一种高填方边坡装配式护坡装置及其施工方法与流程

本发明涉及边坡稳定加固领域，具体为一种高填方边坡装配式护坡装置及其施工方法。

背景技术：

在西南地区由于山区较多，政府提出了城镇上山的口号。经常需要通过在上坡上采取填土施工的方式，把山坡变成平地，用于建造房屋或者飞机场等设施。填土边坡的稳定常需要采用大直径抗滑桩加锚索的方式进行边坡加固。现有常采用人工挖孔、混凝土倒挂支护的方式修建抗滑桩，并在抗滑桩间安装混凝土或者木制挡土板。但这种方法存在危险性大、施工周期长、机械化程度低等问题，如混凝土倒挂施工过程中，倒挂混凝土的质量难以保证且需要养护，造成危险性高和施工周期长的问题；木制挡土板易腐烂且强度低，混凝土挡土板质量大不易安装。

因此，如何提高高填方边坡护坡装置的施工速度、安全性和机械化程度是当前面临的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高填方边坡装配式护坡装置及其施工方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

一种高填方边坡装配式护坡装置，该护坡装置由波纹钢抗滑桩、波纹钢挡土板、锚索和抗滑桩-挡土板连接接头组成；

波纹钢抗滑桩和波纹钢挡土板之间通过抗滑桩-挡土板连接接头实现拼接，从而使得二者形成整体，共同抵抗填土压力荷载。

锚索穿过波纹钢抗滑桩锚固于基岩，避免抗滑桩在填土荷载作用下发生变形倾倒，起到边坡加固的作用。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置，其优选方案为所述波纹钢抗滑桩由预制波纹板经过环向法兰盘和纵向法兰盘拼接而成；

波纹钢抗滑桩由下至上依次包括地下段波纹板、过渡段波纹板和地上段波纹板。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置，其特征在于：所述地下段波纹板处于原始地面以下，过渡段波纹板部分处于原始地面以下，地上段波纹板完全处于原始地面以上；

所述地下段波纹板和过渡段波纹板的环向之间均通过环向内法兰盘连接，地下段波纹板和过渡段波纹的竖向之间通过竖向内法兰盘连接，环向内法兰盘和竖向内法兰盘的设置，使得可以在抗滑桩内部实现地下段波纹板和过渡段波纹板的拼装成环；

所述地上段波纹板的环向之间通过环向外法兰盘连接，地上段波纹板和过渡段波纹板的竖向之间通过竖向外法兰盘连接，环向外法兰盘和竖向外法兰盘的设置，使得可以在抗滑桩外部实现地上段波纹板的拼装成环。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置，其优选方案为所述抗滑桩-挡土板连接接头由环板和横板之间通过焊接而成；在环板上预留有螺栓孔c，用于与波纹钢抗滑桩相连接，在波纹钢抗滑桩上预留有与螺栓孔c相匹配的螺栓孔a；波纹钢抗滑桩和抗滑桩-挡土板连接接头之间通过高强螺栓连接固定；

在横板上预留有螺栓孔d，用于与波纹钢挡土板相连接，在波纹钢挡土板预留有与螺栓孔d相匹配的螺栓孔b；波纹钢挡土板和抗滑桩-挡土板连接接头之间通过高强螺栓连接固定。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置，其优选方案为所述波纹钢挡土板采用波纹形钢板在工厂预制而成，波纹钢挡土板竖向间可以采用法兰盘或者搭接的方式进行连接。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置，其优选方案为所述环板的形状与波纹钢抗滑桩的波形相匹配，横板的形状与波纹钢挡土板的波形相匹配。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置，其优选方案为所述锚索由锚头、自由段和锚固段构成。其中锚头固定于波纹钢抗滑桩上；自由段穿过波纹钢抗滑桩，可根据锚索倾角现场在波纹钢抗滑桩上打孔，并让锚索自由段穿过；锚固段锚固于基岩。

所述的一种高填方边坡装配式护坡装置的施工方法：

为实现填方施工，并保证填土的稳定，在原始地面上需要设置抗滑桩。

第一部分为波纹钢抗滑桩施工，采用边开挖边支护的形式进行施工，其施工步骤如下：

1)开挖土体，拼装过渡段波纹板，过渡段波纹板间通过环向内法兰盘连接，实现过渡段波纹板成环，从而抵抗周边土荷载，保障波纹钢抗滑桩内的安全；

2)继续开挖土体，拼装地下段波纹板，地下段波纹板环向之间通过环向内法兰盘连接，实现地下段波纹板成环，此外，通过竖向内法兰盘将地下段波纹板与过渡段波纹板连接，实现竖向固定；

