(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 111235992 A(43)申请公布日 2020.06.05
(21)申请号 202010187865.9(22)申请日 2020.03.17
(71)申请人 中铁二院工程集团有限责任公司
地址 610031 四川省成都市金牛区通锦路
三号(72)发明人 姚裕春 李安洪 封志军 张耀
高继涛 (74)专利代理机构 四川力久律师事务所 51221
代理人 王波(51)Int.Cl.
E01C 3/00(2006.01)E01C 3/04(2006.01)E02D 29/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
(54)发明名称
一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构及构造方法(57)摘要
本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构及构造方法，其中，加固结构包括悬臂挡墙，底面上设置有定位孔；变截面桩基础，连接于悬臂挡墙下方，桩身的顶面上设置有定位部，定位部与定位孔转动配合，定位部截面尺寸小于桩身的顶面尺寸，桩身的顶面与悬臂挡墙的底面相贴合；路堤结构，填筑在悬臂挡墙内侧。本申请的斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，变截面桩基础可以对悬臂挡墙提供竖向承载力，定位部与定位孔转动配合大大降低悬臂挡墙对变截面桩基础产生的弯矩作用，定位部与定位孔采用内嵌和穿过连接有效解决了斜坡软土地基水平变形控制难题；解决了路堤结构和软土地基的竖向不均匀沉降控制难题。
CN 111235992 ACN 111235992 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：包括，悬臂挡墙(2)，所述悬臂挡墙(2)底面上设置有定位孔(23)；变截面桩基础(1)，设置于所述悬臂挡墙(2)下方，所述变截面桩基础(1)包括桩身(11)，所述桩身(11)的顶面上设置有定位部，所述定位部与所述定位孔(23)转动配合，所述定位部截面尺寸小于所述桩身(11)的顶面尺寸，所述桩身(11)的顶面与所述悬臂挡墙(2)的底面相贴合；
路堤结构(3)，填筑在所述悬臂挡墙(2)内侧。
2.根据权利要求1所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：所述悬臂挡墙(2)具有相连接的悬臂(21)和底板(22)，所述悬臂(21)设置于所述底板(22)顶部，所述变截面桩基础(1)设置在所述底板(22)下方。
3.根据权利要求2所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：位于所述悬臂(21)下方的所述变截面桩基础(1)的定位部为柱球形结构(12)，所述柱球形结构(12)与所述定位孔(23)内嵌连接，且能够与所述定位孔(23)转动配合。
4.根据权利要求3所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：所述柱球形结构(12)的直径为所述桩身(11)的顶面直径的50％-70％。
5.根据权利要求2所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：位于所述路堤结构(3)下方的所述变截面桩基础(1)的定位部为圆柱形结构(13)，所述圆柱形结构(13)与对应的定位孔(23)转动配合。
6.根据权利要求5所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：所述定位孔(23)为通孔。
7.根据权利要求6所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：所述圆柱形结构(13)贯穿所述定位孔(23)。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：所述圆柱形结构(13)的直径为所述桩身(11)的顶面直径的50％-70％。
9.根据权利要求1-4任意一项所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，其特征在于：所述变截面桩基础(1)的底部伸入硬质岩土层(4)中。
