[发明专利]膨胀土路堑边坡减胀抗震防灾组合支挡结构及施工方法

说明书

本发明公开了膨胀土路堑边坡减胀抗震防灾组合支挡结构及施工方法，所述防灾组合支挡结构包括前排桩、后排桩和横系梁，横系梁通过设置隔震支座和阻尼器与前排桩连接，减小了前排桩桩顶和横系梁梁端的弯矩；在后排桩悬臂段之间设置有桩间挡土板和具有减胀作用的减胀板，后排桩悬臂段靠近潜在滑体一侧还设置有减压平台，前排桩连系梁和后排桩悬臂段还分别设置有预应力减胀锚杆。综上所述的支挡结构在保证支挡效果的同时具有较高的抗震和减胀能力，且具有施工方法简单便捷，施工工艺成熟可靠的优点。

技术领域

本发明属于膨胀土路堑边坡支护技术领域，具体涉及膨胀土路堑边坡减胀抗震防灾组合支挡结构及施工方法。

背景技术

膨胀土在我国分布广泛，其遍布于我国长江及黄河流域、西南地区、西北地区及南部沿海地区。近年来，随着公路、铁路等基础交通设施的建设力度不断加大，部分公路及铁路需要穿越膨胀土地区，并且由于大面积土方开挖而不可避免的形成高陡路堑边坡；与此同时因边坡失稳或支挡结构破坏而引发的工程事故日益增多，其中因公路及铁路线路贯通需要大面积土方开挖而形成的膨胀土路堑边坡的支挡结构破坏及边坡失稳是主要类型之一。上述事故的发生主要说明了现有的膨胀土路堑边坡支挡结构中存在以下不足：①不同于平地桩基，路堑边坡上的抗滑桩主要受水平荷载，同时由于陡坡效应，抗滑桩所受的地基水平抗力大大减小，通常采用乘以折减系数的方式考虑陡坡效应的影响，而现有研究中关于折减系数的取值难以真实反映现场复杂的情况；②对于膨胀土路堑边坡的支挡结构而言，不能有效消减膨胀力对支挡结构的影响，导致支挡结构在膨胀土所产生的反复胀缩变形及膨胀力的作用下产生不可逆的损伤，其力学性能逐渐劣化，大大降低了边坡稳定性，进而影响公路及铁路线路的运营安全；③我国部分膨胀土地区位于我国地震带，部分支挡结构未进行抗震、隔震设计，导致地震中大量公路及铁路边坡及支挡结构发生破坏；④桩板式挡土墙中的抗滑桩存在一定高度的悬臂段，为确保支挡结构的安全与稳定，传统桩板式挡土墙的悬臂段高度往往较小，这限制了该类结构在大型边坡支护工程中的应用。综上所述，现有的膨胀土路堑边坡支挡结构存在的核心问题是不能解决膨胀土的胀缩变形及膨胀力对支挡结构的影响，并且现有支挡结构的抗震性能较差。

因此，本领域需要一种新的膨胀土路堑边坡减胀抗震防灾组合支挡结构及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供膨胀土路堑边坡减胀抗震防灾组合支挡结构及施工方法，能有效降低膨胀土的胀缩变形及膨胀力对支挡结构的不良影响，减少支挡结构的损伤，同时还能提高支挡结构的抗震能力，进一步提高支挡结构的可靠性和安全性并能在大型边坡支护工程中应用。

本发明提供膨胀土路堑边坡减胀抗震防灾组合支挡结构，包括前排桩1和后排桩2，后排桩2包括后排桩悬臂段201和后排桩下段202，所述前排桩1和后排桩下段202均设置在路堑边坡岩土层内，后排桩悬臂段201设置在路堑边坡岩土层外；在相邻的前排桩1之间设置有前排桩连系梁6，在前排桩1上部还设置有前排桩牛腿101；在相邻的后排桩下段202之间的顶端设置有后排桩连系梁7，在相邻的后排桩悬臂段201之间设置有桩间挡土板9和减胀板11，所述桩间挡土板9和减胀板11紧贴在一起，减胀板11设置在靠潜在滑体13的一侧；在后排桩下段202和前排桩1之间的顶端设置有横系梁3，所述横系梁3与后排桩下段202之间为固定连接，横系梁3靠近前排桩1一端的梁下设置有隔震支座4，所述隔震支座4顶面与横系梁3连接，隔震支座4底面与前排桩牛腿101连接；横系梁3靠近前排桩1一端通过设置阻尼器5与前排桩1连接；在各个后排桩悬臂段201之间靠近潜在滑体13的一侧设置有减压平台10，所述减压平台10生根在后排桩悬臂段201上；在后排桩悬臂段201和前排桩连系梁6上设置有预留孔，预应力减胀锚杆8锚固段设置在路堑边坡的稳定岩层内，预应力减胀锚杆8自由段分别穿过后排桩悬臂段201或前排桩连系梁6上的预留孔，并通过预应力减胀锚杆8的锚具分别与后排桩悬臂段201或前排桩连系梁6锚定连接固定。

在一种具体的实施方式中，后排桩悬臂段201横截面为“T”形，后排桩下段202横截面为矩形；桩间挡土板9采用预制的甲型挡土板，采用桩前挂板的方式安装在相邻后排桩悬臂段201之间。