3)继续开挖土体，拼装地下段波纹板，通过竖向内法兰盘将地下段波纹板上下两环相连接，实现竖向固定；

4)重复第3步，直至开挖支护至设计深度；

5)拼装地上段波纹板，地上段波纹板环向之间通过环向外法兰盘连接，实现地上段波纹板成环，此外，通过竖向外法兰盘将地上段波纹板与过渡段波纹板连接，实现竖向固定；

6)继续拼装地上段波纹板，通过竖向外法兰盘将地上段波纹板上下两环相连接，实现竖向固定；

7)重复第6步，直至开挖达到抗滑桩的设计高度；

第二部分为波纹钢抗滑桩和波纹钢挡土板的连接，波纹板挡土板施工时是从地面往上逐层拼装，其步骤如下：

1)将抗滑桩-挡土板连接接头的环板，通过高强螺栓与波纹钢抗滑桩连接固定；

2)将抗滑桩-挡土板连接接头的横板，通过高强螺栓与波纹钢挡土板连接固定；

3)沿竖向逐层拼装波纹钢挡土板，波纹钢挡土板竖向之间可采用搭接或者法兰盘连接的形式固定，并重复1、2步骤，直至挡土板达到设计高度。

第三部分为锚索施工和抗滑桩浇筑，其步骤如下：

1)依据锚索设计角度和高度，在波纹钢抗滑桩上打孔；

2)在抗滑桩内部吊放钢筋笼；

3)将锚索的自由段穿过波纹钢抗滑桩；

4)用钻机在基岩内打设钻孔，设置锚固段；

5)在波纹钢抗滑桩的内部浇筑混凝土。

第四部分为填土施工和锚索张拉，其步骤如下：

1)在原始地面上进行填土施工，填土采用分层填筑，逐层碾压的方式；

2)在填土过程中，结合设计，及时进行锚索的张拉。

3)直至填土至设计标高，完成高填方边坡填筑及加固施工。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)抗滑桩护壁结构由传统的倒挂混凝土变更为波纹板支护，既保障了施工安全也提高了施工速度，还能实现工厂预制，现场施工。

2)挡土板结构由传统的混凝土或木板更换为波纹板结构，提高了支护结构强度。

3)所有结构之间采用装配式连接的形式，提高了施工机械化程度。

4)在抗滑桩内部浇筑混凝土，混凝土受到波纹钢抗滑桩的约束作用，提高了混凝土的强度，整体上改善了边坡加固体系的护坡效果。

5)传统高填方边坡抗滑桩施工，地上段抗滑桩仍需支模后浇筑混凝土，本专利中波纹钢抗滑桩的设置，避免了支模操作，大幅提高施工速度。

附图说明

图1为护坡装置整体平面图；

图2为护坡装置剖面图；

图3为抗滑桩-挡土板连接接头主视图；

图4为抗滑桩-挡土板连接接头左视图；

图5为抗滑桩-挡土板连接接头俯视图。

图中：1、波纹钢抗滑桩，2、波纹钢挡土桩，3、锚索，4、抗滑桩-挡土板连接头，5、高强螺栓，6、原始地面，7、填土，8、基岩，11、地下段波纹板，12、过渡段波纹板，13、地上段波纹板，14、环形法兰盘，15、纵向法兰盘，16、螺栓孔a，21、螺栓孔b，31、锚固段，32、自由段，33、锚头，141、环形内法兰盘，151、竖向内法兰盘，41、接头环板，42、接头横板，411、螺栓孔c，421、螺栓孔d。

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。

如图1-5所示的一种高填方边坡装配式护坡装置，该护坡装置由波纹钢抗滑桩1、波纹钢挡土板2、锚索3和抗滑桩-挡土板连接接头4组成；

波纹钢抗滑桩1和波纹钢挡土板2之间通过抗滑桩-挡土板连接接头4实现拼接，从而使得二者形成整体，共同抵抗填土压力荷载。

锚索3穿过波纹钢抗滑桩1锚固于基岩8，避免抗滑桩在填土7的荷载作用下发生变形倾倒，起到边坡加固的作用。

所述波纹钢抗滑桩1由预制波纹板经过环向法兰盘14和纵向法兰盘15拼接而成；

波纹钢抗滑桩1由下至上依次包括地下段波纹板11、过渡段波纹板12和地上段波纹板13。

所述地下段波纹板11处于原始地面6以下，过渡段波纹板12部分处于原始地面6以下，地上段波纹板13完全处于原始地面6以上；

所述地下段波纹板11和过渡段波纹12的环向之间通过环向内法兰盘141连接，地下段波纹板11和过渡段波纹板12的竖向之间通过竖向内法兰盘151连接，环向内法兰盘141和竖向内法兰盘151的设置，使得可以在抗滑桩内部实现地下段波纹板11和过渡段波纹12的拼装成环；

