CN110439011B - 一种边坡抗滑支护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种边坡抗滑支护结构及施工方法，边坡中开设有第一施工通道、第二施工通道、多个竖向布置的抗滑桩孔，以及与抗滑桩孔一一对应的多个导孔；导孔位于相应的抗滑桩孔的上方并与相应的抗滑桩孔连通；第一施工通道设于多个抗滑桩孔的下部并与多个抗滑桩孔均连通；第二施工通道从边坡的临空面向边坡内延伸并与第一施工通道连通；第一施工通道、第二施工通道、多个抗滑桩孔和多个导孔中均浇筑有混凝土。通过开挖施工通道作为埋入式抗滑桩开挖弃渣运输通道，再通过从上往下钻导孔至与第一施工通道连通，最后采用反井钻对所钻导孔的下部进行扩孔，扩孔即可形成抗滑桩孔，因而可避免从下往上人工开孔带来的安全风险。

Description

一种边坡抗滑支护结构及其施工方法

技术领域

本发明属于地质灾害防治领域，尤其涉及一种边坡抗滑支护结构及其施工方法。

背景技术

在现如今高速发展的基础建设中，边坡治理是基础建设项目中重要且常见的一项工作，根据边坡破坏类型、破坏模式及安全性的差异，边坡的支护措施多种多样，常见的治理措施有体型修整、挡墙、锚喷、预应力锚索、抗剪洞、抗滑桩及锚固洞等各种类型的加固措施，其中，抗滑桩由于其结构形式简单、适用范围广、加固效果明显、环境影响小、有助于进一步探明地质条件及后续维护方便等优点，近些年，在各类边坡治理工程中得到了非常广泛的应用。

传统抗滑桩结构，多采用人工挖孔桩，由于从下往上人工钻抗滑桩孔存在很大的安全风险，钻孔过程中极易存在掉块、塌孔，直接危及在下方施工人员的生命安全，属于严令禁止的违规操作，且传统抗滑桩开挖也不具备从下往上开挖的施工条件，因此目前抗滑桩孔开挖都是从上至下的操作。从上至下开挖的工艺流程为：①在治理边坡坡面上开挖抗滑桩施工平台，并进行开挖坡面的防护处理；②在开挖坡面上，通过人工自上而下进行桩身井挖，再通过施工平台上架设的吊装设备将桩身开挖弃渣提升至施工平台，运输至指定堆存地；③在抗滑桩井挖过程中，为避免井壁稳定威胁作业人员安全，要跟进开展井壁护壁结构钢筋、混凝土浇筑；④桩身开挖完成后，进行桩体钢筋绑扎、混凝土浇筑；⑤针对部分埋入式抗滑桩，桩顶以上开挖断面需重新外调石渣回填。该种传统的抗滑桩结构，虽然其加固效果、后期维护等方面优点明显，但也存在着较为突出的问题，具体如下：

1） 抗滑桩多为人工挖孔桩，按挖孔、护壁、钢筋绑扎、桩身浇筑这个流程来操作，因工序繁复、人力施工进度、护壁混凝土等强等因素，造成施工工期长，按以往工程经验，通常一根30-40m的抗滑桩，视桩身断面大小，施工时间少着1个月，多着3-4个月，和地质灾害治理的紧迫性矛盾相冲突，所以在部分工程中会出现，桩身挖了一定深度后，发现边坡已出现变形，这时候只能通过开挖断面回填混凝土，来进行及时支护处理，但因断面开挖深度不足、钢筋布置不规范和边坡已扰动变形等原因，桩体很难发挥设计设定的抗滑效果；

2） 虽说抗滑桩本身对原状坡扰动小，对自然环境的影响小，但为实现抗滑桩施工的可操作性，需在桩顶位置开挖施工平台，施工平台宽度一般需满足桩身尺寸和开挖料运输要求，即使是2m尺寸的抗滑桩，其施工平台宽度一般多在5m以上，在一些高陡边坡工程上，这类平台不仅仅工程规模较大，而且其衍生的地质灾害风险也不能忽略。很多工程中，在抗滑桩施工完成后，该类施工平台如何处置，常成为困扰业主、设计单位的心病；

3） 抗滑桩桩体人工挖孔难度大，施工风险大，抗滑桩多为人工挖孔桩，传统多为人力从施工平台挖至桩底，通过桩顶安装吊装设备将开挖弃渣料吊装至施工平台。随桩身开挖的加深，工人的作业环境恶化，且开挖弃渣料吊装或原始边坡掉块对井下作业工人安全风险非常大，在抗滑桩施工过程中，人身伤亡事件也时有发生，属超危作业；

