CN112726660A - 路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构及施工方法 - Google Patents

路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构及施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，包括竖向加筋微型钢花管桩基、钢筋混凝土托梁和斜向预应力钢锚管锚索，斜向预应力钢锚管锚索包括钢锚管和设置于钢锚管内的预应力钢绞线束，贯穿现浇式钢筋混凝土桩板挡墙向边坡坡面倾斜向下设有钢锚管钻孔，钢锚管和预应力钢绞线束伸入钢锚管钻孔内，钢锚管上螺旋设有若干二次注浆孔，钢锚管和钢锚管钻孔内设有水泥注浆体，钢锚管的管口位置设有用于锁紧钢锚管和预应力钢绞线束的张拉台。本发明解决了传统桩基托梁挡墙技术存在的施工条件要求高，人工挖孔速度慢，综合造价高的技术问题，其广泛用于公路、铁路等的边坡加固工程中。

Description

路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构及施工方法
技术领域
本发明涉及工程建设技术领域，特别是一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构及施工方法。
背景技术
传统的桩基托梁挡墙中桩基础截面大(桩径均大于1.5m)，如为圆桩，则需大型钻机施工，而山坡地段往往不具备施工作业条件，且大型机械施工易对桩周岩土体造成进一步扰动，导致桩周岩土体强度降低；如为方桩，则需人工挖孔成桩，速度慢、造价高，且嵌入基岩深度较深易导致成本进一步提高。
因此，基于上述缺陷，随着公路、铁路向山区发展，结合工程实际，对于桩基托梁挡墙结构存在巨大改进的需求，这是目前基建技术领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点。
发明内容
本发明的目的是要提供一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构及施工方法，以解决传统桩基技术存在的施工条件要求高、人工挖孔速度慢、综合造价高的技术问题。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，包括竖向加筋微型钢花管桩基和钢筋混凝土托梁，所述竖向加筋微型钢花管桩基包括在边坡上垂直向下设置的若干钢花管钻孔，钢花管钻孔内设有钢花管，所述钢花管上螺旋布置有若干二次注浆孔，所述钢花管的底部设有锥状导向帽，所述锥状导向帽远离所述钢花管的一侧固定连接隔离架，所述钢花管内设有螺纹钢筋束，钢花管和钢花管钻孔内设有水泥注浆体，所述钢花管的管口位置设有钢筋混凝土托梁，所述钢筋混凝土托梁内设有钢筋结构且钢筋结构与所述钢花管焊接成整体，所述钢筋混凝土托梁顶上设有竖肋混凝土梁，竖肋混凝土梁之间设有现浇式钢筋混凝土桩板挡墙；所述路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构还包括若干斜向预应力钢锚管锚索，所述斜向预应力钢锚管锚索包括钢锚管和设置于钢锚管内的预应力钢绞线束，贯穿所述现浇式钢筋混凝土桩板挡墙向边坡坡面倾斜向下设有钢锚管钻孔，所述钢锚管和预应力钢绞线束伸入钢锚管钻孔内，所述钢锚管上螺旋设有若干二次注浆孔，所述钢锚管和钢锚管钻孔内设有水泥注浆体，所述钢锚管的管口位置设有用于锁紧钢锚管和预应力钢绞线束的张拉台。
进一步地，所述钢花管/钢锚管的外壁固定安装有一次注浆管，所述一次注浆管沿所述钢花管/钢锚管的外表面延伸至钢花管/钢锚管钻孔的底部。
进一步地，所述水泥注浆体包括一次注浆体和二次注浆体，所述一次注浆体为在钢花管/钢锚管外形成的圆柱形浆体，所述二次注浆体为从钢花管/钢锚管内经过二次注浆孔在1～5MPa压力下注入的浆料将一次注浆体劈裂后向周围岩土体扩散所形成的浆体。
进一步地，所述钢花管/钢锚管的外表面固定安装有至少三根对中钢筋，所述对中钢筋环形阵列设置。
优选地，所述钢锚管倾角为10°-25°。
进一步地，所述钢花管/钢锚管上的二次注浆孔用玻璃胶封堵。
优选地，所述螺纹钢筋束由三根螺纹钢筋用箍筋环绑扎而成。
优选地，所述预应力钢绞线束包括三根无粘结钢绞线，所述三根无粘结钢绞线分别穿过轴向设置在钢锚管内壁的架线环上开设的三个过线孔，位于钢锚管的锚固段内的每两个相邻的架线环之间的无粘结钢绞线用箍筋环绑扎。
另外，本发明还提供了一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构的施工方法，包括以下步骤：
