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1、10申请公布号CN103306296A43申请公布日20130918CN103306296ACN103306296A21申请号201310285857822申请日20130708E02D17/2020060171申请人中铁第四勘察设计院集团有限公司地址430063湖北省武汉市武昌杨园和平大道745号72发明人金海元周宏元顾湘生王祥肖芬芬姚成志谭远发陈大鹏朱树念彭锴郭玲玲74专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人黄行军54发明名称基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法57摘要本发明属于岩土工程技术领域,具体涉及一种基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法。它首先进行边坡平台开。
2、挖、设置预加固桩;然后根据作用在锚杆墙上的库伦主动土压力计算锚杆长度及截面积再根据确定的锚杆长度及截面积制作锚杆,设置锚杆墙墙体;最后进行边坡绿色防护施工。本发明的施工方法充分考虑了桩与桩间结构物的相互作用,即预加固桩能在桩间形成土拱效应,框架锚杆墙施工时由此土压力计算出施工锚杆的长度及截面积,计算结果较精确,施工时能够节省工程投资,既到达了安全的目标,又能节省材料。51INTCL权利要求书1页说明书4页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图3页10申请公布号CN103306296ACN103306296A1/1页21一种基于土拱效应的路堑边坡框架。
3、锚杆墙施工方法,其特征在于,包括以下步骤(1)、在边坡坡面进行土石方填筑与开挖,平整坡面;(2)、在边坡坡体的最下一级边坡平台沿边坡长度方向均匀间隔设置预加固桩;(3)、根据作用在墙体上的库伦主动土压力计算公式计算锚杆长度和锚杆截面积ASKEA/FY;(4)、根据确定的锚杆长度及锚杆截面积制作锚杆;(5)、在边坡坡体表面均匀间隔钻孔,将制作好的锚杆插于边坡上钻好的孔内,并向插有锚杆的孔内注浆,形成锚杆墙墙体;(6)、在锚杆墙墙体表面铺设绿色防护层;上式中EA为作用在墙上的库伦主动土压力;G为楔形体ABED的重力;为破裂角;为土体内摩擦角;为框架锚杆墙与土体间的摩擦角;为框架锚杆墙的竖向倾角;L。
4、A为锚固段长度;K为安全系数;D为锚杆直径;FRB为水泥砂浆与岩石孔壁的粘结强度设计值;FY为钢筋的抗拉设计强度。2根据权利要求1所述的基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法,其特征在于所述步骤中(2)中预加固桩为钢筋混凝土矩形桩,截面尺寸为17530M,桩间距为58M。3根据权利要求1所述的基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法,其特征在于所述步骤(5)中锚杆间距为35M,向下倾斜,与水平面的夹角为1525。4根据权利要求1所述的基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法,其特征在于所述步骤(6)之前在锚杆墙墙体表面设置由混凝土构成的网格状框架,框架的宽度为35M。5根据权利要求4所述的基。