传统抗滑桩，锚固段长度仅桩身的1/4-1/3，上部受荷段为桩身的3/4-2/3，全部采用混凝土填筑，或顶部部分回填外运弃渣料代替，该种模式不仅仅增加了混凝土工程量，还因抗滑桩桩身多按抗弯设计，受荷段长度加大，导致需加大桩身配筋量，工程量及工程投资均较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可大幅加快施工进度、避免对原状坡的影响、降低施工安全风险、节省工程投资和提升边坡锚固排水效果的边坡抗滑支护结构，还相应提供该边坡抗滑支护结构的施工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种边坡抗滑支护结构，所述边坡中开设有第一施工通道、第二施工通道、多个竖向布置的抗滑桩孔，以及与抗滑桩孔一一对应的多个导孔；所述抗滑桩孔和所述导孔均竖向布置，所述导孔位于相应的抗滑桩孔的上方并与相应的抗滑桩孔连通；所述第一施工通道设于多个所述抗滑桩孔的下部并与多个所述抗滑桩孔均连通；所述第二施工通道从所述边坡的临空面向边坡内延伸并与所述第一施工通道连通；所述第一施工通道、第二施工通道、多个抗滑桩孔和多个导孔中均浇筑有混凝土。

本发明中，通过开挖第一施工通道和第二施工通道作为埋入式抗滑桩开挖弃渣运输通道，再通过从上往下钻导孔至与第一施工通道连通，最后采用反井钻对所钻导孔的下部进行扩孔，扩孔即可形成抗滑桩孔，因而不仅可避免从下往上人工开孔带来的安全风险，而且可避免从上往下人工开孔造成的施工工期长、施工难度大、施工风险大等问题。

抗滑桩反井钻开挖弃渣料通过连接抗滑桩桩底的施工平洞和通向坡外的锚固平洞运输至指定堆存场；抗滑桩位置绑扎钢筋后，采用自密实混凝土浇筑，通过反井钻导孔泵送混凝土，抗滑桩施工顺序从两侧抗滑桩向锚固平洞方向推进，每根抗滑桩混凝土浇筑完成后，用混凝土回填该根抗滑桩与下根抗滑桩之间施工平洞，以此推进，最后回填浇筑锚固平洞，形成一套完整的埋入式抗滑桩与锚固洞组合结构。

作为上述技术方案的进一步改进：

为保证抗滑桩的支护效果，多个抗滑桩孔沿边坡岩层走向方向y间隔布置。

为减少开挖工程量，节约工程投资，所述第一施工通道的长度方向沿边坡岩层走向方向y。

为进一步减少开挖工程量，节约工程投资，并方便弃渣快速运出，所述第二施工通道的长度方向与边坡岩层倾向方向x平行。

所述第一施工通道和第二施工通道的混凝土中预埋有排水管，以进行边坡内部排水，提升边坡锚固排水效果。

所述边坡具有缓倾角结构面和陡倾角结构面，所述抗滑桩孔穿过所述缓倾角结构面且位于所述陡倾角结构面的外侧，以发挥抗滑桩的有效支护效果。所述缓倾角结构面和陡倾角结构面主要指受构造应力影响在岩体中所产生的断层、节理或破碎带等薄弱结构面，其为具有一定方向、延展较大、厚度较小的两维面状地质界面，其中，结构面倾角小于30°为缓倾角结构面，大于60°为陡倾角结构面。

为便于钻机开钻导孔，所述边坡上设有施工平台，所述导孔向上延伸至所述施工平台。

为提高抗滑桩的支护效果，所述抗滑桩孔内设有钢筋加固件。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的边坡抗滑支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：开挖第一施工通道和第二施工通道；

S2：从上往下钻孔，至孔与第一施工通道连通；从下往上对所钻孔的下部进行扩孔，至形成抗滑桩孔和导孔；

S3：完成多个抗滑桩孔和多个导孔的施工后，向所述导孔中浇筑混凝土，至所述第一施工通道、第二施工通道、多个抗滑桩孔和多个导孔中均浇筑有混凝土。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述步骤S2中，采用反井钻机的导孔钻头进行钻孔。

所述步骤S3中，采用反井钻机的扩孔钻头进行反拉扩孔。

抗滑桩为埋入式抗滑桩，本发明通过反井钻施工代替埋入式抗滑桩桩身的人工挖孔，桩身要穿越潜在滑动面，锚固长度按坡顶至桩底1/3~1/4考虑，受荷段长度按边坡潜在滑块是否冒顶考虑，减小受荷段长度，针对一些明确的深层滑动，桩长可较传统桩长缩减一半左右；抗滑桩反井钻开挖弃渣料通过连接抗滑桩孔底部的第一施工通道和通向坡外的第二施工通道运输至指定堆存场；抗滑桩位置绑扎钢筋后，采用自密实混凝土浇筑，通过反井钻导孔泵送混凝土。

