CN106337423B - 一种抗力增强型加固结构及其施工方法 - Google Patents

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Abstract

一种抗力增强型加固结构及其施工方法，通过增强加固桩锚固段受力及变形关键位置的天然地基抗力或增大有效受力接触面积，来实现减小加固桩截面和桩长，从而节约工程投资以及减小加固桩施工安全风险，同时满足加固安全需求。在结构上包括沿线路延伸方向间隔设置的加固桩，以及分节设置在加固桩开挖桩井四周的护壁。所述加固桩底部靠山侧设置有呈放射状布设的注浆锚杆，加固桩外侧的开挖面地基以下埋设抗力板。

Description

一种抗力增强型加固结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及岩土工程，特别涉及土质、极软岩以及破碎岩石加固桩支挡结构及其施工方法。
背景技术
山区道路修建过程中会遇到大量的陡边坡，当在陡边坡上开挖形成路堑工程时，为了有效降低开挖边坡的高度，在工程中设置了大量的加固桩来解决此问题，但是当陡边坡地基为土质、破碎基岩以及为极软岩时，由于边坡地基的侧向抗力较低，传统的锚索桩结构难以使用，通常需要设置大截面、深长加固桩才能满足工程需要的安全系数，大截面、深长加固桩的桩井开挖困难，施工安全隐患十分突出，此外工程投资也非常高昂，故针对这种地基侧向抗力较小的土质、破碎岩石以及极软岩深路堑开挖加固，迫切需要一种新的措施来解决此问题，且应具有经济、施工方便、安全、环保等特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗力增强型加固结构，通过增强加固桩锚固段受力及变形关键位置的天然地基抗力或增大有效受力接触面积，来实现减小加固桩截面和桩长，从而节约工程投资以及减小加固桩施工安全风险，同时满足加固安全需求。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案如下：
一种抗力增强型加固结构，包括沿线路延伸方向间隔设置的加固桩，以及分节设置在加固桩开挖桩井四周的护壁，其特征是：所述加固桩底部靠山侧设置有呈放射状布设的注浆锚杆，加固桩外侧的开挖面地基以下埋设抗力板。
本发明所要解决的另一技术问题是提供上述一种抗力增强型加固结构的施工方法，该方法包括如下步骤：
1)边坡上加固桩平面位置定位；
2)从地面开始向下开挖加固桩第一节桩井，及时立模浇筑第一节护壁；
3)待第一节护壁达到设计强度的90％以后，开挖第二节加固桩桩井，并及时立模浇筑第二节护壁；
4)重复步骤2)和步骤3)步至加固桩桩底高程位置；
5)在桩井底部靠山侧从护壁由内向外采用钻机钻成放射状的钻孔，并在钻孔中分节插入短锚杆，通过焊接使锚杆达到设计长度；
6)重复步骤5)，形成桩井的所有锚杆钻孔并插入锚杆；
7)分别对每个锚杆的钻孔进行高压注浆；
8)绑扎加固桩的钢筋笼并放入桩井中，锚杆外侧出露部分与加固桩内侧主钢筋连接；
9)在桩井中浇筑钢筋混凝土加固桩；
10)待加固桩达到设计强度的90％以后，开挖桩前路堑岩土体至路堑面高程；
11)施工加固桩之间的防护工程；
12)在加固桩外侧机械开挖形成抗力板施工槽体；
13)在施工槽体中及时采用钢筋混凝土浇筑抗力板。
本发明的有益效果是,采用加固桩底部靠山侧设置放射状的注浆锚杆，可以使软弱地基形成梯形状的增强体，不但使软弱地基抗力增加，而且增大了软弱地基与加固桩产生的有效接触面积，从而可以有效减小加固桩向靠山侧发生的变形；采用在加固桩开挖路堑高程面外软弱地基中设置抗力板，通过抗力板与软弱地基的接触面积增大，为加固桩提供更大的地基抗力，从而大大减小加固桩向山体外侧的变形；通过在加固桩桩底、加固桩与路堑开挖面高程位置设置增强地基抗力措施，可以使加固桩受力及变形得到最佳的控制，加固桩能得到最佳的优化；通过局部关键位置设置注浆锚杆、抗力板，避免了传统的加固桩通过增大桩截面和桩长来增加与软弱地基的有效接触面积以实现加固桩受力及变形控制要求，故可以节约加固桩工程投资；注浆锚杆、抗力板可采用小型机械施工，避免了大截面深长桩的开挖，规避了高风险施工，并大大节约工程投资。
附图说明
本说明书包括如下五幅附图：
图1是本发明一种抗力增强型加固结构的断面示意图。
图2是本发明一种抗力增强型加固结构的正面示意图。
图3是本发明一种抗力增强型加固结构的注浆锚杆与加固桩连接示意图。
图4是现有加固结构的作用机理示意图。
图5是本发明一种抗力增强型加固结构的作用机理示意图。
图中示出构件名称及所对应的标记：加固桩1、护壁2、注浆锚杆3、抗力板4。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
参照图1、图2和图3，本发明一种抗力增强型加固结构，包括沿线路延伸方向间隔设置的加固桩1，以及分节设置在加固桩1开挖桩井四周的护壁2。所述加固桩1底部靠山侧设置有呈放射状布设的注浆锚杆3，加固桩1外侧的开挖面地基以下埋设抗力板4。以加固桩1作为路堑的收坡加固受力结构，护壁2作为加固桩1开挖桩井的保护结构，用注浆锚杆3增大加固桩1在桩底的侧向抗力和有效接触面积，用抗力板3与地基形成的较大接触面增大加固桩1在开挖面处的侧向抗力。
参照图3，所述注浆锚杆3的外端穿过护壁2与加固桩1内侧主钢筋固定连接。所述注浆锚杆3一般采用Ф32螺纹钢筋钻孔注浆埋入，长度不小于4m，四周形成向外的扩散角。
参照图1，所述抗力板4采用钢筋混凝土浇筑，宽度一般不小于加固桩1接触截面宽度的两倍，高度一般1-2m，厚度一般不小于0.3m。所述护壁2采用钢筋混凝土立模浇筑，每节高度一般不大于2m，厚度不小于0.2m。
参照图1，本发明一种抗力增强型加固结构的施工方法，包括如下步骤：
1)边坡上加固桩1平面位置定位；
2)从地面开始向下开挖加固桩1第一节桩井，及时立模浇筑第一节护壁2；
3)待第一节护壁2达到设计强度的90％以后，开挖第二节加固桩1桩井，并及时立模浇筑第二节护壁2；
4)重复步骤2)和步骤3)步至加固桩1桩底高程位置；
5)在桩井底部靠山侧从护壁2由内向外采用钻机钻成放射状的钻孔，并在钻孔中分节插入短锚杆，通过焊接使锚杆3达到设计长度；
6)重复步骤5)，形成桩井的所有锚杆钻孔并插入锚杆3；
7)分别对每个锚杆3的钻孔进行高压注浆；
8)绑扎加固桩1的钢筋笼并放入桩井中，锚杆3外侧出露部分与加固桩1内侧主钢筋连接；
9)在桩井中浇筑钢筋混凝土加固桩1；
10)待加固桩1达到设计强度的90％以后，开挖桩前路堑岩土体至路堑面高程；
11)施工加固桩1之间的防护工程；
12)在加固桩1外侧机械开挖形成抗力板4施工槽体；
13)在施工槽体中及时采用钢筋混凝土浇筑抗力板4。
参照图4，图4为现有加固结构，由于地基岩土体较差，所具有的抗力强度较低，能提供给加固桩1的侧向约束力F1和F2均较小，从而需要加大加固桩1的桩长和桩截面来实现增加抗力，其工程投资较大。
参照图5，图5为本发明的加固结构，采用加固桩1底部靠山侧设置放射状的注浆锚杆3，可以使软弱地基形成梯形状的增强体，不但使软弱地基抗力增加，而且增大了软弱地基与加固桩1产生的有效接触面积，从而得到较大的地基抗力F1’；采用在加固桩1开挖路堑高程面外软弱地基中设置抗力板4，通过抗力板4与软弱地基的接触面积增大，为加固桩1提供更大的地基抗力F2’；由于加固桩1在关键受力位置具有较大的抗力F’和F2’，故加固1可以采用较小的桩长和桩截面满足工程需求，达到节约工程投资的目的。
以上所述只是用图解说明本发明一种抗力增强型加固结构及其施工方法的一些原理,并非是要将本发明局限在所示和所述的具体结构和施工方法适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

