CN108343077A - 一种微型抗滑桩组合结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微型抗滑桩组合结构及其施工方法，包括灌注桩群和桩帽，所述灌注桩群由若干根灌注桩构成矩形阵分布，每根灌注桩分别位于通过履带钻机形成的钻孔中，在桩身中心位置贯穿由三根钢筋焊接而成的钢筋束，沿竖直方向设置与钢筋束外面焊接在一起的支架，钢筋束外面还通过钢丝绑扎有注浆管；分别在每根灌注桩顶面的钢筋束外伸部分上绑扎有联接钢筋，通过混凝土浇筑而成的矩形板式桩帽和灌注桩群的桩顶连接为一体，固定灌注桩群。本发明将所有单个微型桩联结成为一个整体，极大的提高了微型桩组合结构的整体稳定性；适应复杂地质条件及抗震性能强的特点，能够实现快速整治中小型滑坡和边坡，适用范围宽广。

Description

一种微型抗滑桩组合结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种微型抗滑桩组合结构，尤其涉及一种用于中小型滑坡和边坡安全快速整治工程中的微型抗滑桩组合结构，还涉及该微型抗滑桩的施工方法。

背景技术

随着国家基础设施建设步伐的加快，大量的水利水电、交通、铁路等大型基础设施建设、运营过程中都遇到了大量的滑坡和边坡问题。在这些滑坡和边坡问题中，病害边坡的雨季抢险及滑坡变形引起的线路保通等由于存在工期紧、施工场地受限等特点，往往成为治理工程的难点。对于滑坡和边坡的治理加固方法，国内外工程技术人员经过数十年的不断深入研究，提出了很多新方法，并在各种滑坡和边坡中得到了成功的运用，如重力式挡±墙、抗滑桩等大型支挡结构一直用于治理大型滑坡灾害，且其治理效果较好，但其具有截面大、圬工数量多、施工进度缓慢、造价高、易破坏环境等缺点，导致其在处理中小型滑坡和边坡上的局限性较为明显。对于中小型滑坡和边坡，尤其涉及需进行快速整治的中小型滑坡和边坡，采用传统的常规治理措施无法达到快速治理和及时抢险的要求。因此为实现快速、有效、经济地对中小型滑坡和边坡灾害进行抢险，在优化既有滑坡和边坡加固技术的基础上，研究一种施工快捷、机械化程度高的滑坡和边坡加固新技术迫在眉睫。故而微型桩加固技术随之产生。

微型桩的应用历史已经有许多年，作为一门传统的工程技术，已有一些微型桩组合结构的报导，它们应用范围各有特点和侧重。但是在具体应用过程中由于受限于各类工程的地质条件、场地条件及环境条件等，导致了不同微型桩组合结构在使用过程中或多或少均存在局限性，例如专利CN201148621Y公开了微型桩组合结构，其适用于牵引式滑坡，对于推移式滑坡应用具有局限性；专利CN205530304U公开了一种竖直布置的微型桩，其结构形式及适用范围受限于其布置角度；专利CN103882858A公开了直径300mm微型桩施工方法，其只针对直径300mm微型桩施工方法进行了详细阐述，但对于其他直径的微型桩施工方法并未涉及，导致其应用也具有一定的局限性。由此可见，相关的微型抗滑桩组合结构及微型抗滑桩施工的方法有待于更进一步改进。

发明内容

针对上述存在的不足，本发明提供一种微型抗滑桩组合结构及其施工方法，能够更有效的应用在治理水利水电、交通、铁路等大型基础设施建设、运营过程中遇到的大量中小型滑坡和边坡，提供的这种微型桩组合结构的施工方法具有需要施工场地小、沉降量小、承载力高和施工噪声小等优点，能够快速、有效、经济地对中小型滑坡和边坡灾害进行处理。

本发明通过如下技术方案实现：

一种微型抗滑桩组合结构，包括灌注桩群和桩帽，所述灌注桩群由若干根灌注桩构成，呈矩形阵分布，该矩形阵的布置尺寸横向N与纵向M应为N≥M；所述灌注桩群的每根灌注桩分别位于通过履带钻机形成的钻孔中，在每根灌注桩的桩身中心位置贯穿由三根钢筋焊接而成的钢筋束，沿竖直方向每隔1.5m设置一组与钢筋束外面焊接在一起的支架，每组支架由三根在同一平面上相互呈120°间隔分布的直杆构成，钢筋束外面还通过钢丝绑扎有注浆管；分别在每根灌注桩顶面的钢筋束外伸部分上绑扎有联接钢筋，通过混凝土浇筑而成的矩形板式桩帽和灌注桩群的桩顶连接为一体，固定灌注桩群。

