本發(fā)明涉及一種防護結(jié)構(gòu)，具體涉及一種波紋鋼拱擋土墻。

背景技術(shù)：

目前，隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展，我國在城市道路、水利設(shè)施、鐵路、碼頭和建筑基礎(chǔ)等工程中需要大量的擋土墻，以防止土體失穩(wěn)。根據(jù)不同的工程條件，常采用的擋墻形式包括石砌式擋墻、加筋擋土墻、鋼筋混凝土擋墻和錨桿式擋墻等。工程中為了方便，常采用石砌擋墻和混凝土擋墻，這類剛性擋墻主要存在圬工量較大和地基不均勻沉降容易引起墻體開裂等問題。而對于加設(shè)了鋼筋和錨桿的柔性擋土墻，除了施工較復(fù)雜外，還存在浸水后鋼材容易發(fā)生腐蝕破壞的問題，從而降低擋墻的使用年限，帶來加固和翻修的成本。

近年來，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，人民的生活條件不斷改善，擋土墻的設(shè)計更加講究景觀性。因此未來擋土墻不僅需要安全性高和經(jīng)濟性好等特點，施工便捷、耐腐蝕和美觀等特點也將受到關(guān)注。

綜上所述，現(xiàn)有的擋土墻存在材料用量大、機械化程度低、不能抵抗地基的非均勻沉降等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了降低材料用量、提高施工機械的使用、提高擋土墻抗變形能力。進而提供一種波紋鋼拱擋土墻。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種波紋鋼拱擋土墻，其結(jié)構(gòu)主體由多個波紋鋼拱、多個擋土樁和多根錨桿組成，其中擋土樁包括混凝土、型鋼和鋼筋，土體的荷載由波紋鋼拱承擔(dān)，傳遞至擋土樁，一部分經(jīng)過墊層傳至地基，另一部分荷載并由錨桿傳遞至弱風(fēng)化層。施工制作時，首先開挖土體強風(fēng)化層，除去地基承載力較低的土層，打上墊層，隨后安裝擋土樁的型鋼和鋼筋，并采用螺栓連接的方式，安裝波紋鋼拱至型鋼，對于墻上部荷載較大的工程，還需安裝錨桿，其方法是臨時支撐完成后，將錨桿放入鉆好的錨孔內(nèi)，頭部與型鋼的翼緣完成連接，連接完畢后支模澆筑擋土樁的混凝土，形成擋土樁，在安裝好的擋土墻內(nèi)部回填填土并在擋墻上預(yù)留泄水孔。

進一步地，多個擋土樁順次固定安裝在弱風(fēng)化層上端面的水平位置處。

進一步地，多個擋土樁的橫截面積由上至下逐步擴大。

進一步地，多個擋土樁的橫截面形狀為矩形、梯形或扇形。

進一步地，擋土樁內(nèi)部的型鋼與波紋鋼拱的波谷通過螺栓連接。

進一步地，波紋鋼拱為跨徑為2m-16m的拼裝波紋鋼拱或整拱。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

本發(fā)明與現(xiàn)有的支護結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明具有：

1、本發(fā)明施工簡單快捷，墻面安裝迅速，機械化程度高，混凝土澆筑量少，避免了現(xiàn)有擋土墻墻體大體量施工，施工時，波紋鋼拱1可多張疊放，不需要很大的操作現(xiàn)場，運輸和管理都十分方便，且其重量輕便，起吊和安裝十分方便，一旦擋土樁2獲得了一定的強度就能夠開始回填，施工過程中僅需要少量模板；

2、本發(fā)明的傳力方式明確、受力合理，波紋鋼拱擋土墻傳力合理可靠，墻面利用了土體的“內(nèi)拱卸荷”原理，因此墻面承受很小一部分土壓力，因此墻厚很容易滿足要求，大部分土壓力由擋土樁2和錨桿3承擔(dān)，并傳遞至地基和基巖的弱風(fēng)化層7；

