一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构

摘要

本发明提供一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构，涉及公路、铁路既有线路基拓宽改造工程技术领域。该新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构，包括既有桩板式挡土墙、新建悬臂式挡土墙、冠梁与新增斜拉预应力锚索，所述既有桩板式挡土墙桩体顶部设置冠梁，新建悬臂式挡土墙设置在冠梁顶部的内侧，所述新增斜拉预应力锚索设置在新增的冠梁上。通过先在既有桩板墙顶部设置冠梁，增加桩板墙的整体性，然后在冠梁内沿线路纵向按一定间距增设斜拉预应力锚索，组合支挡结构协同作用，共同分担外荷载，并充分发挥了既有桩板墙的承载作用，实施简单易操作，适用于地形受限条件下既有路堤帮宽改造工程。

说明书

技术领域

本发明涉及公路、铁路既有线路基拓宽改造工程技术技术领域，具体为一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构。

背景技术

近年来伴随着客、货运输需求的扩大，既有线改建及临近既有线的新建项目也逐年递增，特别是进入城市区段紧邻城市主干道的一些既有线高路堤，由于用地紧张无放坡条件，常采用支挡结构进行收坡，桩板式挡土墙具有桩位布置灵活，施工方便，节约用地、养护维修费用低等优点，特别适用于稳定滑坡、边坡加固及路基拓宽等工程中，其利用锚固段提供的锚固力和被动土压力来平衡受荷段所承受的滑坡推力或土压力，悬臂式挡土墙是一种轻型支挡结构，采用钢筋混凝土现浇或预制而成，与重力式挡土墙相比，其结构厚度减小，自重减轻，更适合于地基承载力较低的条件，该挡土墙的抗滑、抗倾覆稳定性取决于墙身自重和踵板以上填土（包括荷载）的重力，另外，墙底设置凸榫还将大幅提高挡土墙的抗滑稳定性。

在既有桩墙基帮宽改造时，现有桩板式挡土墙安装形式无法保证既有桩板式挡土墙在新增荷载作用下的安全服役，无法分担侧压力，存在牢固性较低的问题，难以重复利用以及不同地域的安装也需要准备对应的安装地域，甚至需要征收土地来满足建设安装，适用范围低。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构，解决了无法保证新增载荷造成牢固性低以及需要针对不同地域进行改造建设造成适用范围低的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构，包括既有桩板式挡土墙、新建悬臂式挡土墙、冠梁与新增斜拉预应力锚索，所述既有桩板式挡土墙桩体顶部设置有冠梁，新建悬臂式挡土墙设置在冠梁顶部的内侧，所述新增斜拉预应力锚索设置在新增的冠梁上。

优选的，所述新建悬臂式挡土墙分为立臂、趾板、踵板和凸榫，所述立臂外侧壁下部固定连接有趾板，所述立臂内侧壁下部固定连接有踵板，所述立臂底端固定连接凸榫，所述新建悬臂式挡土墙在分段处设置伸缩缝，所述立臂距离墙顶一定距离设置有一定数量的泄水孔，所述内部设置有PVC塑料排水管，所述踵板顶部与立臂外侧设置有反滤层。

优选的，所述斜拉预应力锚索由紧固头，自由段，锚固段三部分组成，其中所述紧固头由水泥锚墩、钢垫板和锚具组成，所述预应力锚索采用的是4～8股的钢绞线，所述斜拉预应力锚索顶端固定连接在冠梁预留锚索孔内部，所述钢垫板的另一侧连接在锚具的一侧，所述斜拉预应力锚索与水平面成一夹角θ。

优选的，一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构的施工方法，包括以下施工步骤

S1、在既有路堤边坡上挖台阶，所述台阶宽度不大于1.5m，高度1.0m，所述台阶开挖时，设置4%向内倾斜坡度，平整并压实边坡土体，为增加冠梁和新建悬臂式挡土墙做准备；

S2、所述冠梁施工前，将既有桩体顶部0.5m高的混凝土凿除并清洗，采用与桩体直径相同的钢筋与桩体周围纵向钢筋焊接，焊接完成后恢复浇筑既有桩体至设计标高，并将接长桩体的纵向钢筋伸入冠梁内，伸入长度应符合相关规范要求，待既有桩体混凝土强度满足设计要求后，采用满堂式支架法施工所述冠梁，浇筑冠梁时按设计位置预留好锚索孔；