抗滑桩施工顺序从两侧抗滑桩向第二施工通道方向推进，每根抗滑桩混凝土浇筑完成后，用混凝土回填该根抗滑桩与下根待施工抗滑桩之间的第一施工通道段，以此推进，最后回填浇筑第二施工通道，形成一套完整的埋入式抗滑桩与锚固洞组合结构。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1） 本发明通过第一施工通道和第二施工通道作为埋入式抗滑桩开挖弃渣运输通道，代替传统的桩顶架设吊装设备出渣，降低出渣安全风险，避免了传统运输要求在桩顶修建宽的施工平台。

2） 针对边坡潜在滑动面位置，通过反井钻导孔开挖至与第一施工通道连通，再有针对性的采用反井钻对所钻导孔的下部进行扩孔，形成埋入式抗滑桩的桩身，因而加快了抗滑桩桩身施工进度，改善了施工人员作业环境，较传统抗滑桩施工，减小了受荷段长度，大幅节省了桩身混凝土及钢筋工程量，节约了工程投资。

3） 利用导孔进行桩身自密实混凝土浇筑，避免了桩身因钢筋绑扎密集而造成混凝土振捣难题，同时采用回填混凝土浇筑第一施工通道和第二施工通道，最终形成一种埋入式抗滑桩和锚固平洞组合的加固结构，该组合加固结构均有效穿越缓倾角结构面，同时还可以利用施工通道布置排水孔，并在第一施工通道和第二施工通道内埋管，进行边坡内部排水，从而提高边坡整体稳定性能。

附图说明

图1为本发明实施例的边坡抗滑支护结构的平面布置图。

图2为本发明实施例的边坡抗滑支护结构沿抗滑桩布置轴线的剖视图。

图3为本发明实施例的边坡抗滑支护结构沿第二施工通道轴线的剖视图。

图例说明：1、抗滑桩孔；2、导孔；3、第一施工通道；4、第二施工通道；5、陡倾角结构面；6、缓倾角结构面；7、施工平台。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

实施例1：

如图1- 3所示，本实施例的边坡抗滑支护结构，该边坡具有缓倾角结构面6和陡倾角结构面5，该边坡中开设有第一施工通道3、第二施工通道4、多个竖向布置的抗滑桩孔1，以及与抗滑桩孔1一一对应的多个导孔2。边坡上设有施工平台7，导孔2向上延伸至施工平台7。多个抗滑桩孔1沿边坡岩层走向方向y间隔布置，第一施工通道3的长度方向与边坡岩层走向方向y近视平行，第二施工通道4的长度方向与边坡岩层倾向方向x近视平行。抗滑桩孔1均穿过边坡的缓倾角结构面6且位于边坡的陡倾角结构面5的外侧。

抗滑桩孔1和导孔2均竖向布置，导孔2位于相应的抗滑桩孔1的上方并与相应的抗滑桩孔1连通；第一施工通道3设于多个抗滑桩孔1的下部并与多个抗滑桩孔1均连通；第二施工通道4从边坡的临空面向边坡内延伸并与第一施工通道3连通；抗滑桩孔1中设有钢筋加固件，第一施工通道3和第二施工通道4中设有排水管，且第一施工通道3、第二施工通道4、多个抗滑桩孔1和多个导孔2中均浇筑有混凝土。

参见附图，本实施例的边坡抗滑支护结构为埋入式桩锚结构，主要指埋入式抗滑桩和锚固平洞（第二施工通道4）的组合结构；埋入式抗滑桩通过穿透边坡缓倾角结构面6，锚入完整岩体以提供抗力。第二施工通道4外端连通坡外，内侧连通第一施工通道3，在边坡潜在滑体滑动方向上采用钢筋混凝土置换，在施工期与第一施工通道3一起承担出渣任务，在边坡加固中填充混凝土与埋入式抗滑桩一起联合承担边坡抗滑作用。第一施工通道3主要连通所有埋入式抗滑桩孔1的桩底，为反井钻机反扩滚刀安装提供场所，同时和第二施工通道4组合作为埋入式抗滑桩孔1开挖弃渣料的运输通道；导孔2前期作为埋入式抗滑桩孔1开挖期间的反井钻机导孔，后续作为埋入式抗滑桩孔1混凝土浇筑的输送管道通道及排气通道。

