，一般使抗滑桩10桩身断面的长边与边坡等高线垂直或与边坡潜在的主滑方向平行，抗滑桩10桩身断面的短边与长边垂直，根据技术施工蓝图中抗滑桩10桩心坐标和桩身断面尺寸进行现场放样，确定抗滑桩10的桩孔位置；确定好桩孔位置后，再根据技术施工蓝图中桩间板20的断面尺寸，在任意两个桩孔位置之间进行桩间板20施工位置的现场放样；

步骤三，抗滑桩10施工：在对抗滑桩10测量放样的位置，进行抗滑桩10的桩孔开挖，开挖完成后在桩孔内绑扎桩身钢筋，之后在桩身钢筋四周设置抗滑桩浇筑模板并在抗滑桩浇筑模板所围空间内浇筑混凝土形成抗滑桩10；

步骤四，桩前土体开挖：待抗滑桩10的桩身混凝土达到28天强度要求后，拆除抗滑桩浇筑模板，再对抗滑桩10上游侧的土体及任意相邻两根抗滑桩10之间的土体开挖一层，开挖深度为1～1.5m；具体开挖深度一般根据土体的物理力学强度进行确定，一般随着开挖高程降低，可以适当缩小开挖深度；

步骤五，施工一段桩间板20：开挖完一层土体后，对抗滑桩10待施工桩间板20的侧部进行凿毛处理并布置锚筋40，抗滑桩10设有锚筋40的每一侧沿桩间板20的高度方向间隔设置至少两根锚筋40，且上下相邻的两根锚筋40之间的间距小于等于30cm；之后在任意相邻两根抗滑桩10之间绑扎板身钢筋，再在板身钢筋上、下游侧设置桩间板浇筑模板并在桩间板浇筑模板所围空间内浇筑混凝土形成一段桩间板20；

步骤六，完成桩间板20的施工：待步骤五施工的一段桩间板20的板身混凝土达到28天强度要求后，按照步骤四方式再向下开挖一层土体，开挖完成后按照步骤五再施工一段桩间板20，如此循环直至桩间板20达到设计高程，施工的各段桩间板20构成桩间板20整体结构；

步骤七，纵横梁构件施工：在桩间板20的下游侧表面绑扎纵梁钢筋，并在抗滑桩10的下游侧绑扎横梁钢筋，且在纵梁钢筋与横梁钢筋相交的节点处预埋锚索孔；在纵梁钢筋和横梁钢筋外侧支立梁模板，再在梁模板所围空间内浇筑混凝土形成纵横梁构件；该步骤中，纵梁钢筋和横梁钢筋一般根据纵横梁构件的断面尺寸及配筋图进行绑扎；

步骤八，锚索33施工：待纵横梁构件的混凝土达到28天强度要求后，在锚索孔中设置锚固于边坡内的锚索33。

上述施工方法通过自上而下分层开挖桩前及桩间土体，挖一层施工一段桩间板20，如此循环至桩间板20的设计高程，这样可以避免桩间土开挖成直立边坡而失稳，施工方便、安全可靠，适用于在边坡上施工桩板联合挡土结构，特别是在高陡边坡上施工。抗滑桩10的桩身混凝土、桩间板20的板身混凝土及纵横梁构件的混凝土需要满足《水工结构混凝土设计规范》的要求。

为了保证施工的安全性及施工结构的稳定性，优选的，若桩间板20的设计高程超高8m，则按步骤六每施工6～8m高度的桩间板20部分后，先按步骤七和步骤八施工其对应部分的纵横梁构件和锚索33，之后再按步骤四至步骤六继续施工桩间板20剩余部分，直至桩间板20达到设计高程，最后按步骤七和步骤八完成桩间板20剩余部分所对应的纵横梁构件和锚索33的施工。