Claims (7)

1.一种抗力增强型加固结构，包括沿线路延伸方向间隔设置的加固桩(1)，以及分节设置在加固桩(1)开挖桩井四周有护壁(2)，其特征是：所述加固桩(1)底部靠山侧设置有呈放射状布设的注浆锚杆(3)，加固桩(1)外侧的开挖面地基以下埋设抗力板(4)。
2.如权利要求1所述的一种抗力增强型加固结构，其特征是：所述注浆锚杆(3)的外端穿过护壁(2)与加固桩(1)内侧主钢筋固定连接。
3.如权利要求2所述的一种抗力增强型加固结构，其特征是：所述注浆锚杆(3)采用Ф32螺纹钢筋钻孔注浆埋入，长度不小于4m，四周形成向外的扩散角。
4.如权利要求1所述的一种抗力增强型加固结构，其特征是：所述抗力板(4)采用钢筋混凝土浇筑，宽度不小于加固桩(1)接触截面宽度的两倍，高度1-2m，厚度不小于0.3m。
5.如权利要求1所述的一种抗力增强型加固结构，其特征是：所述护壁(2)采用钢筋混凝土立模浇筑，每节高度不大于2m，厚度不小于0.2m。
6.如权利要求1至5任意一项所述一种抗力增强型加固结构的施工方法，包括如下步骤：
1)边坡上加固桩(1)平面位置定位；
2)从地面开始向下开挖加固桩(1)第一节桩井，及时立模浇筑第一节护壁(2)；
3)待第一节护壁(2)达到设计强度的90％以后，开挖第二节加固桩(1)桩井，并及时立模浇筑第二节护壁(2)；
4)重复步骤2)和步骤3)步至加固桩(1)桩底高程位置；
5)在桩井底部靠山侧从护壁(2)由内向外采用钻机钻成放射状的钻孔，并在钻孔中分节插入短锚杆，通过焊接使锚杆(3)达到设计长度；
6)重复步骤5)，形成桩井的所有锚杆钻孔并插入锚杆(3)；
7)分别对每个锚杆(3)的钻孔进行高压注浆；
8)绑扎加固桩(1)的钢筋笼并放入桩井中，锚杆(3)外侧出露部分与加固桩(1)内侧主钢筋连接；
9)在桩井中浇筑钢筋混凝土加固桩(1)；
10)待加固桩(1)达到设计强度的90％以后，开挖桩前路堑岩土体至路堑面高程；
11)施工加固桩(1)之间的防护工程；
12)在加固桩(1)外侧机械开挖形成抗力板(4)施工槽体；
13)在施工槽体中及时采用钢筋混凝土浇筑抗力板(4)。
7.如权利要求6所述一种抗力增强型加固结构的施工方法，其特征是：所述施工槽体沿线路纵向间隔开挖。
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