CN111335334A - 一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，主要包括预制拼装框格梁、锚杆、混凝土墩。本发明采用预制梁结构体，并通过三种预制梁结构体上的凸起和凹槽两两相连完成预制拼装框格梁的拼装。锚杆通过设计钻孔安放入边坡，再通过锚杆预留孔伸出，并利用混凝土墩将锚杆与预制拼装框格梁进行封锚固接，形成一个完整的预制拼装锚杆框格梁。本发明采用预制技术减少了现场大型机械设备的使用，提高了劳动生产率及施工效率，又减少了对周围社会环境及生态环境的影响，节省了模块，降低了造价，经济又高效，提高了施工的简易性，在有效排出雨水与阻止雨水入渗边坡的同时，增加了边坡的稳定性，达到了经济环保的目的。

Description

一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***

技术领域

本发明涉及一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，属于岩土工程及地质工程领域。

背景技术

在工程建设中经常会遇到边坡问题，如何保持边坡稳定成为了一个至关重要的难点，它影响着工程建设的进行以及人们生命财产的安全。边坡有很多种类型，其中膨胀性边坡地质灾害具有易发性高、危害性大的特点。膨胀性边坡是指边坡土体中含有大量的黏土矿物，如蒙脱石、伊利石、高岭石。其遇水稳定性差，易发生膨胀、崩解、软化等工程问题，从而导致边坡失稳。目前此类边坡的防护一般采用在边坡搭建锚杆框格梁，这种方法既可以提高边坡的稳定性，又可以在框格梁内种植植被，防止水土流失，且具有一定的生态效应。然而传统的锚杆框格梁建设较为麻烦，需要在现场对边坡进行开挖刻槽，在槽内进行钢筋施工，浇筑混凝土，再进行养护，具有工期长，成本高的特点，且此类传统锚杆框格梁支护***不能进行高效的排水，使得一些膨胀性较高的岩土体具有潜在的危害性。

因此，目前亟需一种施工简单、迅速，且具有高效排水能力的锚杆框格梁膨胀性边坡支护***。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述缺陷，提供了一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，该膨胀性边坡支护***实现了结构模块化、部件工厂化和施工简易快速化，具有高效、环保、节能的优点，节约了日益紧张的劳动力资源且克服了传统方法的局限性。

本发明的目的是这样实现的，本发明提供了一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，包括锚杆、均匀铺垫于边坡坡面上的低渗垫层、固定在低渗垫层上的预制拼装框格梁和填土，所述填土均匀充填在预制拼装框格梁的框格中；

所述预制拼装框格梁由一个底端预制拼装框格梁和N个结构相同的单层主体预制拼装框格梁拼装构成，N为自然数，N≥1；所述底端预制拼装框格梁由n个底端纵向预制梁结构体和2n-2个横向预制梁结构体拼装构成，n为自然数，且n＞1；所述单层主体预制拼装框格梁由n个纵向预制梁结构体和n-1个横向预制梁结构体拼装构成；所述底端纵向预制梁结构体、横向预制梁结构体和纵向预制梁结构体的横截面均为矩形，底端纵向预制梁结构体和纵向预制梁结构体的横截面尺寸相同；

所述横向预制梁结构体两端的端面上各有一个凸起，记为横向连接凸起，横向预制梁结构体上设有数个透水孔；

所述底端纵向预制梁结构体顶部的端面上有一个凸起，记为纵向连接凸起；所述底端纵向预制梁结构体的顶部和尾部、距离其顶部端面、尾部端面为L1处的中心位置上分别留有锚杆预留孔，且在每个锚杆预留孔两侧的对称两个侧面上开有两个与横向连接凸起相对应的凹槽，记为横向连接凹槽，L1＝0.05m-0.1m；

所述纵向预制梁结构体尾部的端面上开有一个与纵向连接凸起相对应的凹槽，记为纵向连接凹槽；所述纵向预制梁结构体顶部的结构与底端纵向预制梁结构体顶部结构相同，即所述纵向预制梁结构体的顶部端面上有一个纵向连接凸起，纵向预制梁结构体顶部、距离其顶部端面为L1处的中心位置上留有锚杆预留孔，且在锚杆预留孔两侧的对称两个侧面上开有两个与横向连接凸起相对应的横向连接凹槽；

