CN111364486A - 一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置及方法，属于路桥领域，能快速提高土体抗剪指标，能在险情出现的早期快速稳定边坡，降低造价，保证道路正常运营，其中装置包括抗滑桩、变形监测钢管桩、微型钢管桩群以及桩间挡土板，抗滑桩插接于原有的滑动面中，抗滑桩插接变形监测钢管桩以对岩层或土体进行变形监测，微型钢管桩群设置于抗滑桩的前侧，微型钢管桩顶部设置桩顶平台；在相邻的抗滑桩间，设置桩间挡土板，桩间挡土板锚固于基岩层中。

Description

一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置及方法

技术领域

本发明属于路桥领域，具体的，涉及一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

公路、铁路边坡在建设、运营阶段，受到连续降雨等不良天气或特殊地质灾害影响下，造成坡体岩土力学指标持续下降，在老滑动面下部坡体产生新的下切滑动面，形成更深、更大范围的滑面，新滑面的产生导致原有边坡加固措施不足以抵抗增加的下滑力而造成抗滑桩倾斜、锚固措施失效。若不及时对上述边坡病害进行处置加固，边坡失稳下滑会导致交通的中断，给物资运输、应急抢险带来较大的阻碍。

发明人发现，常规的应急抢险因讨论方案的合理性、造价经济性、工序不合理，耽误最佳的应急抢险时间，往往会花费更大的代价去治理。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置及方法，能快速提高土体抗剪指标，能在险情出现的早期快速稳定边坡，降低造价，保证道路正常运营。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的技术方案提供了一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，包括抗滑桩、变形监测钢管桩、微型钢管桩群以及桩间挡土板，抗滑桩插接于原有的滑动面中，抗滑桩插接变形监测钢管桩以对岩层或土体进行变形监测，微型钢管桩群设置于抗滑桩的前侧，微型钢管桩顶部设置桩顶平台；在相邻的抗滑桩间，设置桩间挡土板，桩间挡土板锚固于基岩层中。

作为进一步的技术方案，坡脚边沟处设置抗滑挡土墙，所述桩顶平台设置于在抗滑桩与抗滑挡土墙之间。

作为进一步的技术方案，还包括桩头锚索、锚索、第一锚索框格梁和挂网客土喷播，桩头锚索一端固定于抗滑桩，另一端打入基岩层中；锚索一端固定于第一锚索框格梁，另一端打入基岩层中，第一锚索框格梁和挂网客土喷播布置于基岩层中。

作为进一步的技术方案，所述基岩层内具有滑动面，所述抗滑桩、桩头锚索、锚索均穿过滑动面。

第二方面，本发明实施例还提供了一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固方法，拟定新增的滑动面位置后，对边坡进行排水，在抗滑桩下端插接变形监测钢管桩，对锚索加固并张拉注浆，在相邻两个抗滑桩间设置锚索挡土板，设置新的锚索并张拉注浆。

作为进一步的技术方案，在相邻两个抗滑桩间设置锚索挡土板前，需要清除桩前松散土体。

上述本发明的实施例的有益效果如下：

1)本发明提供的技术方案中，使用抗滑桩、变形监测钢管桩、微型钢管桩群以及桩间挡土板对土体进行应急处理，其中变形监测肛管能够对当前土体变形情况进形监测，微型钢管桩群能够对当前土体进行加固，桩间挡板能够防止桩间土的流失，本发明提供的技术方案具备充足抗滑动能力，适用于紧急状态下的边坡土体修补。

2)本发明提供的技术方案中，对边坡进行排水，截排水能快速截断坡体外侧地表水和地下水进入坡体，从而防止坡体中的静水压力或动水压力得到持续外在补充，通过坡面设置的仰斜排水孔和坡脚处设置竖向的碎石渗井降低承压水水头等地下水疏排措施，快速降低坡体一定范围内的地下水位，有效降低坡体的水压力作用。

3)本发明提供的技术方案中，在上部未设置有效锚固防护的边坡中设置锚固于基岩的十字型锚索，边坡面设置锚索框格梁及挂网客土喷播，在抗滑桩中钻孔设置埋深更深的钢管桩，钢管桩与抗滑桩固结，可有效提高抗滑桩的有效埋置深度，并可监测抗滑桩的变形，起到提前预警的功能。抗滑桩前钻孔设置微型钢管桩群注浆，加固抗滑桩前土体，可进一步提高抗滑桩的抗滑能力。相邻抗滑桩间设置桩间挡土板，并采用锚索锚固于基岩，可防止桩间土的流失。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的整体结构示意图，

