CN113944187A - 预应力装配式悬臂挡土墙 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预应力装配式悬臂挡土墙，涉及岩土工程领域，解决现有装配挡土墙结构整体性差，连接部位容易出现质量缺陷的问题。本发明采用的技术方案是：预应力装配式悬臂挡土墙，包括两块端部模块和至少一块中间模块，端部模块和中间模块均为钢筋混凝土结构的预制件，中间模块位于两块端部模块之间并相互叠合，叠合面为悬臂挡土墙的全截面，中间模块设置至少一个沿垂直于叠合面的方向布置的预应力孔，端部模块在与中间模块的预应力孔对应的位置分别设置预应力锚固孔，端部模块和中间模块通过预应力筋串联连接，预应力筋在两块端部模块的预应力锚固孔内通过锚具进行固定。本发明用于边坡支护，具有标准化、模块化、机械化，且便于施工的特点。

Description

预应力装配式悬臂挡土墙

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，具体是一种边坡工程中采用预应力结构，并且为装配式的悬臂挡土墙。

背景技术

挡土墙多用于支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，根据挡土墙形式不同，又分为重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式等。悬臂式挡土墙的墙体薄、体积小、占地节约，因此使用广泛。钢筋混凝土结构的挡土墙的施工方式一般是现浇，施工流程包括开挖基槽、支护模板、绑扎钢筋、混凝土浇筑、混凝土拆模养护等。现浇挡土墙施工步骤多、工艺流程复杂、质量控制点多，产品质量受外界影响大，容易出现质量缺陷的问题。

目前，挡土墙已经开始采用装配式施工。现有的装配式挡土墙为了便于预制和运输，将构件拆分为很多细部构件，仍然需要现场二次浇筑混凝土，降低了装配式挡土墙的便捷性，同时削弱了在受力方向上的整体性。现有的预应力挡土墙对某些局部构件施加预应力以进行固定,没有对整体结构稳定性施加预应力的方案。

现有的预制装配式挡土墙存在以下不足：第一、将装配式挡土墙单元拆分为基础、柱、墙板等构件，这些构件在现场进行二次拼装，并进行节点的二次混凝土浇筑，无法适应不良天气及气候条件下的安装施工。第二、装配式构件拆分过于细碎，现场拼装工作量大，节点处理难度大，降低了装配式挡土墙的安装便捷性。第三、各构件之间的连接可靠性差。第四、挡土墙受力截面有多个构件，连接部位容易出现质量缺陷，结构整体性差。

发明内容

本发明利用装配式结构的优点，提供一种预应力装配式悬臂挡土墙，解决现有装配挡土墙结构整体性差，连接部位容易出现质量缺陷的问题。

本发明采用的技术方案是：预应力装配式悬臂挡土墙，包括两块端部模块和至少一块中间模块，端部模块和中间模块均为钢筋混凝土结构的预制件，中间模块位于两块端部模块之间并相互叠合，叠合面为悬臂挡土墙的全截面，中间模块设置至少一个沿垂直于叠合面的方向布置的预应力孔，端部模块在与中间模块的预应力孔对应的位置分别设置预应力锚固孔，端部模块和中间模块通过预应力筋串联连接，预应力筋在两块端部模块的预应力锚固孔内通过锚具进行固定。

进一步的是：在与叠合面平行的截面上，端部模块和中间模块的外轮廓形状相同，端部模块和中间模块均包括核心标段、核心标段上下侧的立壁标段与底部嵌固标段，以及核心标段前后侧的墙趾标段与墙踵标段。

更进一步的是：墙趾标段的底面、核心标段的底面与墙踵标段的底面位于同一平面，并且该平面向墙踵标段方向倾斜。

具体的：中间模块设置两个预应力孔，分别为位于立壁标段的顶部以及核心标段。

进一步的是：其中一个预应力孔位于立壁标段顶部四分之一范围内，另一个预应力孔位于核心标段形心位置。

进一步的是：中间模块的预应力孔为圆孔，端部模块的预应力锚固孔分为两段，第一段为背对中间模块一侧的方形孔，第二段为靠近中间模块一侧的圆形孔，锚具位于方形孔内，方形孔和圆形孔相互贯通且中心线重合，方形沉孔的边长大于圆形孔的直径，圆形孔与预应力孔位置对应且直径相等。