所述n-1个横向预制梁结构体通过两端的横向连接凸起与n个底端纵向预制梁结构体尾部的横向连接凹槽对接，构成底端预制拼装框格梁的底，n-1个横向预制梁结构体通过两端的横向连接凸起与n个底端纵向预制梁结构体顶部的横向连接凹槽对接，构成底端预制拼装框格梁的顶，即拼装成为包括n-1个框格的封闭的底端预制拼装框格梁；

所述n-1个横向预制梁结构体通过两端的横向连接凸起与n个纵向预制梁结构体顶部的横向连接凹槽对接，拼装成为一个包括n-1个框格的半封闭的单层主体预制拼装框格梁；通过位于一个单层主体预制拼装框格梁顶部的纵向连接凸起和位于另一个单层主体预制拼装框格梁尾部的纵向连接凹槽的配合，N个单层主体预制拼装框格梁拼装成为一个包括N×(n-1)个框格的多层主体预制拼装框格梁；

多层主体预制拼装框格梁最底层的n个纵向预制梁结构体尾部的纵向连接凹槽与底端纵向预制梁结构体顶部的纵向连接凸起对接，拼装成为一个完整的预制拼装框格梁；

所述锚杆的一端固接在边坡中，另一端穿过低渗垫层，从预制拼装框格梁上的锚杆预留孔伸出，并且通过浇筑形成的混凝土墩将锚杆与预制拼装框格梁封锚固接。

优选地，所述底端纵向预制梁结构体、横向预制梁结构体和纵向预制梁结构体均为预制加筋混凝土结构体，即三种预制梁结构体内部有钢筋骨架结构。

优选地，所述横向连接凸起、纵向连接凸起的形状均为梯形体，梯形体的上底与相应的连接凸起所在的预制梁结构体连为一体，梯形体的下底向外伸出形成相应的连接凸起所在的预制梁结构体的端面。

优选的，每个横向预制梁结构体上的透水孔的数量为20-40个，此多个透水孔沿着横向预制梁结构体的长度方向均匀分布，用于连通横向预制梁结构体两侧的框格，透水孔内充填有沥青混合料。

优选地，所述锚杆采用压力注浆锚杆，直径为24-32mm。

优选地，所述混凝土墩采用C30砼材料，浇筑后的形状为梯形体。

优选地，所述低渗垫层采用弱膨胀性黏土，均匀铺垫后夯实压密，夯实压密后的厚度为0.1m-0.3m。

优选地，所述填土为壤土，均匀充填于预制拼装框格梁的框格中，填土上种植植被。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

1.本发明中所采用预制拼装框格梁，预制梁结构体为工厂预制，既减少了现场大型机械设备的使用，提高了劳动生产率及施工效率，加快了施工进度，又减少了对周围社会环境及生态环境的影响。