(1)钢花管/钢锚管加工：钢花管/钢锚管上螺旋设置有若干二次注浆孔，二次注浆孔用玻璃胶封堵，在钢花管/钢锚管外表面固定安装有一次注浆管；
(2)钻钢花管钻孔：在边坡上垂直向下钻钢花管钻孔，钢花管钻孔钻入中风化岩层不少于4m；
(3)在钢花管/钢锚管外表面环形阵列布置对中钢筋；
(4)钢花管一次注浆：将钢花管和一次注浆管一起伸入到钢花管钻孔底部，通过伸入孔底的一次注浆管向钢花管钻孔内注浆，把浆液注入钢花管外形成圆柱形的一次注浆体；
(5)钢花管二次注浆：在一次注浆后8～12小时，在钢花管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头伸入钢花管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(6)钢花管二次注浆后将螺纹钢筋束通长插入钢花管内；
(7)浇筑混凝土托梁：将所述钢花管外露的50cm顶部与混凝土托梁中的钢筋结构焊接在一起，浇筑形成钢筋混凝土托梁；
(8)在混凝土托梁上制作竖肋混凝土梁，梁间现浇制作现浇式钢筋混凝土桩板挡墙；
(9)钻钢锚管钻孔，自现浇式钢筋混凝土桩板挡墙处向坡面钻钢锚管钻孔，钢锚管钻孔钻入坡面中风化岩层不少于10m；
(10)钢锚管一次注浆：将钢锚管和一次注浆管一起伸入到钢锚管钻孔底部，通过伸入孔底的一次注浆管向钢锚管钻孔内注浆，把浆液注入钢锚管外形成圆柱形的一次注浆体；
(11)钢锚管二次注浆：在一次注浆后8～12小时，在钢锚管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头伸入钢锚管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(12)钢锚管二次注浆后将预应力钢绞线束通长插入钢锚管内，钢锚管和预应力钢绞线束的端部锁紧在张拉台上。
优选地，所述钢锚管钻孔的孔径大于钢花管钻孔的孔径。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过设置竖向加筋钢花管桩基和斜向预应力钢锚管锚索结合，再分别多次分段控制注浆，一方面，可有效提高桩周岩土体强度，尤其是滑带土抗剪强度，改善桩基础围岩应力状态，另一方面，能抑制滑床地下水对滑带承压补给和滑体地下水向滑带下渗补给。
(2)由于竖向钢花管桩基托梁与上部挡墙连城整体，一方面，能提供足够的竖向承载力，另一方面，竖向钢花管的抗剪性能可提供一定的水平抗滑能力，与传统大截面桩基托梁技术相比，施工机械小，占地面积小，施工工艺简单、快捷、造价低，在边坡加固领域具有明显的技术优势。
综述，本发明解决了传统桩基托梁挡墙技术存在的施工条件要求高，人工挖孔速度慢，综合造价高的技术问题，其广泛用于公路、铁路等的边坡加固工程中。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为本发明的斜向预应力钢锚管锚索结构示意图。
图4为本发明的钢花管的结构示意图。
图中：1、钢花管；101、二次注浆孔；2、混凝土托梁；3、现浇式钢筋混凝土桩板挡墙；4、竖肋混凝土梁；5对中钢筋；6、钢锚管；7、螺纹钢筋束；9、预应力钢绞线束；10、张拉台；11、架线环；12、箍筋环；13、一次注浆管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定发明。
实施例1
如图1-图4所示，本实施例的一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，包括竖向加筋微型钢花管桩基和钢筋混凝土托梁2，所述竖向加筋微型钢花管桩基包括在边坡上垂直向下设置的若干钢花管钻孔，钢花管钻孔内设有钢花管1，所述钢花管1上螺旋布置有若干二次注浆孔101，所述钢花管1的底部设有锥状导向帽，所述锥状导向帽远离所述钢花管的一侧固定连接隔离架，所述钢花管1内设有螺纹钢筋束7，钢花管1和钢花管钻孔内设有水泥注浆体8，所述钢花管1的管口位置设有钢筋混凝土托梁2，所述钢筋混凝土托梁2内设有钢筋结构且钢筋结构与所述钢花管1焊接成整体，所述钢筋混凝土托梁2顶上设有竖肋混凝土梁4，竖肋混凝土梁4之间设有现浇式钢筋混凝土桩板挡墙3；所述路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构还包括若干斜向预应力钢锚管锚索，所述斜向预应力钢锚管锚索包括钢锚管6和设置于钢锚管6内的预应力钢绞线束9，贯穿所述现浇式钢筋混凝土桩板挡墙3向边坡坡面倾斜向下设有钢锚管钻孔，钢锚管6倾角为10°-25°，所述钢锚管6和预应力钢绞线束9伸入钢锚管钻孔内，所述钢锚管6上螺旋设有若干二次注浆孔101，所述钢锚管6和钢锚管钻孔内设有水泥注浆体(图中未画出)，所述钢锚管6的管口位置设有用于锁紧钢锚管6和预应力钢绞线束9的张拉台10。