10.一种用于形成权利要求1-9任意一项所述的斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构的构造方法，其特征在于，包含以下步骤：
S1.施工所述桩身(11)，当所述桩身(11)混凝土初凝前，在所述桩身(11)顶部植连接钢筋，立模施工所述定位部，以完成所述变截面桩基础(1)施工；
S2.对所述悬臂挡墙(2)的底板(22)进行立模浇筑，在所述底板(22)上形成定位孔(23)，使所述定位部与所述定位孔(23)能够转动配合，之后完成所述悬臂挡墙(2)施工；
S3.填筑所述路堤结构(3)。
2
CN 111235992 A
说 明 书
一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构及构造方法
1/4页
技术领域
[0001]本发明涉及岩土工程技术领域，特别涉及一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构及构造方法。
背景技术
[0002]斜坡软土地基在我国丘陵和山区广泛分布。[0003]如图1所示，斜坡软土地基条件包括硬质岩土层4和软土层5，通常情况下这种地基条件伴随的是不均匀厚度的软土分布和倾斜的岩土分界线6，这就造成了在斜坡软土地基上填筑路堤工程会出现以下问题：[0004](1)路堤填筑体高度不均匀，填筑体自身会产生不均匀压缩沉降变形；[0005](2)受不均匀填筑体影响，软土地基产生大的不均匀沉降变形；[0006](3)在上覆填筑体荷载作用下，斜坡软土地基的下方侧会产生不同于水平软土地基的较大水平变形，地基的稳定性更差；[0007](4)在软土地基上对填筑体进行收坡加固，传统的受力桩结构悬臂段高度受软土厚度影响，通常难以控制过大的水平变形；[0008](5)采用桩基础固结悬臂挡墙结构，斜坡地形使得桩基础承受的水平力推力较大，水平变形难控制，软土厚度越大，变形控制越困难，同时悬臂挡墙与桩基础固结为超静定结构，设计十分复杂，另外传递给桩基础的弯矩大，桩基础投资高。发明内容
[0009]本发明的目的在于：针对现有技术存在的在斜坡软土地基条件下，填筑体.软土地基产生大的不均匀沉降变形，稳定性差，且难以控制水平变形的问题，提供一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构及构造方法，有效地解决了路堤结构和软土地基的竖向不均匀沉降控制以及斜坡软土地基水平变形控制的难题。[0010]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：[0011]一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，包括，[0012]悬臂挡墙，所述悬臂挡墙底面上设置有定位孔；[0013]变截面桩基础，连接于所述悬臂挡墙下方，所述变截面桩基础包括桩身，所述桩身的顶面上设置有定位部，所述定位部与所述定位孔转动配合，所述定位部截面尺寸小于所述桩身的顶面尺寸，所述桩身的顶面与所述悬臂挡墙的底面相贴合；[0014]路堤结构，填筑在所述悬臂挡墙内侧。
[0015]本申请所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，通过在悬臂挡墙底部设置变截面桩基础，且变截面桩基础上的定位部截面尺寸小于所述桩身的顶面尺寸，所述桩身的顶面与所述悬臂挡墙的底面相贴合，使得变截面桩基础可以对悬臂挡墙提供竖向载力，而且，所述定位部与所述定位孔转动配合，使得悬臂挡墙与变截面桩基础之间为非固定连接，其至少有一个方向能够相对转动，大大降低悬臂挡墙对变截面桩基础产生的弯矩作用，从
3
CN 111235992 A
说 明 书
2/4页
而可以大大优化变截面桩基础的结构尺寸；所述定位部与所述定位孔转动配合,使得变截面桩基础与悬臂挡墙能够内嵌和穿过形成连接，可以为悬臂挡墙提供较大的水平抗力用以平衡路堤结构的水平土压力，有效解决了斜坡软土地基水平变形控制难题；而且设置的悬臂挡墙结构在变截面桩基础的作用下，解决了路堤结构和软土地基的竖向不均匀沉降控制难题。