2.本发明中所采用的预制梁结构体共有三种，节省了模块，降低了造价，经济又高效。

3.本发明中生产的横向预制梁结构体上设置有透水孔，透水孔内充填有透水沥青混合料，能有效排出框格内积留的雨水，同时起到防止杂质堵塞透水孔的作用。

4.本发明中生产的纵向预制梁和底端纵向预制梁结构体上设置了锚杆预留孔，在提高了施工的简易性的同时，增加了结构的稳定性。

5.本发明中设置的混凝土墩，在进行封锚的同时，有效增加了结构的稳定性。

6.本发明中采用的填土为壤土，具有较好渗透性的特点，可以使雨水在重力作用下快速到达透水孔处，方便雨水快速渗透到下一框格内，且具有较好的肥力，有利于植物生长。

7.本发明中采用的低渗垫层为弱膨胀性黏土，具有低渗透性的特点，夯实压密后渗透性进一步降低，在有效阻止雨水入渗边坡的同时，达到了经济环保的目的。

附图说明

图1为本发明一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***的三维图。

图2为本发明中预制拼装框格梁的结构示意图。

图3为本发明中横向预制梁结构体的三维图。

图4为本发明中纵向预制梁结构体的俯视图。

图5为本发明中底端纵向预制梁结构体的俯视图。

图6为本发明中单层主体预制拼装框格梁的结构示意图。

图7为本发明中底端预制拼装框格梁的结构示意图。

图8为本发明中纵向连接凸起和纵向连接凹槽的连接示意图。

图9为本发明中锚杆固定的放大三维图。

其中，1、锚杆；2、低渗垫层；3、预制拼装框格梁；4、边坡；5、透水孔；6、填土；7、底端纵向预制梁结构体；8、横向预制梁结构体；9、纵向预制梁结构体；10、横向连接凹槽；11、横向连接凸起；12、植被；13、混凝土墩；14、锚杆预留孔；15、单层主体预制拼装框格梁；16、底端预制拼装框格梁；17、纵向连接凸起；18、纵向连接凹槽；

具体实施方式

为了进一步对本发明进行解释说明，结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述。

图1为本发明一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***的三维图。由图1可见，该支护***包括锚杆1、均匀铺垫于边坡4坡面上的低渗垫层2、固定在低渗垫层2上的预制拼装框格梁3和填土6，所述填土6均匀充填在预制拼装框格梁3的框格中。

图2为本发明中预制拼装框格梁3的结构示意图，由图2可见，所述预制拼装框格梁3由一个底端预制拼装框格梁16和N个结构相同的单层主体预制拼装框格梁15拼装构成，N为自然数，N≥1；所述底端预制拼装框格梁16由n个底端纵向预制梁结构体7和2n-2个横向预制梁结构体8拼装构成，n为自然数，且n＞1；所述单层主体预制拼装框格梁15由n个纵向预制梁结构体9和n-1个横向预制梁结构体8拼装构成。

图3、图4和图5分别给出了底端纵向预制梁结构体7、横向预制梁结构体8和纵向预制梁结构体9的具体结构。

所述底端纵向预制梁结构体7、横向预制梁结构体8和纵向预制梁结构体9的横截面均为矩形，底端纵向预制梁结构体7和纵向预制梁结构体9的横截面尺寸相同。在本实施例中，所述底端纵向预制梁结构体7、横向预制梁结构体8和纵向预制梁结构体9均为预制加筋混凝土结构体，即三种预制梁结构体内部有钢筋骨架结构。具体的，在本实施例中，横向预制梁结构体8总长为1.04m，用于构成框格部分的长度为1m。底端纵向预制梁结构体7和纵向预制梁结构体9总长均为1.12m，用于构成框格部分的长度为1m。三种结构体横截面均为正方形，边长为0.1m。

所述横向预制梁结构体8两端的端面上各有一个凸起，记为横向连接凸起11，横向预制梁结构体8上设有数个透水孔5。在本实施例中，每个横向预制梁结构体8上的所述透水孔5的数量为20-40个，多个透水孔5沿着横向预制梁结构体8的长度方向均匀分布，透水孔5用于连通横向预制梁结构体8两侧的框格，透水孔5内充填有沥青混合料，起到防止杂质堵塞透水孔作用。在本实施例中，透水孔5的孔径为10mm。

所述底端纵向预制梁结构体7顶部的端面上有一个凸起，记为纵向连接凸起17；所述底端纵向预制梁结构体7的顶部和尾部、距离其顶部端面、尾部端面为L1处的中心位置上分别留有锚杆预留孔14，且在每个锚杆预留孔14两侧的对称两个侧面上开有两个与横向连接凸起11相对应的凹槽，记为横向连接凹槽10，L1＝0.05m-0.1m。本实施例中，L1＝0.05m。

所述纵向预制梁结构体9尾部的端面上开有一个与纵向连接凸起17相对应的凹槽，记为纵向连接凹槽18；所述纵向预制梁结构体9顶部的结构与底端纵向预制梁结构体7顶部结构相同，即所述纵向预制梁结构体9的顶部端面上有一个纵向连接凸起17，纵向预制梁结构体9顶部、距离其顶部端面为L1处的中心位置上留有锚杆预留孔14，且在锚杆预留孔14两侧的对称两个侧面上开有两个与横向连接凸起11相对应的横向连接凹槽10。