图2是本发明根据一个或多个实施方式的抗滑桩与挡土板连接示意图。

图中：1、基岩层；2、老滑动面；3、新滑动面；4、抗滑桩；5、桩头锚索；6、锚索；7、第一锚索框格梁；8、桩前填土；9、变形监测钢管桩；10、微型钢管桩；11、桩顶平台；12、桩间挡土板锚索；13、桩间挡土板；14、十字型锚索；15、第二锚索框格梁；16、抗滑挡土墙；17、边沟。

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置及方法，能快速提高土体抗剪指标，能在险情出现的早期快速稳定边坡，降低造价，保证道路正常运营。以下结合说明书附图和的具体实施例进行说明。

实施例1

作为本发明的一种典型的实施方法，请参考图1，本实施例公开了一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，包括设置在老滑动面2的原有边坡加固机构，原有边坡加固机构包括抗滑桩4、桩头锚索5、锚索6、第一锚索框格梁7和挂网客土喷播；可以理解的是，原有边坡加固机构的抗滑桩4打入老滑动面2中，桩头锚索5一端固定于抗滑桩4，另一端打入新滑动面3，锚索6一端固定于第一锚索框格梁7，另一端打入新滑动面3，第一锚索框格梁7布置于基岩层1中，挂网客土喷播布置于地面；

本实施例中，对以上所述的原有边坡加固机构的具体改进在于，抗滑桩4插接变形监测钢管桩9以对岩层或土体进行变形监测，在抗滑桩4的前侧设置微型钢管桩10，在坡脚边沟17设置抗滑挡土墙16，在抗滑桩4与抗滑挡土墙16之间、微型钢管桩10顶部设置桩顶平台11，所述桩顶平台11与抗滑挡土墙16、微型钢管桩10形成的组合，对抗滑桩4的抗滑能力起到提高作用；此外，在相邻抗滑桩4间，设置桩间挡土板13，使用桩间挡土板锚索12锚固于基岩层1中。

所述微型钢管桩10设有多个，多个微型管桩形成微型管桩群。

所述变形监测钢管桩9，埋置深度大于抗滑桩4，与抗滑桩4固结后，可增大抗滑桩4的有效埋置深度，可监测抗滑桩4的变形，起到提前预警的功能；

所述抗滑挡土墙16为衡重式结构，具有抗滑及抗倾覆稳定性；

所述桩间挡土板13为钢筋混凝土结构，通过桩间挡土板锚索12锚固于基岩层1中，可防止桩间土的流失；

同时，十字型锚索14连接于第二锚索框格梁15，本实施例中，第二锚索框格梁15设置在三四级边坡，既满足边坡分级支档的原则，又能满足工作面同时开展。所述第二锚索框格梁15及挂网客土喷播通过十字型锚索14锚固于基岩层1中，对上部边坡起到防护加固作用，一定程度降低抗滑桩4受到的滑动力。

需要注意的是，请参考图1，本实施例中的边坡由下到上依次共有四级。

在一个具体的施工项目中，对原抗滑桩4因滑面下切造成的锚固段及抗滑力不足，可利用原抗滑桩4进行改造，在原抗滑桩4中心增设钻孔，孔中埋设3-5排竖向钢花管或型钢作为变形监测钢管桩9，可验证下切滑面的真实性，并验证原抗滑桩4是否存在断桩等病害，也可在钢花管绑扎应力应变计观测边坡在抢险及后期营运过程中的受力状态。可以理解的是，应力应变计为本领域常用的一种观测装置，在此不再赘述。

相邻的原抗滑桩4间增加锚索6挡土板，可对已经倾斜或者即将倾斜的原抗滑桩4增加桩头约束力，形成多点梁式锚索抗滑桩4，充分利用原有抗滑桩并增加原有抗滑桩的受力性能。

对抗滑桩4桩前设置的微型桩群，既能增加桩前土体的抗剪强度，对滑坡提供桩前抗力，巩固坡脚。

变形监测钢管桩9，其通过在所述抗滑桩4中钻孔埋置，埋置深度大于抗滑桩4，与抗滑桩4固定连接；

本实施例中的连接，均为拆卸式连接，例如螺栓连接、螺纹连接或者卡接等形式，根据实际需要进行选择即可。

实施例2

作为本发明的一种典型的实施方式，本实施例公开了一种用于抗滑桩4边坡应急抢救的补救加固方法，包括以下步骤：

1)根据原地质剖面、地表位移及深层位移监测数据拟定新增的滑动面位置；

2)在坡脚位置增设仰斜式排水孔，迅速降低坡体水位，间距5m，长度25m，排水孔填充硬塑透水管(φ110mm)，内端头用2层无纺布包裹；迅速降低坡体水位的过程称为卸载，卸载能快速减小坡体的潜在下滑力，从而快速提高坡体的稳定性，但卸载应确保不会引起后部坡体的牵引变形；