[0016]上述方案中，变截面桩基础的变截面指桩身与定位部之间的变截面。[0017]优选地，所述悬臂挡墙具有相连接的悬臂和底板，所述悬臂设置于所述底板顶部，所述变截面桩基础设置在所述底板下方。[0018]优选地，位于所述悬臂下方的所述变截面桩基础的定位部为柱球形结构，所述柱球形结构与所述定位孔内嵌连接，且能够与所述定位孔转动配合。[0019]将所述柱球形结构与所述定位孔内嵌连接，且所述柱球形结构能够与所述定位孔转动配合，从而使得悬臂挡墙与变截面桩基础之间为非固定连接，其至少有一个方向能够相对转动，大大降低悬臂挡墙对变截面桩基础产生的弯矩作用，从而可以大大优化变截面桩基础的结构尺寸。[0020]上述方案中，柱球形结构为下端为圆柱体，上端为半球形的结构。[0021]优选地，所述柱球形结构的直径为所述桩身的顶面直径的50％-70％。在保证柱球形结构的强度的条件下，使得变截面桩基础更好地对悬臂挡墙提供竖向载力。[0022]优选地，位于所述路堤结构下方的所述变截面桩基础的定位部为圆柱形结构，所述圆柱形结构与对应的定位孔转动配合。从而使得悬臂挡墙与变截面桩基础之间为非固定连接，其至少有一个方向能够相对转动，大大降低悬臂挡墙对变截面桩基础产生的弯矩作用，从而可以大大优化变截面桩基础的结构尺寸。[0023]优选地，所述定位孔为通孔。使定位孔更好地施工。[0024]优选地，所述圆柱形结构贯穿所述定位孔。[0025]优选地，所述圆柱形结构的直径为所述桩身的顶面直径的50％-70％。[0026]在保证圆柱形结构的强度的条件下，使得变截面桩基础更好地对悬臂挡墙提供竖向载力。
[0027]优选地，所述变截面桩基础的底部伸入硬质岩土层中，硬质岩土层持力特性好，使得所述变截面桩基础自身的沉降更小，从而更好地控制了路堤结构和软土地基的竖向不均匀沉降。
[0028]本发明还公开了一种用于形成所述斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构的构造方法，包含以下步骤：
[0029]S1.施工所述桩身，当所述桩身混凝土初凝前，在所述桩身顶部植连接钢筋，立模施工所述定位部，以完成所述变截面桩基础施工；[0030]S2.对所述悬臂挡墙的底板进行立模浇筑，在所述底板上形成定位孔，使所述定位部与所述定位孔能够转动配合，之后完成所述悬臂挡墙施工；[0031]S3.填筑所述路堤结构。
[0032]本发明所述的一种构造方法，由于变截面桩基础顶部的定位部与悬臂挡墙的底板采取非连接形式的分步施工，从而实现了两种结构的非固定连接(至少能沿一个方向相互转动配合)；把变截面桩基础顶部的定位部设置成柱球形和圆柱形结构，可以实现定位部与
4
CN 111235992 A
说 明 书
3/4页
悬臂挡墙底板之间形成类似铰接固定；同时定位部与悬臂挡墙底板间采用内嵌和穿过形成连接，可以使变截面桩基础为悬臂挡墙提供侧向约束受力以抵抗路堤结构对悬臂挡墙产生的水平土压力。该构造方法具有结构施工快速、简便、质量易控、环保，并利于推广等特点。[0033]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0034]1.本申请的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，通过变截面桩基础上的定位部截面尺寸小于所述桩身的顶面尺寸，所述桩身的顶面与所述悬臂挡墙的底面相贴合，使得变截面桩基础可以对悬臂挡墙提供竖向载力，所述定位部与所述定位孔转动配合，大大降低悬臂挡墙对变截面桩基础产生的弯矩作用，从而可以大大优化变截面桩基础的结构尺寸；变截面桩基础与悬臂挡墙能够内嵌和穿过形成连接，有效解决了斜坡软土地基水平变形控制难题；而且设置的悬臂挡墙结构在变截面桩基础的作用下，解决了路堤结构和软土地基的竖向不均匀沉降控制难题。
[0035]2.本申请的一种用于形成所述斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构的构造方法，由于变截面桩基础顶部的定位部与悬臂挡墙的底板采取非连接形式的分步施工，从而实现了两种结构的非固定连接(至少能沿一个方向相互转动配合)；把变截面桩基础顶部的定位部设置成柱球形和圆柱形结构，可以实现定位部与悬臂挡墙底板之间形成类似铰接固定；同时定位部与悬臂挡墙底板间采用内嵌和穿过形成连接，可以使变截面桩基础为悬臂挡墙提供侧向约束受力以抵抗路堤结构对悬臂挡墙产生的水平土压力。该构造方法具有结构施工快速、简便、质量易控、环保，并利于推广等特点。附图说明
[0036]图1为现有技术中斜坡软土地基条件断面示意图；
[0037]图2为本发明一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构的断面示意图；[0038]图3为本发明的图2中的A处放大示意图；[0039]图4为本发明的图2中的B处放大示意图；[0040]图5为本发明的悬臂挡墙结构的断面示意图。[0041]图中标记：1-变截面桩基础，11-桩身，12-柱球形结构，13-圆柱形结构，2-悬臂挡墙，21-悬臂，22-底板，23-定位孔，3-路堤结构，4-硬质岩土层，5-软土层，6-岩土分界线。具体实施方式
