CN104389315A - 固结灌浆钻孔桩墙及其施工方法 - Google Patents

固结灌浆钻孔桩墙及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于滑坡抗滑工程的固结灌浆钻孔桩墙及其施工方法，它先在滑坡前缘保护对象前布设两排内部设有工字钢的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩的顶面需高出地面；随后在钻孔灌注桩顶部布设工字钢桁架；工字钢桁架施工完成后在工字钢桁架顶部浇筑混凝土盖板；待混凝土盖板达到设计强度后，在各排钻孔灌注桩桩间进行高压固结灌浆施工，使钻孔灌注桩和水泥浆固结体联结为一体组成钻孔桩墙。本发明不需大规模开挖、浇筑回填，施工速度快，对于处于蠕变阶段的滑坡，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠。

Description

固结灌浆钻孔桩墙及其施工方法
技术领域
本发明涉及地质灾害防治工程领域，具体地指一种用于滑坡抗滑工程的固结灌浆钻孔桩墙及其施工方法。
背景技术
我国山地丘陵面积约占国土总面积的2/3，地质灾害频发，其中滑坡是最主要的地质灾害之一。随着我国经济社会的发展，越来越多的经济活动在山区展开，这样就涉及到大量的以滑坡为主的边坡地质灾害问题。抗滑桩是滑坡治理中主要的工程措施之一，已在边坡工程中得到广泛的应用。但是抗滑桩从开始施工到产生抗滑效果往往需要数月时间，对于处于蠕变阶段的滑坡，尤其是应急抢险治理工程，施工期间滑坡失稳的风险极大。就滑坡厚度和推力较大的滑坡而言，单排或多排钻孔桩因桩土强度差距大，整体刚度小，空间受力不合理，不利于发挥组合桩的整体刚度和空间效应，钻孔桩可能因局部弯矩、剪力过大产生压杆失稳破坏和剪断破坏，难以满足抗滑要求。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种施工速度快、整体刚度大的固结灌浆钻孔桩墙及其施工方法。
本发明的技术方案为：一种固结灌浆钻孔桩墙，其特征在于：它包括桩体群，所述桩体群由两排等间距布置的钻孔灌注桩构成，所述钻孔灌注桩的下端进入土壤中的持力层，所述钻孔灌注桩内部插入有工字钢，所述工字钢从钻孔灌注桩底部延伸至钻孔灌注桩顶部，所述钻孔灌注桩的上端伸出地面，所述钻孔灌注桩的上端布设有工字钢桁架，所述工字钢桁架顶部浇筑有混凝土盖板；所述混凝土盖板沿竖向设有一排后续需要高压灌浆的固结灌浆孔，所述固结灌浆孔位于两排钻孔灌注桩之间。
上述方案中：
所述同一排钻孔灌注桩之间的水平间距为1.0m，两排钻孔灌注桩的排距为1.5m，各个钻孔灌注桩的桩径为150mm，钻孔灌注桩的桩长为23～25m，钻孔灌注桩的上端伸出地面的高度为0.35m。
所述工字钢桁架的桁架节点采用厚钢板和螺栓机械连接。
所述混凝土盖板的宽度为2.5m，厚度为0.6m。
所述同一排的固结灌浆孔之间的水平间距为1.0m，固结灌浆孔的孔径为150mm，固结灌浆孔孔深为17～19m。
一种基于上述的固结灌浆钻孔桩墙的施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1)、在滑坡前缘保护对象前布设两排内部设有工字钢的钻孔灌注桩，钻孔灌注桩的顶面需高出地面以保证桩顶钢桁架的连接；
2、在钻孔灌注桩顶部布设工字钢桁架；
3、工字钢桁架施工完成后在工字钢桁架顶部浇筑混凝土盖板；
4、待混凝土盖板达到设计强度后，在两排钻孔灌注桩桩间进行高压固结灌浆施工：混凝土盖板沿竖直向钻有固结灌浆孔，并自下而上采用水泥浆分段灌浆，使钻孔灌注桩和水泥浆固结体联结为一体组成钻孔桩墙；灌浆结束后采用砂浆将固结灌浆孔封孔。
步骤1中，先采用机械跟管钻进成孔，成孔完成后在孔内插入工字钢，工字钢的顶部高于地面，随后对孔进行灌注砂浆，形成钻孔灌注桩。
步骤4中，对于基岩层的土体，采用0.8MPa的灌浆压力灌注水灰比为1:1的水泥浆进行注浆；对于覆盖层采用0.5MPa的灌浆压力灌注水灰比为0.5:1的水泥浆进行注浆。
本发明采用在钻孔灌注桩内置工字钢、桩顶用钢桁架连接和桩间采用高压固结灌浆的方式，使成排的钻孔灌注桩和桩间水泥浆固结体联结为一体组成钻孔桩墙，与普通抗滑桩相比，具有如下优点：
1、不需大规模开挖、浇筑回填，施工速度快，对于处于蠕变阶段的滑坡，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠；