3)坡脚碎落台增加10m长碎石渗井，消散承压水位；

4)在原边沟17处填筑碎石，有利于排水坡体水和承压水，并修补坡体裂缝；

5)填筑反压土体；反压能快速增加坡体的抗滑力，从而快速提高坡体的稳定性，该工艺适用于任何形式的坡体病害抢险，但应在反压前确保不致变化坡体的水文地质，施工前应做好坡脚的截、排水工程措施；

6)在原抗滑桩4内部设置加长的竖向钢花管或型钢，可根据断面及受力要求设置3～5根，增长抗滑桩4的嵌固端，并注浆；同时开展工作面，在三、四级边坡同步实施十字型锚索14加固并张拉注浆；

7)清除桩前松散土体，在两个抗滑桩4间增加2排锚索6挡土板，对原抗滑桩4进行补强。

8)桩前松散土体清楚完后，松散滑塌体的平台增设三排竖向钢花管加桩头锚索5，并注浆增加桩前土体的抗滑力，坡脚设置3排钢花管注浆，管顶设系梁并设置一排6束锚索6加固，最内侧钢花管与原抗滑桩4间距为1.25m；

注浆材料采用P.O 42.5级水泥配制的纯水泥浆，一次注浆水泥：水＝1:0.5，在钢花管与钻孔之间注浆，注浆压力不低于0.5Mpa；二次注浆为劈裂注浆，为钢花管内注浆，应对管头做好封闭，水泥：水＝1：0.7，注浆压力不低于2Mpa。其最佳配合比根据试验确定，浆体强度为M30。注浆时应加入水泥用量1.5～2％的膨胀剂，以提高注浆效果。

需要注意的是，步骤3)中，在碎落台处增设一排碎石渗井，孔径200mm，长10m，间距0.5m，孔内填充碎石，外部防渗土工布，在一级边坡坡脚增设三排钢花管注浆，钢花管长20m，纵向间距1m，横向间距0.75m，管顶设系梁并增设锚索6，钢管前土体采用锚喷混凝土加固；在原变更设计抗滑桩4间增设挡土板，并在挡土板上增设两排锚杆。

本是处理中锚索6轴向与边坡方向偏角宜为5～10°。

本实施例中，挡土板为现浇C30砼，施工前应将抗滑桩4与板的连接部分清理干净，植入钢筋和连接钢筋采用双面焊接。

本实施例中，挡土板与抗滑桩4接触面拉毛浇筑为一整体。

本实施例中，每块挡土板底部中间位置预埋PVC排水管，管径100mm，长度1.5m。

本领域技术人员可以理解的是，本实施例的施工对象是边坡，坡脚位置即边坡的脚部位置。坡脚碎落台是在路堑边坡坡脚与边沟17外侧边缘之间或边坡上，为防止碎落物落入边沟17而设置的有一定宽度的纵向平台，其宽度视边坡高度和土质而定，一般最小不得小于1米。两个边沟17之间为边沟17。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，包括抗滑桩、变形监测钢管桩、微型钢管桩群以及桩间挡土板，抗滑桩插接于原有的滑动面中，抗滑桩插接变形监测钢管桩以对岩层或土体进行变形监测，微型钢管桩群设置于抗滑桩的前侧，微型钢管桩顶部设置桩顶平台；在相邻的抗滑桩间，设置桩间挡土板，桩间挡土板锚固于基岩层中。

2.如权利要求1所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，坡脚边沟处设置抗滑挡土墙，所述桩顶平台设置于在抗滑桩与抗滑挡土墙之间。

3.如权利要求2所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，所述抗滑挡土墙为衡重式结构。

4.如权利要求1所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，所述变形监测钢管桩，埋置深度大于抗滑桩。

5.如权利要求1所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，所述桩间挡土板为钢筋混凝土结构，所述桩间挡土板通过挡土板锚索锚固于基岩层中。

6.如权利要求1所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，还包括桩头锚索、锚索、第一锚索框格梁和挂网客土喷播，桩头锚索一端固定于抗滑桩，另一端打入基岩层中；锚索一端固定于第一锚索框格梁，另一端打入基岩层中，第一锚索框格梁和挂网客土喷播布置于基岩层中。

7.如权利要求6所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，所述基岩层内具有滑动面，所述抗滑桩、桩头锚索、锚索均穿过滑动面。

8.如权利要求1所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，其特征在于，所述抗滑桩中心设有的用于连接所述变形监测钢管桩的孔洞。

9.一种用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固方法，其特征在于，使用如权利要求1～8任意一项所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固装置，拟定新增的滑动面位置后，对边坡进行排水，在抗滑桩下端插接变形监测钢管桩，对锚索加固并张拉注浆，在相邻两个抗滑桩间设置锚索挡土板，设置新的锚索并张拉注浆。

10.如权利要求9所述的用于抗滑桩边坡应急抢救的补救加固方法，其特征在于，在相邻两个抗滑桩间设置锚索挡土板前，需要清除桩前松散土体。

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