S4、所述冠梁混凝土强度达到设计强度后，采用粗粒土分层回填并压实冠梁后路基，直至与冠梁顶面平齐，并保证压实后土层承载力满足挡土墙对地基承载力的要求，然后浇筑一层厚度为10cm的C25混凝土垫层找平，作为新建悬臂式挡土墙钢筋绑扎作业面；

S5、所述新建悬臂式挡土墙墙体浇筑应分段施工，分段长度不大于10m，待挡土墙底板及墙身钢筋绑扎完毕，立模板浇筑底板及立臂混凝土，凸榫尺寸和位置不得改变，其榫槽混凝土应与底板混凝土同时浇筑，所述立臂在分段处设置伸缩缝，立臂距离墙顶一定距离且沿纵向每隔2m设置一个泄水孔，预埋Φ10cm的PVC塑料排水管，墙后铺设一层0.3m厚袋装砂夹卵石反滤层；

S6、在所述冠梁预留锚索孔设置所述斜拉预应力锚索，所述斜拉预应力锚索的下端锚固于既有路堤稳定岩土体内，上端与所述冠梁相连接，且斜拉预应力锚索与水平面成一夹角θ，所述斜拉预应力锚索沿线路纵向在所述冠梁上按一定的间距布设；

S7、待墙身混凝土强度达到设计强度的70%时，即可分层填筑墙后填料，墙顶高度超出路肩0.5m预留沉降。

优选的，所述S5步骤中，为立臂浇筑混凝土时，应一次浇筑完成，如有间断，第二次浇筑时，必须保证新浇混凝土与已浇灌混凝土的牢固粘结。

优选的，所述S5步骤中，伸缩缝的缝宽0.02m，缝内沿墙顶、内、外三层填塞沥青麻筋，深度不小于0.2m。

优选的，所述S7步骤中，墙背回填采用小型机具夯填。

优选的，所述S7步骤中，夯填之间重叠不小于1/3夯底宽度，夯填从低处开始，分层回填并夯实，每层回填厚度不大于0.3m。

（三）有益效果

本发明提供了一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构。具备以下有益效果：

本发明通过增加的既有桩板式挡土墙（由桩体和挡土板组成）、新增冠梁、新建悬臂式挡土墙和斜拉预应力锚索。既有路堤为收坡在坡脚处设置桩板式挡土墙，当后续新建线路近接既有路堤敷设，受地形条件限制时，可在既有路堤边坡上进行路基帮宽改造。为保证帮宽路堤的稳定，在既有桩板式挡土墙墙顶内侧设置新的悬臂式挡土墙。同时，为了保证既有路堤的稳定，既有桩板墙不能拆除。此外，为了减小帮填路堤及挡土结构自重产生的侧压力对既有支挡结构受力及稳定性造成影响，先在既有桩板墙顶部设置冠梁，增加桩板墙的整体性，然后在冠梁内沿线路纵向按一定间距增设斜拉预应力锚索，以平衡新增的侧压力。既有桩板墙－新建悬臂式挡土墙组成组合结构，组合支挡结构协同作用，共同分担外荷载，并充分发挥了既有桩板墙的承载作用，本发明结构合理，实施简单易操作，适用于地形受限条件下既有路堤帮宽改造工程。

附图说明

图1为本发明的既有桩板式挡土墙断面示意图；

图2为本发明的既有桩板墙－新建悬臂式挡土墙组合结构立面示意图；

图3为本发明的既有桩板墙－新建悬臂式挡土墙组合结构侧面示意图；

图4为本发明的既有桩板式挡土墙增设预应力锚索新型紧固头示意图。

其中，1、既有桩板式挡土墙；2、新建悬臂式挡土墙；3、冠梁；4、斜拉预应力锚索；5a、立臂；5b、趾板；5c、踵板；5d、凸榫；6、即有路堤边坡；7、台阶；8、锚索孔；9、伸缩缝；10、PVC塑料排水管；11、反滤层；12、水平面；13、水泥锚墩；14、钢垫板；15、锚具；16、路肩。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1-4所示，本发明实施例提供一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构，包括既有桩板式挡土墙1、新建悬臂式挡土墙2、冠梁3与新增斜拉预应力锚索4，既有桩板式挡土墙1桩体顶部设置有冠梁3，新建悬臂式挡土墙2设置在冠梁3顶部的内侧，新增斜拉预应力锚索4设置在新增的冠梁3上。