2、整体性好，通过桩顶的桁架连接形成类似门型桩结构，桩间高压固结灌浆减小了桩与桩间土的强度差距，发挥组合桩的整体刚度，优化空间效应使其受力更加合理，有较大的侧向刚度，不会因局部弯矩、剪力过大产生压杆失稳破坏和剪断破坏，不但能抵抗较大滑坡推力而且由于弯矩、剪力得到有效减小从而降低了工程造价。
附图说明
图1是本发明的固结灌浆钻孔桩墙的结构俯视图；
图2是图1中1-1剖面图；
图3是图2中2-2剖面图；
图4是图2中3-3剖面图。
具体实施方式
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。
参考图1，本实施例的一种固结灌浆钻孔桩墙，它包括作为施工承载基础的桩体群，该桩体群由两排等间距布置的钻孔灌注桩1构成，钻孔灌注桩1的下端进入土壤中的持力层，钻孔灌注桩1内部插入有工字钢5，工字钢5从钻孔灌注桩1底部延伸至钻孔灌注桩1顶部，钻孔灌注桩1的上端伸出地面6，钻孔灌注桩1的上端布设有工字钢桁架3，工字钢桁架3顶部浇筑有混凝土盖板4；混凝土盖板4沿竖直向设有一排后续需要注浆封孔的固结灌浆孔2，固结灌浆孔2分别位于两排钻孔灌注桩1之间。两排内插工字钢5形成的钻孔灌注桩1与桩顶钢桁架3连接形成类似门型桩结构，提高了钻孔桩墙整体刚度并使空间受力更加合理，钻孔灌注桩1的弯矩、剪力得到有效减小，从而降低了造价。另外，通过固结灌浆孔2对钻孔灌注桩1之间的土体进行高压注浆，使钻孔灌注桩1和注入的水泥浆固结体联结为一体组成钻孔桩墙，可减小钻孔灌注桩1土间强度差距，使钻孔灌注桩1和桩间土共同作用，避免了钻孔灌注桩1可能因局部弯矩、剪力过大产生压杆失稳破坏和剪断破坏等现象。
上述固结灌浆钻孔桩墙中：同一排钻孔灌注桩1之间的水平间距为1.0m，两排钻孔灌注桩1的距离为1.5m，各个钻孔灌注桩1的桩径为150mm，钻孔灌注桩1的桩长为23～25m，钻孔灌注桩1的上端伸出地面6的高度为0.35m；而工字钢桁架3的桁架节点采用厚钢板和螺栓机械连接；混凝土盖板4的宽度为2.5m，厚度为0.6m；而同一排的固结灌浆孔之间的水平间距为1.0m，固结灌浆孔的孔径为150mm，固结灌浆孔孔深为17～19m。
上述固结灌浆钻孔桩墙的施工方法为：
1)、在滑坡前缘保护对象前布设两排钻孔灌注桩1，水平间距1.0m，排距1.5m，桩径150mm，桩长23～25m，钻孔灌注桩1采用机械跟管钻进成孔，成孔完成后在套管内插入10号热轧普通工字钢5，工字钢5伸出地面0.35m，并灌注M30砂浆，以形成钻孔灌注桩1；钻孔应采取可靠的防斜措施，保证孔向准确，孔底偏差值不得大于1.0％。钻孔灌注桩1终孔后孔底残留岩芯和沉淀物不应超过20cm；
2)、在钻孔灌注桩桩1顶布设由10号热轧普通工字钢组成的工字钢桁架3，桁架节点采用10mm厚钢板和M20螺栓机械连接；工字钢及钢板螺栓孔的直径允许偏差为0～1.0mm，圆度允许偏差为2.0mm，孔距允许偏差为±1.0mm，当螺栓孔的偏差超过上述允许值时，允许采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新制孔，严禁采用钢块填塞；
3)、工字钢桁架3施工完成后在其顶部浇筑宽2.5m，厚0.6m的混凝土盖板4。
4)、待混凝土盖板4达到设计强度后，在两排钻孔灌注桩1桩间进行高压固结灌浆施工：混凝土盖板4沿竖直向钻有一排固结灌浆孔2，固结灌浆孔2的水平间距1.0m，孔径150mm，固结灌浆孔2孔深17～19m，并自下而上采用水泥浆分段灌浆，使钻孔灌注桩1和水泥浆固结体联结为一体组成钻孔桩墙；对于基岩层的土体，采用0.8MPa的灌浆压力灌注水灰比为1:1的水泥浆进行注浆；对于覆盖层采用0.5MPa的灌浆压力灌注水灰比为0.5:1的水泥浆进行注浆；灌浆结束后，将灌浆管插入固结灌浆孔2孔底，压入M30砂浆将固结灌浆孔2封孔。
本实例的有点在于：
1、首先解决了应急抢险工程短时间内对滑坡及拟建建筑物支护的问题，满足了抗滑工程的要求，与普通抗滑桩相比，缩短了工期，为下一步滑坡抗滑工程的开展赢得时间；
2、采用两排钻孔灌注桩1及桩顶钢桁架形成类似门型桩结构，不但具有较大的侧向刚度，有效的限制支护结构的变形，而且能承受较大的滑坡推力，空间受力更加合理，弯矩、剪力得到有效减小，从而降低工程造价；
3、紧邻挡土侧排钻孔灌注桩1在滑坡推力作用下主要抗拉，其余的钻孔灌注桩主要抗压，通过在钻孔灌注桩桩间高压固结灌浆形成水泥浆固结体，减小了钻孔桩与桩间土强度差距，不但增大钻孔灌注桩、钢桁架和水泥浆固结体的整体刚度，而且使两排钻孔灌注桩不至在滑坡推力作用下产生压杆失稳破坏和剪断破坏。