所述地上段波纹板13的环向之间通过环向外法兰盘142连接，地上段波纹板13和过渡段波纹板12的竖向之间通过竖向外法兰盘152连接，环向外法兰盘142和竖向外法兰盘152的设置，使得可以在抗滑桩外部实现地上段波纹板13的拼装成环。

所述抗滑桩-挡土板连接接头4由环板41和横板42之间通过焊接而成；在环板41上预留有螺栓孔c411，用于与波纹钢抗滑桩1相连接，在波纹钢抗滑桩1上预留有与螺栓孔c411相匹配的螺栓孔a16。波纹钢抗滑桩1和抗滑桩-挡土板连接接头4之间通过高强螺栓5连接固定；

在横板42上预留有螺栓孔d421，用于与波纹钢挡土板2相连接，在波纹钢挡土板2预留有与螺栓孔d421相匹配的螺栓孔b21。波纹钢挡土板2和抗滑桩-挡土板连接接头4之间通过高强螺栓5连接固定。

所述波纹钢挡土板2采用波纹形钢板在工厂预制而成，波纹钢挡土板2竖向间可以采用法兰盘或者搭接的方式进行连接。

所述环板41的形状与波纹钢抗滑桩1的波形相匹配，横板42的形状与波纹钢挡土板2的波形相匹配。

所述锚索3由锚头33、自由段32和锚固段31构成。其中锚头固定于波纹钢抗滑桩1上；自由段32穿过波纹钢抗滑桩1，可根据锚索倾角现场在波纹钢抗滑桩1上打孔，并让锚索自由段32穿过；锚固段31锚固于基岩8。

一种高填方边坡装配式护坡装置的施工方法：

为实现填方施工，并保证填土7的稳定，在原始地面6上需要设置抗滑桩。

第一部分为波纹钢抗滑桩1施工，采用边开挖边支护的形式进行施工，其施工步骤如下：

1)开挖土体，拼装过渡段波纹板12，过渡段波纹板12间通过环向内法兰盘141连接，实现过渡段波纹板12成环，从而抵抗周边土荷载，保障波纹钢抗滑桩1内的安全；

2)继续开挖土体，拼装地下段波纹板a11，地下段波纹板a11环向之间通过环向内法兰盘141连接，实现地下段波纹板a11成环，此外，通过竖向内法兰盘151将地下段波纹板a11与过渡段波纹板12连接，实现竖向固定；

3)继续开挖土体，拼装地下段波纹板a11，通过竖向内法兰盘151将地下段波纹板a11上下两环相连接，实现竖向固定；

4)重复第3步，直至开挖支护至设计深度；

5)拼装地上段波纹板b13，地上段波纹板b13环向之间通过环向外法兰盘142连接，实现地上段波纹板b13成环，此外，通过竖向外法兰盘152将地上段波纹板b13与过渡段波纹板12连接，实现竖向固定；

6)继续拼装地上段波纹板b13，通过竖向外法兰盘152将地上段波纹板13上下两环相连接，实现竖向固定；

7)重复第6步，直至开挖达到抗滑桩的设计高度；

第二部分为波纹钢抗滑桩1和波纹钢挡土板2的连接，波纹板挡土板2施工时是从地面6往上逐层拼装，其步骤如下：

1)将抗滑桩-挡土板连接接头4的环板41，通过高强螺栓5与波纹钢抗滑桩1连接固定；

2)将抗滑桩-挡土板连接接头4的横板42，通过高强螺栓5与波纹钢挡土板2连接固定；

3)沿竖向逐层拼装波纹钢挡土板2，波纹钢挡土板2竖向之间可采用搭接或者法兰盘连接的形式固定，并重复1、2步骤，直至挡土板达到设计高度。

第三部分为锚索施工和抗滑桩浇筑，其步骤如下：

1)依据锚索3设计角度和高度，在波纹钢抗滑桩1上打孔；

2)在抗滑桩内部吊放钢筋笼；

3)将锚索3的自由段32穿过波纹钢抗滑桩1；

4)用钻机在基岩8内打设钻孔，设置锚固段31；

5)在波纹钢抗滑桩1的内部浇筑混凝土。

第四部分为填土施工和锚索张拉，其步骤如下：

1)在原始地面6上进行填土施工，填土采用分层填筑，逐层碾压的方式；

2)在填土过程中，结合设计，及时进行锚索3的张拉。

3)直至填土至设计标高，完成高填方边坡填筑及加固施工。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

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