[0042]下面结合附图，对本发明作详细的说明。
[0043]为了使本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0044]实施例1
[0045]如图2-5所示，本实施例所述的一种斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构，包括：[0046]变截面桩基础1，间隔设置在地基岩土体中，穿过软土层5，底部进入硬质岩土层4一定深度；
[0047]悬臂挡墙2，设置在平整后的地基土上，底板与变截面桩基础1顶部的变截面柱球形结构12和圆柱形结构13铰连接固定，所述悬臂挡墙2的悬臂挡墙2的底板22设置有定位孔
5
CN 111235992 A
说 明 书
4/4页
23，柱球形结构12和圆柱形结构13分别与对应的定位孔23转动配合；[0048]路堤结构3，分层填筑在悬臂挡墙2内侧。
[0049]所述变截面桩基础1为钢筋混凝土钻孔灌注桩结构，外侧变截面桩基础1设置在悬臂挡墙2的悬臂21下方，其顶部变截面为柱球形结构12，与悬臂挡墙2的底板22内嵌相接；内侧变截面桩基础1根据悬臂挡墙2底板设计宽度选择设置排数，其顶部变截面为圆柱形结构13，穿过悬臂挡墙2的底板22相接；柱球形结构12和圆柱形结构13直径为变截面桩基础1的桩身11直径的50-70％左右。[0050]本实施例的有益效果：通过在悬臂挡墙2底部设置带柱球形结构12和圆柱形结构13的变截面桩基础1顶部结构，可以对悬臂挡墙2提供竖向承载力，悬臂挡墙2与变截面桩基础1为非固定连接，悬臂挡墙2不会对变截面桩基础1产生弯矩作用，或产生的弯矩很小，从而变截面桩基础结1构尺寸可以大大优化；变截面桩基础1与悬臂挡墙2采用内嵌和穿过连接，可以为悬臂挡墙2提供较大的水平抗力用以平衡路堤结构3的水平土压力，有效解决了斜坡软土地基水平变形控制难题；设置的悬臂挡墙2结构在变截面桩基础1的作用下，解决了路堤结构3和软土层5的竖向不均匀沉降控制难题。[0051]实施例2
[0052]如图2-5所示，本实施例所述的用于形成如实施例1所述的斜坡软土地基悬臂挡墙加固结构的构造方法，包含如下步骤：[0053]A、整平场地，变截面桩基础1平面定位，施工变截面桩基础1的桩身11；[0054]B、变截面桩基础1的桩身11混凝土初凝前，在桩身11顶部植连接钢筋，立模施工上部变截面部分的柱球形结构12和圆柱形结构13；[0055]C、变截面桩基础1混凝土达到设计强度后，立模施工悬臂挡墙2底板结构钢筋混凝土；
[0056]D、悬臂挡墙2底板结构混凝土初凝前，施工悬臂挡墙2的悬臂钢筋混凝土；[0057]E、悬臂挡墙2混凝土达到设计强度后，分层填筑路堤结构3。
[0058]上述构造方法中,由于变截面桩基础顶部的定位部已施工完成，故悬臂挡墙的底板可以直接立模浇筑，并自动与变截面桩基础顶部的定位部形成连接,且至少能够绕一个方向转动配合。
[0059]本发明的有益效果是，通过在悬臂挡墙2底部设置带柱球形结构12和圆柱形结构13的变截面桩基础1顶部结构，可以对悬臂挡墙2提供竖向承载力，悬臂挡墙2与变截面桩基础1为铰接固定，悬臂挡墙2不会对变截面桩基础1产生弯矩作用，或产生的弯矩很小，从而变截面桩基础结1构尺寸可以大大优化；变截面桩基础1与悬臂挡墙2采用内嵌和穿过连接，可以为悬臂挡墙2提供较大的水平抗力用以平衡路堤结构3的水平土压力，有效解决了斜坡软土地基水平变形控制难题；设置的悬臂挡墙2结构在变截面桩基础1的作用下，解决了路堤结构3和软土层5的竖向不均匀沉降控制难题。提出的构造方法保证了变截面桩基础1与悬臂挡墙2的铰接固定功能，具有结构施工快速、简便、质量易控、环保，并利于推广等特点。[0060]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改.等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
6
CN 111235992 A
说 明 书 附 图
1/3页
图1
图2
7
CN 111235992 A
说 明 书 附 图
2/3页
图3
图4
8
CN 111235992 A
说 明 书 附 图
3/3页
图5
9
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容