[实用新型]适用于岩石地基上的预应力锚索扶壁式挡墙

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩石地基的路堤防护挡墙结构。

背景技术

目前，扶壁式挡墙已被广泛应用于填方路堤加固及填方建筑地基加固等工程。扶壁式挡墙为钢筋混凝土结构，主要凭借挡墙基础与地基之间的摩阻力来平衡挡墙因内侧填土在挡墙面板背侧所承受的土压力。

图1显示现有的扶壁式挡墙的基本结构，包括挡墙基础1、挡墙面板2和扶壁板5。挡墙基础1呈水平板形状，挡墙面板2和扶壁板5置于挡墙基础1上，挡墙面板2垂直于挡墙基础1，呈直角三角形的扶壁板5置于挡墙面板2的内侧。挡墙基础1位于挡墙面板2外侧的部分称为挡墙趾板3，位于挡墙面板2内侧的部分称为挡墙踵板4。扶壁板5连接挡墙面板2及挡墙踵板4。对于一般的扶壁式挡墙结构，需要根据挡墙的长度设置多块扶壁板，使扶壁式挡墙起到加固挡墙面板内侧填方路堤和填方建筑地基的作用。

上述扶壁式挡墙应用于岩石地基工程中时，施工的一般步骤如下：

①在挡墙基础1的设计位置开挖岩石地基，绑扎挡墙基础1、挡墙面板2及扶壁板5的钢筋笼，并安装挡墙基础1、挡墙面板2及扶壁板5的模板；

②浇注挡墙基础1的混凝土，随后在挡墙面板2及扶壁板5的模板内浇注混凝土；

③待扶壁式挡墙混凝土强度达到设计强度的70%后，对挡墙面板2内侧进行回填土方，并分层进行夯实。

上述现有技术的扶壁式挡墙在广泛应用于加固填方路堤及填方建筑地基的同时，也逐渐暴露出一些问题。主要表现为：扶壁式挡墙主要是凭借挡墙踵板上方的一部分回填土体产生的自重来增加扶壁式挡墙基础与地基之间的极限摩阻力，当扶壁式挡墙高度较大时，为平衡回填土体对挡墙面板背侧所产生的较大土压力，所需要的挡墙踵板设计长度较长，连接挡墙面板与挡墙踵板的扶壁板也不断增大增厚，扶壁板的钢筋配筋量也大大增加。因此，当设计扶壁式挡墙高度较高时，其工程造价增加幅度较大。长期以来，部分工程技术人员尝试对扶壁式挡墙进行改进，包括在挡墙基础下方增设凸榫、反坡等，还有学者提出延长挡墙踵板的长度，并在挡墙踵板垂直方向施加预应力锚索。而遗憾的是，上述措施在提高扶壁式挡墙极限抗滑力、抗倾覆性能及扶壁板强度方面所起到的效果并不显著。

发明内容

针对现有技术的扶壁式挡墙存在的问题，本实用新型推出一种预应力锚索扶壁式挡墙，有效地将预应力锚索结构与扶壁式挡墙结构相结合，利用扶壁板内设置的预应力锚索增进扶壁板的强度，并通过预应力锚索将挡墙基础、挡墙面板、扶壁板和岩石地基更紧密连接一起，提高扶壁式挡墙极限抗滑力和抗倾覆性能。

本实用新型所涉及的预应力锚索扶壁式挡墙，包括挡墙基础、挡墙面板、扶壁板和预应力锚索。挡墙基础呈水平板形状，挡墙面板和扶壁板置于挡墙基础上，挡墙面板垂直于挡墙基础，呈直角三角形的扶壁板置于挡墙面板的内侧。挡墙面板将挡墙基础分为外侧的挡墙趾板和内侧的挡墙踵板。扶壁板连接挡墙面板及挡墙踵板。扶壁板的内部有一斜向孔道，斜向孔道与水平面之间的夹角为15°～45°，斜向孔道一端位于挡墙面板的上部外侧，斜向孔道另一端达到挡墙基础的挡墙踵板后侧。预应力锚索包括钢绞线和锚头，钢绞线从斜向孔道中PVC管穿过，一端连接挡墙面板外侧的预应力锚索的锚头，另一端伸入到挡墙踵板后侧下的岩石地基钻孔底部。预应力锚索的锚头位于挡墙面板外侧，包括锚具、锚头垫墩和混凝土构件，钢绞线外端连接锚头的锚具，锚头垫墩置于挡墙面板外侧与锚具之间，混凝土构件将锚具、锚头垫墩和钢绞线外端封闭在挡墙面板外侧。钢绞线末端伸入岩石地基钻孔中，形成被砂浆包裹的预应力锚索锚固段，锚头与预应力锚索锚固段之间的钢绞线形成预应力锚索自由段，预应力锚索自由段包括钢绞线的斜向孔道PVC管中的部分和斜向孔道岩石地基钻孔中预应力锚索锚固段以上部分。

采用本实用新型的预应力锚索扶壁式挡墙加固岩石地基上路堤的主要施工步骤如下： 

①在挡墙基础的设计位置开挖岩石地基，在岩石地基的后侧壁上施工预应力锚索的钻孔；

②绑扎挡墙基础、挡墙面板、扶壁板和锚头垫墩的钢筋笼，在扶壁板内部按设计位置预先安装PVC管，并安装挡墙基础、挡墙面板、扶壁板和锚头垫墩的模板；

③浇注挡墙基础的混凝土，随后在挡墙面板、扶壁板和锚头垫墩的模板内浇注混凝土；

④当挡墙面板、挡墙基础、扶壁板和锚头垫墩的混凝土初凝后，将预应力锚索的钢绞线自挡墙面板上锚头垫墩上的斜向孔道推进到钻孔的底部，按照预应力锚索锚固段设计长度灌注水泥砂浆至预应力锚索锚固段与预应力锚索自由段的分界处；