5、于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法,其特征在于所述绿色防护层位于框架的网格内,绿色防护层为挂网喷厚层基材或三维生态袋。权利要求书CN103306296A1/4页3基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法技术领域0001本发明属于岩土工程技术领域,具体涉及一种基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法。背景技术0002随着边坡支挡结构的快速发展及多样化,工程实践中涌现出很多轻型支挡结构,如预加固桩间框架锚杆墙、加固桩间土钉墙等。但目前存在的问题是理论计算稍逊于工程实践,如作用于支挡结构的土压力如何计算以及桩锚土相互作用下的结构设计如何计算等。预加固桩间框架锚杆墙的结构设计施工中,预加固桩设置在。
6、边坡平台,起整体稳定作用,预加固桩上的边坡土压力按照常规库伦土压力计算,由于预加固桩可以在桩间形成土拱效应,作用在桩间框架锚杆上的土压力由于“土拱效应”的作用,会与通常设计中采用的库仑主动土压力有所不同。如果仍然按照常规计算设计并施工则会产生很大浪费。发明内容0003本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法。0004本发明采用的技术方案是一种基于土拱效应的路堑边坡框架锚杆墙施工方法,包括以下步骤0005(1)、在边坡坡面进行土石方填筑与开挖,平整坡面;0006(2)、在边坡坡体的最下一级边坡平台沿边坡长度方向均匀间隔设置预加固桩;0007。
7、(3)、根据作用在墙体上的库伦主动土压力计算公式00080009计算锚杆长度和锚杆截面积ASKEA/FY;0010(4)、根据确定的锚杆长度及锚杆截面积制作锚杆;0011(5)、在边坡坡体表面均匀间隔钻孔,将制作好的锚杆插于边坡上钻好的孔内,并向插有锚杆的孔内注浆,形成锚杆墙墙体;0012(6)、在锚杆墙墙体表面铺设绿色防护层。0013上式中EA为作用在墙上的库伦主动土压力;G为楔形体ABED的重力;为破裂角;为土体内摩擦角;为框架锚杆墙与土体间的摩擦角;为框架锚杆墙的竖向倾角;LA为锚固段长度;K为安全系数;D为锚杆直径;FRB为水泥砂浆与岩石孔壁的粘结强度设计值;FY为钢筋的抗拉设计强度。。
8、0014进一步地,所述步骤中(2)中预加固桩为钢筋混凝土矩形桩,截面尺寸为17530M,桩间距为58M。说明书CN103306296A2/4页40015进一步地,所述步骤(5)中锚杆间距为35M,向下倾斜,与水平面的夹角为1525。0016进一步地,所述步骤(6)之前在锚杆墙墙体表面设置由混凝土构成的网格状框架,框架的宽度为35M。0017更进一步地,所述绿色防护层位于框架的网格内,绿色防护层为挂网喷厚层基材或三维生态袋。0018本发明路堑边坡采用预加固桩间框架锚杆施工时,鉴于预加固桩能在桩间形成“土拱效应”,因此充分考虑土拱效应,锚杆墙上土压力按照库伦主动土压力计算,按计算出破裂角从坡脚画出。
9、破裂面,该破裂面与桩间土拱相交,由于拱后面土体因为土拱的存在而不会产生下滑力作用在锚杆墙上,则土拱与拱前破裂面间的楔形体为作用在框架锚杆上的土压力,框架锚杆墙施工时由此土压力计算出施工锚杆的长度及截面积,计算结果较精确,施工时能够节省工程投资。0019该施工方案充分考虑了桩与桩间结构物的相互作用,既到达了安全的目标,又能节省材料。该施工方案提高了铁路路堑边坡的轻型支挡结构设计精度和施工方法,填补了复合支挡结构的计算理论和施工实践。附图说明0020图1为本发明桩间土拱效应示意图。0021图2为本发明框架锚杆墙后的土体分布示意图。0022图3为本发明作用在框架锚杆墙上的力分布示意图。0023图4为。
10、本发明作用在框架锚杆墙上的力矢三角形示意图。0024图5为本发明施工状态的结构示意图。0025图6为本发明的纵向断面剖视图。具体实施方式0026下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明,便于清楚地了解本发明,但它们不对本发明构成限定。0027本发明的基于土拱效应的路堑边坡预加固桩前框架锚杆墙施工方法,包括以下步骤0028首先进行边坡平台开挖、平整坡面,在边坡坡体的最下一级边坡平台设置预加固桩1,预加固桩起到边坡的主要加固作用,预加固桩为钢筋混凝土矩形桩,截面尺寸为17530M,在边坡坡体5最下级平台沿边坡长度方向均匀间隔布置,桩间距为58M。0029然后进行框架锚杆墙的施工,施工前首。