在本实施例中，所述横向连接凸起11、纵向连接凸起17的形状均为梯形体，梯形体的上底与相应的连接凸起所在的预制梁结构体连为一体，梯形体的下底向外伸出形成相应的连接凸起所在的预制梁结构体的端面，以横向预制梁结构体8为例，如图3所示，横向连接凸起11呈梯形体，横向连接凸起11的上底与该横向连接凸起11所在的横向预制梁结构体8连为一体，梯形体的下底向外伸出形成该横向连接凸起11所在的横向预制梁结构体8的端面。具体的，在本实施例中，横向连接凸起11、纵向连接凸起17的高度均为0.02m，即横向连接凹槽10和纵向连接凹槽18的槽深均为0.02m。图9为本发明实施例中纵向连接凸起和纵向连接凹槽的连接示意图，由图可见，采用梯形凸起，且底部朝外，有利于提高稳定性

图6和图7为本发明中单层主体预制拼装框格梁和底端预制拼装框格梁的结构示意图。

所述n-1个横向预制梁结构体8通过两端的横向连接凸起11与n个底端纵向预制梁结构体7尾部的横向连接凹槽10对接，构成底端预制拼装框格梁16的底，n-1个横向预制梁结构体8通过两端的横向连接凸起11与n个底端纵向预制梁结构体7顶部的横向连接凹槽10对接，构成底端预制拼装框格梁16的顶，即拼装成为包括n-1个框格的封闭的底端预制拼装框格梁16。

所述n-1个横向预制梁结构体8通过两端的横向连接凸起11与n个纵向预制梁结构体9顶部的横向连接凹槽10对接，拼装成为一个包括n-1个框格的半封闭的单层主体预制拼装框格梁15；通过位于一个单层主体预制拼装框格梁15顶部的纵向连接凸起17和位于另一个单层主体预制拼装框格梁15尾部的纵向连接凹槽18的配合，N个单层主体预制拼装框格梁15拼装成为一个包括N×(n-1)个框格的多层主体预制拼装框格梁。

多层主体预制拼装框格梁最低层的n个纵向预制梁结构体9尾部的纵向连接凹槽18与底端纵向预制梁结构体7顶部的纵向连接凸起17对接，拼装成为一个完整的预制拼装框格梁3。

图8为本发明中锚杆1固定的放大三维图。由该图可见，所述锚杆1的一端固接在边坡4中，另一端穿过低渗垫层2，从预制拼装框格梁3上的锚杆预留孔14伸出，并且通过浇筑形成的混凝土墩13将锚杆1与预制拼装框格梁3封锚固接。在本实施例中，所述锚杆1采用压力注浆锚杆，直径为28mm。在本实施例中，所述混凝土墩13采用C30砼材料，浇筑后的形状为梯形体。具体的，顶面边长设置为40mm，底面边长设置为60mm，高度设置封盖住锚杆露出段即可。

在本实施例中，所述低渗垫层2采用弱膨胀性黏土，均匀铺垫后夯实压密，夯实压密后的厚度为0.1m-0.3m。所述填土6为壤土，均匀充填于预制拼装框格梁3的框格中，填土6上种植植被12。

Claims (8)

1.一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，包括锚杆(1)、均匀铺垫于边坡(4)坡面上的低渗垫层(2)、固定在低渗垫层(2)上的预制拼装框格梁(3)和填土(6)，所述填土(6)均匀充填在预制拼装框格梁(3)的框格中；

所述预制拼装框格梁(3)由一个底端预制拼装框格梁(16)和N个结构相同的单层主体预制拼装框格梁(15)拼装构成，N为自然数，N≥1；所述底端预制拼装框格梁(16)由n个底端纵向预制梁结构体(7)和2n-2个横向预制梁结构体(8)拼装构成，n为自然数，且n＞1；所述单层主体预制拼装框格梁(15)由n个纵向预制梁结构体(9)和n-1个横向预制梁结构体(8)拼装构成；所述底端纵向预制梁结构体(7)、横向预制梁结构体(8)和纵向预制梁结构体(9)的横截面均为矩形，底端纵向预制梁结构体(7)和纵向预制梁结构体(9)的横截面尺寸相同；