进一步的是：至少一个中间模块还设置至少一个泄水孔，泄水孔的轴向与叠合面所在平面相互平行。

进一步的是：中间模块的两个叠合面分别设置相互适配的卡位结构，端部模块与中间模块的叠合面之间设置相互适配的卡位结构。

具体的：卡位结构为：叠合面的一侧设置凹槽，另一侧设置与凹槽适配的凸台。

更具体的：端部模块和中间模块均沿叠合面的边缘连续设置凹槽或凸台，凹槽和凸台均由预埋固定于钢混混凝土中钢板或钢带形成。

本发明的有益效果是：预应力装配式悬臂挡土墙利用装配式建造模式，将悬臂挡土墙的整体结构按照结构受力特点拆分为端部模块和中间模块，端部模块和中间模块为一个整体的呈板状的结构，避免现有装配式挡土墙的构件较多且节点较多的问题。端部模块和中间模块通过预应力筋串联连接，保证整体结构契合稳固，保证产品成型质量，使得悬臂挡土墙整体表面平整，外观质量好。端部模块和中间模块为预制件，容易控制质量，减少现场支模、绑扎钢筋和混凝土浇筑养护的过程，避免因为外界天气、温度、湿度等原因影响施工。预应力装配式悬臂挡土墙从装配式角度出发，利用现有装配式结构的特点，具有标准化、模块化、机械化的特点。

端部模块和中间模块在与叠合面平行的截面上包括底部嵌固标段，使端部模块和中间模块能稳固地嵌固于基槽上，避免滑移。叠合面之间设置卡位结构，使叠合面两侧的模块能更加稳固地就位、叠合和固定。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是图1中端部模块和中间模块在与叠合面平行的截面上的外轮廓示意图。

图3是图1中端部模块和中间模块在与叠合面平行的截面上的配筋示意图。

图4和图5是图1中设有泄水孔的中间模块的立体结构示意图。

图6是图1中端部模块的立体结构示意图。

附图标记：端部模块1、预应力锚固孔11、中间模块2、预应力孔21、泄水孔22、凹槽23、凸台24、核心标段A、立壁标段B、底部嵌固标段C、墙趾标段D、墙踵标段E、预应力筋3、锚具4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明预应力装配式悬臂挡土墙，包括两块端部模块1和至少一块中间模块2，端部模块1和中间模块2均为钢筋混凝土结构的预制件。端部模块1和中间模块2均为板状结构，中间模块2位于两块端部模块1之间并相互叠合，叠合面为悬臂挡土墙的全截面，也即是叠合面为整个挡土墙的截面。端部模块1和中间模块2之间通过预应力筋3进行叠合固定，因此中间模块2设置至少一个沿垂直于叠合面的方向布置的预应力孔21，预应力孔21用于穿设预应力筋3，例如如图1、4和5所示，中间模块2设置两个预应力孔21。端部模块1在与中间模块2的预应力孔21对应的位置分别设置预应力锚固孔11，预应力锚固孔11的数量和位置和预应力孔21均相互对应。端部模块1和中间模块2通过预应力筋3串联连接，预应力筋3在两块端部模块1的预应力锚固孔11内通过锚具4进行固定。

端部模块1和中间模块2的在与叠合面平行的截面上的外轮廓形状可相同或不同，只要与能基槽的形状适配，实现正常的施工安装即可。端部模块1和中间模块2在与叠合面平行的截面上的外轮廓形状最好相同且厚度相等。例如，端部模块1和中间模块2在与叠合面平行的截面上的外轮廓形状如图2和图3所示，均包括核心标段A、核心标段A上下侧的立壁标段B与底部嵌固标段C，以及核心标段A前后侧的墙趾标段D与墙踵标段E，核心标段A、立壁标段B、底部嵌固标段C、墙趾标段D、墙踵标段E为一个整体的钢筋混凝土结构。墙趾标段D的底面、核心标段A的底面与墙踵标段E的底面位于同一平面，并且该平面向墙踵标段E方向倾斜，底部嵌固标段C使整个挡土墙结构能稳固地固定于基槽上。

每块中间模块2均设置预应力孔21，每块中间模块2上的预应力孔21的数量和位置根据计算确定，一般为两个或两个以上。预应力孔21最好是圆孔，在预制中间模块2时预留形成。例如，中间模块2设置两个预应力孔21，两个预应力孔21分别为位于立壁标段B的顶部以及核心标段A。立壁标段B的高度较大，基于受力平衡的考虑，其中一个预应力孔21位于立壁标段B顶部四分之一范围内，另一个预应力孔21位于核心标段A形心位置。对于端部模块1之间的中间模块2，可以部分或全部中间模块2设置泄水孔22，或不设置泄水孔22。泄水孔22的轴向与叠合面所在平面相互平行，泄水孔22在预制中间模块2时预留形成。由于中间模块2的厚度不宜过大，否则太重难以吊装施工，因此无需每块中间模块2均设置泄水孔22，一般是部分中间模块2设置泄水孔22，设置泄水孔22的中间模块2间隔布置于不设置泄水孔22的中间模块2之间。中间模块2根据设置泄水孔22和不设置泄水孔22分为两种规格。

