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一种用于边坡防治的伞形支护结构及施工方法


技术摘要:
本发明公开了一种用于边坡防治的伞形支护结构及其施工方法,包括呈间隔设置的多个支护单元以及设置在相邻支护单元之间的挡土板;支护单元包括竖向桩、分别垂直刚性连接在竖向桩两侧面上的趾梁和踵梁、刚性连接在趾梁与竖向桩之间的斜撑梁以及刚性连接在踵梁与竖向桩之  全部
背景技术:
由于工程建设的需要,将形成填方环境边坡,对边坡进行支挡治理是必要的。现有 技术中,主要通过悬臂桩、锚拉桩、双排桩、支撑式结构、重力式、衡重式挡墙以及悬臂式、护 臂式挡墙等方式进行防治。然而采用悬臂桩不能抵抗较大的侧向土体荷载,抗变形能力小, 支挡边坡高度有限,竖向桩嵌固段较长。采用锚拉桩需要可靠的岩土锚固体,同时为避免填 土自重沉降对锚索产生不利的附加拉力,需要对锚索预先保护,且锚索施工会造成周边建 构筑的损害。采用双排桩占用空间较大,对前桩的桩底沉降控制较严,桩顶连梁尺寸较大, 前后排桩间的土反力难以确定。采用支撑式结构需要单独可靠的斜撑基础。采用重力式、衡 重式挡墙圬工体积较大,基础开挖量较大,基坑需临时支护处理;采用悬臂式、护臂式挡墙 高度有限。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种用于边坡防治的伞形支护结构及施工方法,以解决现 有支护结构不能完全满足边坡支护的要求的问题。 本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种用于边坡防治的伞形支护结构, 包括呈间隔设置的多个支护单元以及设置在相邻支护单元之间的挡土板; 支护单元包括竖向桩、分别垂直刚性连接在竖向桩两侧面上的趾梁和踵梁、刚性 连接在趾梁与竖向桩之间的斜撑梁以及刚性连接在踵梁与竖向桩之间的斜拉梁,挡土板设 置在相邻竖向桩之间,斜撑梁与竖向桩之间以及斜拉梁与竖向桩之间均具有夹角。 进一步,竖向桩包括出露段和嵌固段,出露段位于趾梁和踵梁的上方,嵌固段位于 趾梁和踵梁的下方,挡土板设置在相邻竖向桩的出露段之间; 斜撑梁刚性连接在趾梁与出露段之间,斜拉梁刚性连接在踵梁与出露段之间。 进一步,竖向桩与斜撑梁之间的夹具以及竖向桩与斜拉梁之间的夹角均为30°- 45°。 进一步,相邻竖向桩之间的距离为竖向桩桩径的3至5倍。 进一步,斜撑梁与所述斜拉梁设置为单道或多道。 进一步,竖向桩、趾梁、踵梁、斜撑梁、斜拉梁以及挡土板均为钢筋混凝土结构。 本发明还提供了一种用于边坡防治的伞形支护结构的施工方法,包括以下步骤: 步骤①:在设桩地面上人工挖孔或机械钻孔,并在孔中施作竖向桩; 步骤②:在竖向桩出露地面处绑扎趾梁钢筋和踵梁钢筋; 步骤③:施作竖向桩的出露段,将该出露段施工至与斜撑梁和斜拉梁的连接处; 步骤④:施作斜撑梁,使斜撑梁的两端分别与趾梁、竖向桩刚性连接,同时浇筑趾 4 CN 111576455 A 说 明 书 2/4 页 梁混凝土; 步骤⑤:施作斜拉梁,使斜拉梁的两端分别与踵梁、竖向桩刚性连接,同时浇筑踵 梁混凝土; 步骤⑥:继续施作竖向桩的出露段直至桩顶; 步骤⑦:在相邻竖向桩的出露段之间施作挡土板,并在竖向桩桩后分层压实回填 填土至边坡坡顶。 进一步,在步骤①中,施作竖向桩时,使竖向桩的顶端伸出地面,其中,竖向桩中伸 出地面的为出露段,竖向桩中位于岩土层中的为嵌固段。 进一步,步骤④中施作多道斜撑梁。 进一步,步骤⑤中施作多道斜拉梁。 本发明具有以下有益效果:本发明所提供的一种用于边坡防治的伞形支护结构及 施工方法: (1)通过在竖向桩桩前坡底地面附近增加趾梁、桩后增加踵梁;作用在踵梁上的填 土土体自重对嵌固段顶点力矩能抵抗部分土体侧向荷载产生的力矩;作用在趾梁上的地基 反力对嵌固段顶点力矩也能抵抗部分土体侧向荷载产生的力矩;减小竖向桩所受土体侧向 载荷,能够提高结构抵抗变形能力,有效对边坡进行支护。 (2)通过设置桩前斜撑梁,其底端靠趾梁受弯、受拉、受剪提供撑托,顶端支撑竖向 桩,斜撑梁受压,减少竖向桩向外倾覆;通过设置桩后斜拉梁,其底端靠踵梁受弯、受压、受 剪提供锚固,顶端拉拽竖向桩,斜拉梁受拉,同时减少竖向桩向外倾覆;支护结构受力更合 理,抗变形能力更强。 (3)本发明的支护结构与悬臂桩相比能减小约30%桩顶变形,竖向桩的最大弯矩 与悬臂桩相比减少约30%,进而减少桩径、嵌固段深度,节约造价,支挡边坡高度更高;与锚 索桩相比,斜拉梁不需要岩土锚固体,直接与踵梁连接,在锚索无可靠的锚固段或锚固段较 深地段显示了优势,同时避免了填土对锚索横向挤压产生不利附加拉力以及锚索施工会造 成周边建构筑的损害的问题;与双排桩相比占用空间较小,不需要大尺寸的桩顶连梁;与支 撑结构相比增加了斜拉梁及踵梁,受力更合理,抗变形能力更强,同时不需要另外的斜撑梁 基础;与重力式、衡重式挡墙相比结构体积较小,不需开挖及处理基础临时基坑,且抗滑移、 抗倾覆能力更强;与悬臂式、护臂式挡墙相比,支挡高度更高。 附图说明 图1为本发明结构示意图; 图2为本发明中支护单元侧视图; 图1至图2中所示附图标记分别表示为:1-支护单元,2-挡土板,10-竖向桩,11-趾 梁,12-踵梁,13-斜撑梁,14-斜拉梁,101-出露段,102-嵌固段。
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