所述横向预制梁结构体(8)两端的端面上各有一个凸起，记为横向连接凸起(11)，横向预制梁结构体(8)上设有数个透水孔(5)；

所述底端纵向预制梁结构体(7)顶部的端面上有一个凸起，记为纵向连接凸起(17)；所述底端纵向预制梁结构体(7)的顶部和尾部、距离其顶部端面、尾部端面为L1处的中心位置上分别留有锚杆预留孔(14)，且在每个锚杆预留孔(14)两侧的对称两个侧面上开有两个与横向连接凸起(11)相对应的凹槽，记为横向连接凹槽(10)，L1＝0.05m-0.1m；

所述纵向预制梁结构体(9)尾部的端面上开有一个与纵向连接凸起(17)相对应的凹槽，记为纵向连接凹槽(18)；所述纵向预制梁结构体(9)顶部的结构与底端纵向预制梁结构体(7)顶部结构相同，即所述纵向预制梁结构体(9)的顶部端面上有一个纵向连接凸起(17)，纵向预制梁结构体(9)顶部、距离其顶部端面为L1处的中心位置上留有锚杆预留孔(14)，且在锚杆预留孔(14)两侧的对称两个侧面上开有两个与横向连接凸起(11)相对应的横向连接凹槽(10)；

所述n-1个横向预制梁结构体(8)通过两端的横向连接凸起(11)与n个底端纵向预制梁结构体(7)尾部的横向连接凹槽(10)对接，构成底端预制拼装框格梁(16)的底，n-1个横向预制梁结构体(8)通过两端的横向连接凸起(11)与n个底端纵向预制梁结构体(7)顶部的横向连接凹槽(10)对接，构成底端预制拼装框格梁(16)的顶，即拼装成为包括n-1个框格的封闭的底端预制拼装框格梁(16)；

所述n-1个横向预制梁结构体(8)通过两端的横向连接凸起(11)与n个纵向预制梁结构体(9)顶部的横向连接凹槽(10)对接，拼装成为一个包括n-1个框格的半封闭的单层主体预制拼装框格梁(15)；通过位于一个单层主体预制拼装框格梁(15)顶部的纵向连接凸起(17)和相邻单层主体预制拼装框格梁(15)尾部的纵向连接凹槽(18)的配合，N个单层主体预制拼装框格梁(15)拼装成为一个包括N×(n-1)个框格的多层主体预制拼装框格梁；

多层主体预制拼装框格梁最底层的n个纵向预制梁结构体(9)尾部的纵向连接凹槽(18)与底端纵向预制梁结构体(7)顶部的纵向连接凸起(17)对接，拼装成为一个完整的预制拼装框格梁(3)；

所述锚杆(1)的一端固接在边坡(4)中，另一端穿过低渗垫层(2)，从预制拼装框格梁(3)上的锚杆预留孔(14)伸出，并且通过浇筑形成的混凝土墩(13)将锚杆(1)与预制拼装框格梁(3)封锚固接。

2.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，所述底端纵向预制梁结构体(7)、横向预制梁结构体(8)和纵向预制梁结构体(9)均为预制加筋混凝土结构体，即三种预制梁结构体内部有钢筋骨架结构。

3.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，所述横向连接凸起(11)、纵向连接凸起(17)的形状均为梯形体，梯形体的上底与相应的连接凸起所在的预制梁结构体连为一体，梯形体的下底向外伸出形成相应的连接凸起所在的预制梁结构体的端面。

4.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，每个横向预制梁结构体(8)上的透水孔(5)的数量为20-40个，此多个透水孔(5)沿着横向预制梁结构体(8)的长度方向均匀分布，用于连通横向预制梁结构体(8)两侧的框格，透水孔(5)内充填有沥青混合料。

5.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，所述锚杆(1)采用压力注浆锚杆，直径为24-32mm。

6.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，所述混凝土墩(13)采用C30砼材料，浇筑后的形状为梯形体。

7.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，其特征在于，所述低渗垫层(2)采用弱膨胀性黏土，均匀铺垫后夯实压密，夯实压密后的厚度为0.1m-0.3m。

8.根据权利要求1所述的一种预制拼装锚杆框格梁膨胀性边坡支护***，所述填土(6)为壤土，均匀充填于预制拼装框格梁(3)的框格中，填土(6)上种植植被(12)。

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