Claims (8)

1.一种固结灌浆钻孔桩墙，其特征在于：它包括桩体群，所述桩体群由两排等间距布置的钻孔灌注桩(1)构成，所述钻孔灌注桩(1)的下端进入土壤中的持力层，所述钻孔灌注桩(1)内部插入有工字钢(5)，所述工字钢(5)从钻孔灌注桩(1)底部延伸至钻孔灌注桩(1)顶部，所述钻孔灌注桩(1)的上端伸出地面(6)，所述钻孔灌注桩(1)的上端布设有工字钢桁架(3)，所述工字钢桁架(3)顶部浇筑有混凝土盖板(4)；所述混凝土盖板(4)沿竖直向设有一排后续需要高压注浆的固结灌浆孔(2)，所述固结灌浆孔(2)位于相邻的两排钻孔灌注桩(1)之间。
2.根据权利要求1所述的固结灌浆钻孔桩墙，其特征在于：所述同一排钻孔灌注桩(1)之间的水平间距为1.0m，两排钻孔灌注桩(1)间的距离为1.5m，各个钻孔灌注桩(1)的桩径为150mm，钻孔灌注桩(1)的桩长为23～25m，钻孔灌注桩(1)的上端伸出地面(6)的高度为0.35m。
3.根据权利要求1所述的固结灌浆钻孔桩墙，其特征在于：所述工字钢桁架(3)的桁架节点采用厚钢板和螺栓机械连接。
4.根据权利要求1所述的固结灌浆钻孔桩墙，其特征在于：所述混凝土盖板(4)的宽度为2.5m，厚度为0.6m。
5.根据权利要求1所述的固结灌浆钻孔桩墙，其特征在于：所述同一排的固结灌浆孔之间的水平间距为1.0m，固结灌浆孔的孔径为150mm，固结灌浆孔孔深为17～19m。
6.一种基于权利要求1所述的固结灌浆钻孔桩墙的施工方法，其特征在于，它包括以下步骤：
1)、在滑坡前缘保护对象前布设两排内部设有工字钢(5)的钻孔灌注桩(1)，钻孔灌注桩(1)的顶面需高出地面(6)；
2)、在钻孔灌注桩(1)顶部布设工字钢桁架(3)；
3)、工字钢桁架(3)施工完成后在工字钢桁架(3)顶部浇筑混凝土盖板(4)；
4)、待混凝土盖板(4)达到设计强度后，在各排钻孔灌注桩(1)桩间进行高压固结灌浆施工：混凝土盖板(4)沿竖直向钻有固结灌浆孔(2)，并自下而上采用水泥浆分段灌浆，使钻孔灌注桩(1)和水泥浆固结体联结为一体组成钻孔桩墙；灌浆结束后采用砂浆将固结灌浆孔(2)封孔。
7.根据权利要求5所述的固结灌浆钻孔桩墙的施工方法，其特征在于：步骤1)中，先采用机械跟管钻进成孔，成孔完成后在孔内插入工字钢(5)，工字钢(5)的顶部高于地面，随后对孔进行灌注砂浆，形成钻孔灌注桩(1)。
8.根据权利要求5所述的固结灌浆钻孔桩墙的施工方法，其特征在于：步骤4)中，对于基岩层的土体，采用0.8MPa的灌浆压力灌注水灰比为1:1的水泥浆进行注浆；对于覆盖层采用0.5MPa的灌浆压力灌注水灰比为0.5:1的水泥浆进行注浆。
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