11、先考虑桩与桩之间形成的“土拱效应”,如图1所示,由于在预加固桩1后土体荷载P作用下桩与桩之间能够形成土拱2,因此,作用在桩间框架锚杆上的土压力由于“土拱效应”的作用,会与通常设计中采用的库仑主动土压力有所不同。在不考虑桩间“土拱效应”作用时,作用在框架锚杆墙上的土压力是楔形体ABC产生,如图2所示,但为了能够节省材料和计算准确,考虑“土拱效应”时,从坡脚按破裂角引破裂面7与桩间土拱交于E点,则三角形区域CDE的土压力由桩承担,只有楔形体ABDE所产生的侧向土压力作用在框架锚杆墙上,而对于框架锚杆墙的锚杆长度及间距的确定需说明书CN103306296A3/4页5要通过作用在锚杆墙上的土压力确定,。
12、因此需算出考虑土拱效应时作用在锚杆墙上的库伦主动土压力,在计算之前先检测锚杆墙高度H、坡顶表面倾斜角、桩间土拱高度H、锚杆墙与垂直线的夹角、锚杆墙与土体间的摩擦角以及土体内摩擦角。0030锚杆墙上的库伦主动土压力具体方法如下0031作用在墙背的库伦主动土压力可以从如图3、图4所示的力矢三角形中求得,计算公式为0032而G求解如下,记S为面积符号,为土体容重,有003300340035003600370038其中00390040将土体重力G代入墙对土楔体的反力EA得到00410042将上式两边对求导,令,求得值,将其代入上式即可求得主动土压力EA。0043上述公式中0044EA作用在墙上的库伦主。
13、动土压力;G楔形体ABED的重力;0045H桩间土拱高度;破裂角;土体内摩擦角;0046框架锚杆墙与土体间的摩擦角;框架锚杆墙的竖向倾角;0047墙顶边坡与水平面夹角;H框架锚杆墙高;0048SADF、SABL、SBEFL三角形ADF、ABL和多边形BEFL的面积。0049根据上述计算公式计算的墙上库伦主动土压力确定锚杆的截面积及长度,从而设计框架锚杆墙比较精确,节省工程投资。0050锚杆的截面积长度按下式确定0051说明书CN103306296A4/4页60052式中AS钢筋的截面积(MM2);EA锚杆轴向承载库伦主动土压力设计值(N);K荷载安全系数,可采用2022;FY钢筋的抗拉设计强度。
14、(N/MM2)。0053锚杆的长度包括非锚固段长度和有效锚固段长度,非锚固段长度根据肋柱与主动破裂面或滑动面的实际距离确定。有效锚固段根据下式确定,并验算锚杆与砂浆之间的允许粘结力。005400550056式中LA锚固段长度(MM);K安全系数,可采用2025;D锚杆直径(MM);D单根钢筋直径(MM);N钢筋根数;FRB水泥砂浆与岩石孔壁的粘结强度设计值;FB水泥砂浆与钢筋间的粘结强度设计值;采用两根或两根以上钢筋时,介面粘结强度降低系数,取060085。0057锚杆的间距一般取2540M。0058锚杆墙单级高度不宜大于10M。0059锚杆钢筋宜选用带肋钢筋或高强精轧螺纹钢筋,直径宜为183。
15、2MM。0060最后根据上述方式确定的锚杆长度及截面积制作锚杆,并用风枪在边坡坡体5表面均匀间隔钻孔,将制作好的锚杆插于边坡上钻好的孔内,及时向插有锚杆的孔内注浆,形成锚杆墙墙体,锚杆6间距为35M,向下倾斜,与水平面的夹角为1525。同时,在锚杆墙墙体表面设置网格状的框架3,框架的宽度为35M,锚杆墙墙体表面框架3的网格内铺设绿色防护层4,绿色防护层为挂网喷厚层基材或三维生态袋。0061本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。说明书CN103306296A1/3页7图1图2说明书附图CN103306296A2/3页8图3图4图5说明书附图CN103306296A3/3页9图6说明书附图CN103306296A。