进一步地，所述灌注桩群由十二根直径150mm的灌注桩构成矩形阵，该矩形阵横向分四排布置，每排三根，间距50cm，两侧预留25cm的混凝土保护层；纵向上分三排布置，每排四根，间距55cm，两侧预留25cm的混凝土保护层。

进一步地，所述桩帽的层厚度为0.5m，在桩帽下部采用C15砼设置一层厚0.1m的垫层；所述灌注桩的钢筋束伸入桩帽3-5cm并与其中的联接钢筋绑扎相连。

进一步地，所述钻孔深度应≥灌注桩的桩长15cm，桩孔位置平面误差不得大于5cm，倾角误差不得大于1°。

进一步地，所述联接钢筋中部位置与钢筋束绑扎相连。

进一步地，所述钢筋束采用直径32mm的钢筋；每组支架的直杆采用长22cm、直径6mm的钢筋。

进一步地，所述注浆用管是25mm×3mm的无缝钢管。

如上所述微型抗滑桩组合结构的施工方法，包括如下步骤：

（1）根据现行相关规范计算并确定滑坡推力；

（2）根据滑坡推力及工程地质条件确定微型抗滑桩组合结构的横纵数量，取横向N分布多于纵向M，即N≥M；

（3）把每个微型抗滑桩组合结构作为一个整体共同作用，每个微型抗滑桩组合结构作为一个柔性抗滑桩来考虑滑坡推力、极限抗力及桩后土拱平衡条件，确定每个微型抗滑桩组合结构相互的间距为3~4m；

（4）每一微型抗滑桩组合结构中，每个微型桩的钻孔与竖直方向夹角根据滑面在0°~20°之间调整角度；

（5）通过履带钻机成孔，钻孔设置于滑坡和边坡相对受力较小部位，可根据实际情况调整位置，钻孔灌注桩下端均需要穿过滑坡体滑面或潜在滑面，并位于稳定基岩中一定深度。在钻进过程中详细记录地层变化，根据钻进地质情况调整桩长，钻至深度为15~25m，经检验合格后进行清底下并插入钢筋束、焊接支架和绑扎固定注浆管；

（6）采用水灰比为0.6~1.0的水泥浆液自孔底向上第一次注浆，中途不得停浆，充填桩周破碎地层，以改善桩孔周围土体性质，注浆压力为0.6~1.0MPa；

（7）待第一次注浆浆液初凝前，采用M35水泥砂浆进行第二次注浆，注浆压力为0.6~1.0MPa，使桩体本身和桩周岩土层形成一个完整性较好的灌注桩整体，同时将插入的钢筋束和注浆管包裹起来，防止地下水的锈蚀；

（8）灌注桩群桩浇筑完毕后，分别在钢筋束上绑扎联接钢筋，采用钢筋混凝土浇筑群桩的桩帽，将所有单个微型桩联结成为一个整体，使微型桩组合结构成为一个整体结构，充分发挥群桩效应。当桩帽和钢筋有冲突时，可以酌情调整钢筋位置，不得截断钢筋。

本发明的优点或积极效果是：将所有单个微型桩联结成为一个整体，极大的提高了微型桩组合结构的整体稳定性。具有施工迅速安全、桩径小因而不干扰既有构造物正常使用、布置形式灵活、适应复杂地质条件及抗震性能强的特点。在灌注桩中插入钢筋束，能大大提高灌注桩的抗剪和抗拉能力；采用注浆管进行两次注浆，能够最大限度的将水泥浆液在压力作用下注入周周土体内，加强了对桩周土体的强度，相对增大了桩体截面积，提高了微型桩组合结构的承载力；在灌注桩群桩桩顶浇筑桩帽，总的来看，能够实现快速整治中小型滑坡和边坡，适用范围宽广。