3、本發(fā)明的使用壽命較長，據(jù)國際上已有的鍍鋅波紋鋼的使用情況來看，一般為50年以上，耐久性較好，波紋鋼拱采用永久性防腐蝕鍍層，防腐效果好；

4、本發(fā)明綠色環(huán)保，用薄壁冷彎成型的波紋鋼拱1代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混凝土墻面或條石墻面，大大減少了天然石材、天然骨料和水泥的用量，節(jié)約了能源；

附圖說明

圖1為本發(fā)明擋土墻的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明擋土樁與波紋鋼拱連接的細(xì)部構(gòu)造平面圖；

圖3為本發(fā)明擋土樁和波紋鋼拱連接的細(xì)部構(gòu)造立面圖；

圖4為本發(fā)明擋土樁的三維剖面圖

上述附圖中：1.波紋鋼拱；2.擋土樁；3.錨桿；4.墊層；5.回填土；6.河岸；7.弱風(fēng)化層；8.強風(fēng)化層；9.螺栓；10.混凝土；11.型鋼；12.鋼筋

具體實施方式

具體實施方式一：結(jié)合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式的一種波紋鋼拱擋土墻，包括多個波紋鋼拱1、多個擋土樁2、多根錨桿3、墊層4和回填土5，周圍環(huán)境包括河岸6、土層里的弱風(fēng)化層7和強風(fēng)化層8，

土壓力由波紋鋼拱1承擔(dān)，傳遞至擋土樁2，一部分經(jīng)過墊層5傳至地基，另一部分土壓力并由錨桿3傳遞至弱風(fēng)化層7，

墊層4安裝在強風(fēng)化層8上,多個擋土樁2等間距安裝在墊層4上,相鄰兩個擋土樁2之間安裝有一個波紋鋼拱1，首個和尾個擋土樁2的外側(cè)安裝有多根錨桿3，回填土5回填在強風(fēng)化層8、波紋鋼拱1和擋土樁2之間的圍合區(qū)域內(nèi)。

本實施方式的結(jié)構(gòu)主體包括波紋鋼拱1、擋土樁2和錨桿3組成；在土壓力較大時或路基承載力要求較高時，可增大擋土樁截面或在擋土樁2上增設(shè)錨桿3或者錨索；擋土樁可按照不同設(shè)計要求選擇，一般選用鋼筋混凝土樁，擋土樁內(nèi)部預(yù)埋型鋼11。

波紋鋼拱1可以選擇整裝和拼裝兩種不同形式，一般地基承載力要求較高、土壓力較大的邊坡可選擇整裝波紋鋼拱，其跨徑范圍一般為0.5m—2.5m，若為分片拼裝，則波紋鋼管片之間的連接采用焊接或者螺栓連接；

當(dāng)土壓力不太大時可選擇拼裝波紋鋼拱，其跨徑一般為2.0m-10.0m；最大跨徑可達(dá)到16m，對于土壓力較大的情況，跨度(即擋土樁2間距)不宜過大；

現(xiàn)場安裝時，先將波紋鋼拱1、錨桿3、型鋼11、鋼筋12安裝就位，然后進行擋土樁2的混凝土10澆筑，混凝土10強度達(dá)到設(shè)計強度的80％即可進行回填，回填土5可以是雜填土或者經(jīng)過破碎后的廢棄混凝土等回填物。

本實施方式的擋土樁2采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，擋土樁2內(nèi)部受拉側(cè)(即靠近填土5一側(cè))預(yù)埋型鋼。

本實施方式的波紋鋼拱1端部通過法蘭或者螺栓9進行連接，且內(nèi)嵌入擋土樁2中。

本實施方式的支護結(jié)構(gòu)在承載力要求較高的區(qū)域可以使用錨桿3或者錨索進行加固。

本實施方式的回填土5可以為雜填土、破碎的廢棄混凝土等回填物，回填后進行夯實。

本實施方式的支護結(jié)構(gòu)在波紋鋼拱1底部設(shè)有滲水通道，并經(jīng)過嚴(yán)格夯實或者澆筑混凝土。

具體實施方式二：結(jié)合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式的擋土樁2包括混凝土10、型鋼11和鋼筋12，型鋼11安裝在墊層4上，鋼筋12安裝在型鋼11內(nèi)，混凝土10灌裝在型鋼11內(nèi)。結(jié)構(gòu)簡單，易于成型，而且結(jié)構(gòu)強度高。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：結(jié)合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式的多個擋土樁2的橫截面積由下至上依次漸縮。如此設(shè)置，能根據(jù)實際受力合理設(shè)計，節(jié)省造價。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式一或二相同。