新建悬臂式挡土墙2分为立臂5a、趾板5b、踵板5c和凸榫5d，立臂5a外侧壁下部固定连接有趾板5b，立臂5a内侧壁下部固定连接有踵板5c，立臂5a底端固定连接凸榫5d，新建悬臂式挡土墙2在分段处设置伸缩缝9，立臂5a距离墙顶一定距离设置有一定数量的泄水孔，5a内部设置有PVC塑料排水管10，踵板5c顶部与立臂5a外侧设置有反滤层11。

斜拉预应力锚索4由紧固头，自由段，锚固段三部分组成，其中紧固头由水泥锚墩13、钢垫板14和锚具15组成，预应力锚索4采用的是4～8股的钢绞线，斜拉预应力锚索4顶端固定连接在冠梁预留锚索孔8内部，钢垫板14的另一侧连接在锚具15的一侧，斜拉预应力锚索4与水平面12成一夹角θ。

一种新建悬臂式挡土墙－既有桩板墙路基帮宽组合结构的施工方法，包括以下施工步骤：

S1、在既有路堤边坡6上挖台阶7，台阶7宽度不大于1.5m，高度1.0m，台阶7开挖时，设置4%向内倾斜坡度，平整并压实边坡土体，为增加冠梁3和新建悬臂式挡土墙2做准备；

S2、冠梁3施工前，将既有桩体顶部0.5m高的混凝土凿除并清洗，采用与桩体直径相同的钢筋与桩体周围纵向钢筋焊接，焊接完成后恢复浇筑既有桩体至设计标高，并将接长桩体的纵向钢筋伸入冠梁内，伸入长度应符合相关规范要求，待既有桩体混凝土强度满足设计要求后，采用满堂式支架法施工冠梁3，浇筑冠梁时按设计位置预留好锚索孔8；

S4、冠梁3混凝土强度达到设计强度后，采用粗粒土分层回填并压实冠梁后路基，直至与冠梁3顶面平齐，并保证压实后土层承载力满足挡土墙对地基承载力的要求，然后浇筑一层厚度为10cm的C25混凝土垫层找平，作为新建悬臂式挡土墙钢筋绑扎作业面；

S5、新建悬臂式挡土墙2墙体浇筑应分段施工，分段长度不大于10m，待挡土墙底板及墙身钢筋绑扎完毕，立模板浇筑底板及立臂5a混凝土，凸榫5d尺寸和位置不得改变，其榫槽混凝土应与底板混凝土同时浇筑，立臂5a在分段处设置伸缩缝9，立臂5a距离墙顶一定距离且沿纵向每隔2m设置一个泄水孔，预埋Φ10cm的PVC塑料排水管10，墙后铺设一层0.3m厚袋装砂夹卵石反滤层11，为立臂5a浇筑混凝土时，应一次浇筑完成，如有间断，第二次浇筑时，必须保证新浇混凝土与已浇灌混凝土的牢固粘结，伸缩缝9的缝宽0.02m，缝内沿墙顶、内、外三层填塞沥青麻筋，深度不小于0.2m；

S6、在冠梁预留锚索孔8设置斜拉预应力锚索4，斜拉预应力锚索4的下端锚固于既有路堤稳定岩土体内，上端与冠梁3相连接，且斜拉预应力锚索4与水平面12成一夹角θ，斜拉预应力锚索4沿线路纵向在冠梁3上按一定的间距布设；

S7、待墙身混凝土强度达到设计强度的70%时，即可分层填筑墙后填料，墙顶高度超出路肩160.5m预留沉降，S7步骤中，墙背回填采用小型机具夯填，S7步骤中，夯填之间重叠不小于1/3夯底宽度，夯填从低处开始，分层回填并夯实，每层回填厚度不大于0.3m。

通过改变新建悬臂式挡土墙高度、预应力锚索的间距、数量等，来满足不同条件下的工程需求。

该发明适用于地形受限区段，在既有桩板式挡土墙墙顶内侧加设新的悬臂式挡土墙，实现路基帮宽，无需新增征收用地。为保证既有桩板式挡土墙在新增荷载作用下的安全服役，在墙顶施加斜拉预应力锚索对其进行加固利用，组合支挡结构协同作用共同分担侧压力。最大限度利用既有工程，既节约投资又降低了施工风险。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。