附图说明

图1为本发明提供的微型抗滑桩组合结构平面布置示意图；

图2为图1的A-A剖面侧视图；

图3为图1的B-B剖面侧视图；

图4为灌注桩群与桩帽部分的连接示意图；

图5为钻孔中的单根灌注桩横剖面示意图；

图6为图5的C-C剖面侧视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，本实施例提出的一种微型抗滑桩组合结构，包括桩帽1和十二根灌注桩2构成的灌注桩群，十二根灌注桩2和桩帽1通过联接钢筋3连接。十二根灌注桩呈矩形阵分布，可根据实际情况适当调整矩形阵横纵数量，横向分四排布置，每排三根，间距50cm，两侧预留25cm的混凝土保护层；纵向上分三排布置，每排四根，间距55cm，两侧预留25cm的混凝土保护层。原则为横向N分布多于纵向M，横纵N×M分布，N≥M。所述桩帽尺寸为1.5m×2.15m，厚度为0.5m的矩形板，由钢筋混凝土浇筑而成，对灌注桩群起固定作用。

灌注桩群与桩帽联接钢筋3为长0.4m的钢筋，分别绑扎在灌注桩2中预留的钢筋束4上，绑扎部位位于联接钢筋3中部位置。

每根灌注桩2为钻孔5中插入的三根直径32mm钢筋焊接的钢筋束4和通过注浆管6两次注浆浇筑而成，设置于滑坡和边坡相对受力较小部位，可根据实际情况调整位置，钻孔灌注桩下端均需要穿过滑坡体滑面或潜在滑面，并位于稳定基岩中一定深度。注浆管6通过钢丝与钢筋束4绑扎在一起。

钢筋束4由三根直径32mm的钢筋焊接在一起，钢筋束4与若干组支架7通过焊接连接在一起，在竖直方向每组支架间距1.5m设置一组支架。支架7采用三根直径6mm钢筋直杆构成，每个钢筋直杆长22cm，在平面上看到每组支架用的三根钢筋直杆呈120°角度径向分布。

本实施例提供的微型抗滑桩组合结构进行施工的具体步骤如下：

（1）滑坡推力确定：根据相关规范计算；

（2）微型抗滑桩组合结构尺寸确定：根据滑坡推力及工程地质条件确定，本实施例中取横向和纵向的长度尺寸N×M= 4×3；

（3）微型抗滑桩组合结构间距确定：分析过程中假定微型抗滑桩组合结构作为一个整体共同作用，把整体结构作为一个柔性抗滑桩来考虑，由此根据滑坡推力、极限抗力及桩后土拱平衡条件确定出微型抗滑桩组合结构间距，取3~4m；

（4）布置微型桩桩孔：桩孔与竖直方向夹角根据滑面调整为0°~20°；

（5）成孔：通过履带钻机成孔，钻进过程中详细记录地层变化，可根据钻进地质情况调整桩长，钻至设计深度：根据实际滑坡稳定性检算，深度为15~25m，经检验合格后进行清底下并插入钢筋束和注浆管；注浆用管是直径及管壁厚为25mm×3mm的无缝钢管。

（6）第一次注浆：先采用水灰比为0.6~1.0的水泥浆液自孔底向上一次有压注浆，中途不得停浆，充填桩周破碎地层，以改善桩孔周围土体性质，注浆压力为0.6~1.0MPa；

（7）第二注浆：待第一次注浆浆液初凝前采用M35水泥砂浆进行第二次注浆，注浆压力为0.6~1.0MPa，使桩体本身和桩周岩土层形成一个完整性较好的灌注整体，同时更好的将插入的钢筋束和注浆钢管包裹起来，防止地下水的锈蚀；

（8）桩帽浇筑：在钻孔灌注桩群浇筑完毕后，将联接钢筋和桩身顶部的钢筋束绑扎在一起，采用钢筋混凝土浇筑群桩的桩帽，使微型桩组合结构成为一个整体结构，充分发挥群桩效应。灌注桩群桩头需伸入桩帽3-5cm，同时在桩帽下部采用C15砼设置一层厚0.1m的垫层，当桩帽、桩身钢筋有冲突时，可以酌情调整钢筋位置，不得截断钢筋。矩形板的桩帽长宽为1.5m×2.15m，厚度为0.5m。

本发明的微型抗滑桩在灌注桩群桩桩顶浇筑桩帽，将所有单个微型桩联结成为一个整体，极大的提高了微型桩组合结构的整体稳定性。本发明施工迅速、安全、桩径小、不干扰既有构造物正常使用、布置形式灵活、适应复杂地质条件及抗震性能强，能够实现快速整治中小型滑坡和边坡的目的，适用范围宽广。在灌注桩中插入钢筋束，能大大提高灌注桩的抗剪和抗拉能力；采用注浆管进行两次注浆，能够最大限度的将水泥浆液在压力作用下注入周围土体内，加强了对桩周土体的强度，相对增大了桩体截面积，提高了微型桩组合结构的承载力；总的来看，