具體實施方式四：結(jié)合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式的多個擋土樁2的橫截面形狀為矩形、梯形或扇形。如此設(shè)置，在滿足實際需要的同時，降低成本。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式三相同。

本實施方式的擋土樁一般選用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，且考慮經(jīng)濟性，一般將擋土樁做成變截面形式，要求其縱截面呈梯形；

具體實施方式五：結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式的型鋼11腹板與波紋鋼拱1平齊，型鋼11翼緣板與波紋鋼拱1的波谷通過螺栓9連接。如此設(shè)置，可保證連接安全穩(wěn)固，防止波紋鋼拱1在澆筑混凝土10時晃動。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式一、二、三或四相同。

具體實施方式六：結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式的波紋鋼拱1為跨度2-16m的拼裝波紋鋼拱或整拱。如此設(shè)置，可根據(jù)樁間距自由選擇鋼拱的跨度。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式一、二、三、四或五相同。

具體實施方式七：結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式的波紋鋼拱1外側(cè)壁上鍍上永久性防腐蝕鋅層或合金。如此設(shè)置，最高使用年限超過100年。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式六相同。

具體實施方式八：結(jié)合圖2至圖3說明本實施方式，本實施方式的型鋼11為焊接h型鋼、熱軋工字鋼或冷彎槽鋼，如此設(shè)置，留有連接槽，方便波紋鋼拱端部的定位和作為連接骨架。其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式七相同。

具體實施方式九：本實施方式的波紋鋼拱之間的連接通過預(yù)埋在擋土樁內(nèi)的型鋼進行連接完成，連接形式可以采用螺栓連接，也可以采用焊縫連接，如此設(shè)置，保證澆筑混凝土10時波紋鋼拱1不發(fā)生錯位，其它組成和連接關(guān)系與具體實施方式八相同。

本發(fā)明的工作過程:

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種輕鋼波紋拱擋土墻，包括若干個擋土樁2、若干片波紋鋼拱1和與擋土樁同數(shù)目的若干個型鋼11以及起連接作用的若干個螺栓9。

上述擋土樁2采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，截面由上至下逐漸增大，縱截面呈梯形；其截面尺寸可按照結(jié)構(gòu)不同需要進行設(shè)計，相鄰兩個擋土樁2之間的距離可以相等，也可以按照邊坡實際情況設(shè)計成疏密相間排列的擋土樁；擋土樁2中應(yīng)當(dāng)提前預(yù)埋型鋼11，先將波紋鋼拱1安裝就位，并同預(yù)埋的型鋼11連接穩(wěn)定后，在進行混凝土澆筑。

上述波紋鋼拱1可以按照設(shè)計需要選擇整裝或者拼裝兩種不同形式，其半徑和跨徑同樣可以按照不同強度標(biāo)準(zhǔn)進行選擇，在安裝波紋鋼拱1前，需要進行地基平整處理，與波紋鋼拱1接觸的地基表面需要預(yù)埋滲水結(jié)構(gòu)，并進行嚴(yán)格夯實(密實度90％以上)或者澆筑一層混凝土墊層5；保證波紋鋼拱1有足夠的承載力，波紋鋼拱1與擋土樁2的連接通過與預(yù)埋在擋土樁內(nèi)的型鋼11進行螺栓連接實現(xiàn)；

如圖1所示，當(dāng)波紋鋼拱安裝結(jié)束、擋土樁澆筑完成并獲得一定強度后，進行回填的回填土5可以是素填土、雜填土、也可以是經(jīng)過破碎后的廢棄混凝土；

如圖2所示，波紋鋼拱1通過螺栓9與預(yù)埋在擋土樁2里的型鋼11進行連接，螺栓9連接在與型鋼11緊密相貼的波谷處，可按照不同強度要求設(shè)置螺栓9的排數(shù)。