每块端部模块1分别设置预应力锚固孔11，预应力筋3从预应力锚固孔11穿出并进行固定。为了使端部模块1的非叠合面平整，锚具4可设置于预应力锚固孔11内。例如，预应力锚固孔11分为两段，第一段为背对中间模块2一侧的方形孔，第二段为靠近中间模块2一侧的圆形孔，参见图1和图6，锚具4位于方形孔内，方形孔和圆形孔相互贯通且中心线重合，方形沉孔的边长大于圆形孔的直径，圆形孔与预应力孔21位置对应且直径相等。

端部模块1和中间模块2的叠合面可以均为平面或者非平面，但端部模块1和中间模块2在叠合面的两侧相互适配，并且中间模块2之间的叠合面两侧也相互适配。为了提高叠合后的稳固性，中间模块2的两个叠合面分别设置相互适配的卡位结构，端部模块1与中间模块2的叠合面之间设置相互适配的卡位结构。叠合面之间通过卡位结构进行嵌固，提高挡土墙的整体结构强度。例如，卡位结构为适配的凹凸结构，或者参见图1、图4～6，卡位结构为叠合面的一侧设置凹槽23，另一侧设置与凹槽23适配的凸台24。凹槽23和适配的凸台24可为钢筋混凝土结构，或者凹槽23和凸台24均由预埋固定于钢混混凝土中钢板或钢带形成。凹槽23和凸台24可以连续或间隔布置，例如端部模块1和中间模块2均沿叠合面的边缘连续设置凹槽23或凸台24。具体的，端部模块1为两块，两块端部模块1背对中间模块2的侧面为平整面，一块端部模块1的叠合面设置凹槽23，另一块端部模块1的叠合面设置适配的凸台24。中间模块2的两个叠合面分别设置适配的凹槽23和凸台24，参见图4和图5。

端部模块1和中间模块2吊装至基槽，通过叠合面之间的卡位结构初步咬合后，穿入预应力筋3，再利用张拉设备施加预应力，并在预应力锚固孔11内利用锚具4完成预应力筋3放张固定，从而完成组装成型。预应力装配式悬臂挡土墙可单独使用，当需要支挡的长度较长时，也可以多个预应力装配式悬臂挡土墙组合使用。

Claims (10)

1.预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：包括两块端部模块(1)和至少一块中间模块(2)，端部模块(1)和中间模块(2)均为钢筋混凝土结构的预制件，中间模块(2)位于两块端部模块(1)之间并相互叠合，叠合面为悬臂挡土墙的全截面，中间模块(2)设置至少一个沿垂直于叠合面的方向布置的预应力孔(21)，端部模块(1)在与中间模块(2)的预应力孔(21)对应的位置分别设置预应力锚固孔(11)，端部模块(1)和中间模块(2)通过预应力筋(3)串联连接，预应力筋(3)在两块端部模块(1)的预应力锚固孔(11)内通过锚具(4)进行固定。

2.如权利要求1所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：在与叠合面平行的截面上，端部模块(1)和中间模块(2)的外轮廓形状相同，端部模块(1)和中间模块(2)均包括核心标段(A)、核心标段(A)上下侧的立壁标段(B)与底部嵌固标段(C)，以及核心标段(A)前后侧的墙趾标段(D)与墙踵标段(E)。

3.如权利要求2所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：墙趾标段(D)的底面、核心标段(A)的底面与墙踵标段(E)的底面位于同一平面，并且该平面向墙踵标段(E)方向倾斜。

4.如权利要求2所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：中间模块(2)设置两个预应力孔(21)，分别为位于立壁标段(B)的顶部以及核心标段(A)。

5.如权利要求4所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：其中一个预应力孔(21)位于立壁标段(B)顶部四分之一范围内，另一个预应力孔(21)位于核心标段(A)形心位置。

6.如权利要求1所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：中间模块(2)的预应力孔(21)为圆孔，端部模块(1)的预应力锚固孔(11)分为两段，第一段为背对中间模块(2)一侧的方形孔，第二段为靠近中间模块(2)一侧的圆形孔，锚具(4)位于方形孔内，方形孔和圆形孔相互贯通且中心线重合，方形沉孔的边长大于圆形孔的直径，圆形孔与预应力孔(21)位置对应且直径相等。

7.如权利要求1～6任一权利要求所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：至少一个中间模块(2)还设置至少一个泄水孔(22)，泄水孔(22)的轴向与叠合面所在平面相互平行。

8.如权利要求1～6任一权利要求所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：中间模块(2)的两个叠合面分别设置相互适配的卡位结构，端部模块(1)与中间模块(2)的叠合面之间设置相互适配的卡位结构。

9.如权利要求8所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：卡位结构为：叠合面的一侧设置凹槽(23)，另一侧设置与凹槽(23)适配的凸台(24)。

10.如权利要求9所述的预应力装配式悬臂挡土墙，其特征在于：卡位结构为：端部模块(1)和中间模块(2)均沿叠合面的边缘连续设置凹槽(23)或凸台(24)，凹槽(23)和凸台(24)均由预埋固定于钢混混凝土中钢板或钢带形成。

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