所述埋入式桩锚结构，此处以采用ZFY1.8/250(LM-250)钻机为例，埋入式抗滑桩选用圆形断面，断面直径1.8m，同ZFY1.8/250(LM-250)钻机扩孔尺寸，抗滑桩桩身锚固段锚入岩体1/3~1/4传统桩身长度，具体视锚固地层岩体性状，传统桩身长度表示为地表至桩底长度；第一施工通道3和第二施工通道4与埋入式抗滑桩1尺寸匹配选用2m×2.5m（宽×高）城门洞型；导孔2直径为244mm，在埋入式抗滑桩孔1浇筑过程中，可作为泵送混凝土输送管道布置通道、排气通道及桩身预埋检测孔布置通道，常规泵送混凝土输送管道直径多在150mm左右。

本实施例的边坡抗滑支护结构的施工方法，包括以下步骤：

S1：开挖形成第一施工通道3和第二施工通道4；并施工形成施工平台7。

S2：采用反井钻机的导孔钻头在施工平台7处从上往下钻孔，至孔与第一施工通道3连通；再将导孔钻头拆卸，在钻杆的下端安装扩孔钻头，从下往上对所钻孔的下部进行扩孔，至形成抗滑桩孔1和导孔2；钻孔及扩孔形成的弃渣通过第一施工通道3和第二施工通道4运出至指定场所。

S3：完成多个抗滑桩孔1和多个导孔2的施工后，在抗滑桩孔1中进行钢筋绑扎，第一施工通道3和第二施工通道4内铺设排水管，再向导孔2中浇筑混凝土，至第一施工通道3、第二施工通道4、多个抗滑桩孔1和多个导孔2中均浇筑有混凝土。

本发明能大幅加快施工进度、避免对原状坡的影响、大幅降低安全风险、节省工程投资和提升边坡加固排水效果，在地质灾害治理过程中具有广阔的应用前景。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种边坡抗滑支护结构，其特征在于，所述边坡中开设有第一施工通道（3）、第二施工通道（4）、多个抗滑桩孔（1），以及与抗滑桩孔（1）一一对应的多个导孔（2）；所述抗滑桩孔（1）和所述导孔（2）均竖向布置，所述导孔（2）位于相应的抗滑桩孔（1）的上方并与相应的抗滑桩孔（1）连通；所述第一施工通道（3）设于多个所述抗滑桩孔（1）的下部并与多个所述抗滑桩孔（1）均连通；所述第二施工通道（4）从所述边坡的临空面向边坡内延伸并与所述第一施工通道（3）连通；所述第一施工通道（3）、第二施工通道（4）、多个抗滑桩孔（1）和多个导孔（2）中均浇筑有混凝土；所述抗滑桩孔（1）内设有钢筋加固件。

2.根据权利要求1所述的边坡抗滑支护结构，其特征在于，多个抗滑桩孔（1）沿边坡岩层走向方向y间隔布置。

3.根据权利要求1所述的边坡抗滑支护结构，其特征在于，所述第二施工通道（4）的长度方向与边坡岩层倾向方向x平行。

4.根据权利要求1-3任一项所述的边坡抗滑支护结构，其特征在于，所述第一施工通道（3）和第二施工通道（4）的混凝土中预埋有排水管。

5.根据权利要求1-3任一项所述的边坡抗滑支护结构，其特征在于，所述边坡具有缓倾角结构面（6）和陡倾角结构面（5），所述抗滑桩孔（1）穿过所述缓倾角结构面（6）且位于所述陡倾角结构面（5）的外侧。

6.根据权利要求1-3任一项所述的边坡抗滑支护结构，其特征在于，所述边坡上设有施工平台（7），所述导孔（2）向上延伸至所述施工平台（7）。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的边坡抗滑支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：开挖第一施工通道（3）和第二施工通道（4）；

S2：从上往下钻孔，至孔与第一施工通道（3）连通；从下往上对所钻钻孔的下部进行扩孔，至形成抗滑桩孔（1）和导孔（2）；

S3：完成多个抗滑桩孔（1）和多个导孔（2）的施工后，向所述导孔（2）中浇筑混凝土，至所述第一施工通道（3）、第二施工通道（4）、多个抗滑桩孔（1）和多个导孔（2）中均浇筑有混凝土。

8.根据权利要求7所述的边坡抗滑支护结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用反井钻机的导孔钻头进行钻孔。

9.根据权利要求7所述的边坡抗滑支护结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用反井钻机进行反拉扩孔。