[发明专利]竖向预应力锚杆重力式复合挡墙及挡墙的设计与施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程灾害防治技术领域，具体涉及综合运用预应力锚杆与重力式挡墙抗滑塌受力特点，建立一种治理不稳定边坡的竖向预应力锚杆与重力式挡墙的复合支护结构设计方法以及该结构的施工方法。

背景技术

滑坡是一种分布很广，危害很大的自然灾害。随着经济建设的飞速发展，在水利水电、铁路、公路、矿山建设等工程领域都会遇到大量的边坡工程稳定性问题，边坡加固已成为我国基础设施建设中一个常见的难点问题，因此，边坡支挡防治工程是边坡工程稳定性防治的基础性岩土工程，其中，挡墙是现今边坡加固、支挡工程中普遍采用的最行之有效的防治工程之一。

挡墙因其能够抵抗侧向土压力，防止墙后岩土体坍塌，尤其在公路边坡工程中，以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量，防止水流冲刷路基而被广泛应用。常用的挡墙有重力式挡墙、衡重式挡墙及悬臂式挡墙。重力式挡墙主要依靠石砌圬工或水泥混凝土墙体的自重来抵抗岩土体侧压力以达到边坡稳定；衡重式挡墙主要利用衡重台上部填土的重力，使墙体重心后移来抵抗土体侧压力以达到稳定边坡；悬臂式挡墙主要由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成，靠底板上的填土重量维持边坡的稳定。

对于以上传统挡墙：重力式挡墙由于其自重、墙身抗倾覆稳定性等原因其应用受到限制，墙体圬工量大，墙身低，施工与自身占地面积大，在一些特殊限制的工程中，需要对边坡进行削方以达到挡墙墙身自重的要求，如此则会额外增加边坡治理的工程量与治理费用，同时因减少边坡阻滑段加大边坡失稳的可能性；衡重式挡墙采用在衡重台上部填土使墙体重心后移以抵抗土压力，其原理仍然是重力式挡墙的概念，且衡重台下部为混凝土结构，在一定程度上增大边坡工程治理的费用（包括材料费、人工费、运输费等）、施工难度及施工工日；悬臂式挡墙采用钢筋混凝土墙，在底板墙趾与墙踵上填土，但这种墙身立壁前后都需设置底板，从而占用空间来填土，对场地的要求苛刻。

在边坡加固工程中还衍生出挡墙和其它技术相结合的复合挡墙结构。锚杆挡墙由钢筋混凝土墙面和锚杆组成，依靠锚固在岩层内的锚杆提供水平拉力以抵抗土体侧压力，锚杆一般水平向下倾斜10°—15°，为主要的受力构件，但锚杆必须要锚固在边坡滑动面下的稳定基岩内，锚杆离墙底越远，则需要的材料长度越长，裸露在边坡内部的锚杆材料也无法保证其抗腐蚀性，设计使用年限也难以保证。

由此可见，传统挡墙支挡加固结构，要么是对坡脚设置挡墙的空间要求较大，要么是施工操作复杂和工程费用较高，要么是进行额外削方扰动边坡稳定性，都有其不足之处，而且对于特殊场地均有局限性。因此，在综合运用预应力锚杆与重力式挡墙抗滑塌受力特点基础上，建立一种竖向预应力锚杆与重力式挡墙的复合支护结构设计方法，将在不稳定边坡的治理实践中克服传统边坡挡墙的不足，并可充分发挥边坡挡墙的减灾防灾作用与效益。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种竖向预应力锚杆重力式复合挡墙，其大大减少了挡墙墙体的重力和占地面积，具有很好的防治边坡灾害的能力。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括设置在基岩层上的浆砌块石墙体，浆砌块石墙体、基岩层沿同一竖直方向开有锚孔，锚孔内设有锚杆，锚杆与锚孔之间填充水泥砂浆，锚孔的顶端设有混凝土锚梁，混凝土锚梁置于浆砌块石墙体的上端，混凝土锚梁上设有混凝土锚头。

本发明的竖向预应力锚杆重力式复合挡墙，在边坡支挡工程中，由于边坡坡脚位置施工空间限制，在满足挡墙自重的条件下设置传统重力式挡墙，而施工空间不能满足其墙体截面尺寸即墙身厚度等原因下，选择使用竖向预应力锚杆重力式复合挡墙，按照施工方法，计算出在挡墙墙体自重不足时需要在竖向锚杆上施加的预应力大小以达到应补偿的挡墙墙体重力，然后根据预应力锚杆的锚固施工原理进行边坡灾害治理。

锚孔沿公路方向间隔设置。锚杆采用高强度精轨螺纹钢，锚杆置于浆砌块石墙体内的部分为自由段，其缠两层沥青玻纤布，外部套缠PVC管。

本发明的另一个目的是提供一种竖向预应力锚杆重力式复合挡墙的施工方法，针对上述传统边坡挡墙的不足，特别是针对不能放坡和左右施工空间狭小的公路边坡等，设置挡墙空间有限，采用传统重力式挡墙其施工场地不能满足传统边坡挡墙设计条件与要求的条件下，特提出一种竖向预应力锚杆与重力式挡墙相结合的边坡复合支护方法。

本发明的竖向预应力锚杆重力式复合挡墙设计与施工方法，包括如下步骤：

（Ⅰ）边坡重力式复合挡墙基本参数的确定：根据重力式挡墙设计规范和待治理边坡坡形、坡高、坡体厚度及场地空间条件，确定预应力锚杆重力式复合挡墙底面宽度B、顶面宽度D及挡墙高度H；