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种微型抗滑桩组合结构，包括灌注桩群和桩帽（1），其特征在于：所述灌注桩群由若干根灌注桩（2）构成，呈矩形阵分布，该矩形阵的布置尺寸横向N与纵向M应为N≥M；所述灌注桩群的每根灌注桩（2）分别位于通过履带钻机形成的钻孔（5）中，在每一根灌注桩（2）的桩身中心位置贯穿由三根钢筋焊接而成的钢筋束（4），沿竖直方向每隔1.5m设置一组与钢筋束（4）焊接在一起的支架（7），每组支架由三根在同一平面上相互呈120°间隔分布的直杆构成，钢筋束（4）外表面上还通过钢丝绑扎有注浆管（6）；分别在每根灌注桩顶面的钢筋束（4）外伸部分上绑扎有联接钢筋（3），通过混凝土浇筑而成的矩形板式桩帽（1）和灌注桩群的桩顶连接为一体，固定灌注桩群。

2.根据权利要求1所述的微型抗滑桩组合结构，其特征在于：所述灌注桩群由十二根直径150mm的灌注桩构成矩形阵，该矩形阵横向分四排布置，每排三根，间距50cm，两侧预留25cm的混凝土保护层；纵向上分三排布置，每排四根，间距55cm，两侧预留25cm的混凝土保护层。

3.根据权利要求1或2所述的微型抗滑桩组合结构，其特征在于：所述桩帽（1）的层厚度为0.5m，在桩帽下部采用C15砼设置一层厚0.1m的垫层；所述灌注桩的钢筋束（4）伸入桩帽3-5cm并与其中的联接钢筋（3）绑扎相连。

4.根据权利要求1或2所述的微型抗滑桩组合结构，其特征在于：所述钻孔（5）深度应≥灌注桩（2）的桩长15cm，桩孔位置平面误差不得大于5cm，倾角误差不得大于1°。

5.根据权利要求1或2所述的微型抗滑桩组合结构，其特征在于：所述联接钢筋（3）中部位置与钢筋束（4）绑扎相连。

6.根据权利要求1或2所述的微型抗滑桩组合结构，其特征在于：所述钢筋束（4）采用直径32mm的钢筋；每组支架（7）的直杆采用长22cm、直径6mm的钢筋。

7.根据权利要求1或2所述的微型抗滑桩组合结构，其特征在于：所述注浆用管（6）是25mm×3mm的无缝钢管。

8.如权利要求1-7所述微型抗滑桩组合结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）根据现行相关规范计算并确定滑坡推力；

（2）根据滑坡推力及工程地质条件确定微型抗滑桩组合结构的横纵数量，取横向N分布多于纵向M，即N≥M；

（3）把每个微型抗滑桩组合结构作为一个整体共同作用，每个微型抗滑桩组合结构作为一个柔性抗滑桩来考虑滑坡推力、极限抗力及桩后土拱平衡条件，确定每个微型抗滑桩组合结构相互的间距为3~4m；

（4）每一微型抗滑桩组合结构中，每个微型桩的钻孔与竖直方向夹角根据滑面在0°~20°之间调整角度；

（5）通过履带钻机成孔，钻孔设置于滑坡和边坡相对受力较小部位，可根据实际情况调整位置，钻孔灌注桩下端均需要穿过滑坡体滑面或潜在滑面，并位于稳定基岩中一定深度。在钻进过程中详细记录地层变化，根据钻进地质情况调整桩长，钻至深度为15~25m，经检验合格后进行清底并插入钢筋束、焊接支架和绑扎固定注浆管；

（6）采用水灰比为0.6~1.0的水泥浆液自孔底向上第一次注浆，中途不得停浆，充填桩周破碎地层，以改善桩孔周围土体性质，注浆压力为0.6~1.0MPa；

（7）待第一次注浆浆液初凝前，采用M35水泥砂浆进行第二次注浆，注浆压力为0.6~1.0MPa，使桩体本身和桩周岩土层形成一个完整性较好的灌注桩整体，同时将插入的钢筋束和注浆管包裹起来，防止地下水的锈蚀；

（8）灌注桩群桩浇筑完毕后，分别在钢筋束上绑扎联接钢筋，采用钢筋混凝土浇筑群桩的桩帽，将所有单个微型桩联结成为一个整体，使微型桩组合结构成为一个整体结构，充分发挥群桩效应。当桩帽和钢筋有冲突时，可以酌情调整钢筋位置，不得截断钢筋。