本实施例中，为了便于向钢花管钻孔和钢锚管钻孔内进行一次注浆，在钢花管1和钢锚管6的外壁均固定安装有一次注浆管12，所述一次注浆管12沿钢花管1和钢锚管6的外表面延伸至钢花管/钢锚管钻孔的底部，一次注浆时，使水泥注浆体通过一次注浆管12从孔底自下而上反向压浆，将管底残留的碎渣及漏浆压出孔口，且持续到孔口溢出净水泥浆。需要说明是：为了防止在一次注浆时浆液进入钢花管1、钢锚管6内，钢花管1和钢锚管6上的二次注浆孔101用玻璃胶封堵。
具体地，上述的水泥注浆体包括一次注浆体和二次注浆体，所述一次注浆体为在钢花管1和钢锚管6外形成的圆柱形浆体，所述二次注浆体为从钢花管1和钢锚管6内经过二次注浆孔在1～5MPa压力下注入的浆料将一次注浆体劈裂后向周围岩土体扩散所形成的浆体。
在本实施例中，所述钢花管1和钢锚管6的外表面固定安装有至少三根对中钢筋5，所述对中钢筋5环形阵列设置，保证下管过程钢花管1和钢锚管6与钻孔的孔壁间具有保护层厚度，确保钢花管1和钢锚管6周围由水泥注浆体包裹，提高钢花管1和钢锚管6的防腐性能及抗拉承载力。
在本实施例中，所述螺纹钢筋束7由三根φ28mm的螺纹钢筋用箍筋环12绑扎而成。
在本实施例中，所述预应力钢绞线束9包括三根φ15.24mm的无粘结钢绞线，所述三根无粘结钢绞线分别穿过轴向设置在钢锚管6内壁的架线环11上开设的三个过线孔，位于钢锚管6的锚固段内的每两个相邻的架线环11之间的无粘结钢绞线用箍筋环12绑扎。
实施例2
本实施例提供了一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构的施工方法，包括以下步骤：
(1)钢花管1、钢锚管6加工：钢钢花管1、钢锚管6上螺旋设置有若干二次注浆孔101，二次注浆孔101的直径为8mm，二次注浆孔101用玻璃胶封堵，为了防止在一次注浆时浆液进入钢花管1、钢锚管6内，在钢花管1、钢锚管6外表面固定安装有一次注浆管；
(2)钻钢花管钻孔：在边坡上垂直向下钻钢花管钻孔，钢花管钻孔钻入中风化岩层不少于4m，钢花管钻孔孔径为130mm；
(3)在钢花管1、钢锚管6外表面环形阵列布置对中钢筋5；
(4)钢花管一次注浆：将钢花管和一次注浆管一起伸入到钢花管钻孔底部，通过伸入孔底的一次注浆管向钢花管钻孔内注浆，把浆液注入钢花管1外形成圆柱形的一次注浆体；
(5)钢花管二次注浆：在一次注浆后8～12小时，在钢花管1的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头伸入钢花管1内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔101劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(6)钢花管二次注浆后将螺纹钢筋束7通长插入钢花管1内；
(7)浇筑钢筋混凝土托梁2：将所述钢花管1外露的50cm顶部与混凝土托梁2中的钢筋结构焊接在一起，浇筑形成钢筋混凝土托梁2；
(8)在钢筋混凝土托梁2上制作竖肋混凝土梁4，梁间现浇制作现浇式钢筋混凝土桩板挡墙3；
(9)钻钢锚管钻孔，自现浇式钢筋混凝土桩板挡墙3处向坡面钻钢锚管钻孔，钢锚管钻孔钻入坡面中风化岩层不少于10m，钢锚管钻孔孔径为150mm；
(10)钢锚管一次注浆：将钢锚管6和一次注浆管12一起伸入到钢锚管钻孔底部，通过伸入孔底的一次注浆管向钢锚管钻孔内注浆，把浆液注入钢锚管6外形成圆柱形的一次注浆体；
(11)钢锚管二次注浆：在一次注浆后8～12小时，在钢锚管6的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头伸入钢锚管6内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔101劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(12)钢锚管二次注浆后将预应力钢绞线束9通长插入钢锚管内，钢锚管和预应力钢绞线束的端部锁紧在张拉台上，预应力钢绞线束9的锚固段均位于边坡的滑带以下。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，包括竖向加筋微型钢花管桩基和钢筋混凝土托梁，所述竖向加筋微型钢花管桩基包括在边坡上垂直向下设置的若干钢花管钻孔，钢花管钻孔内设有钢花管，所述钢花管上螺旋布置有若干二次注浆孔，所述钢花管的底部设有锥状导向帽，所述锥状导向帽远离所述钢花管的一侧固定连接隔离架，所述钢花管内设有螺纹钢筋束，钢花管和钢花管钻孔内设有水泥注浆体，所述钢花管的管口位置设有钢筋混凝土托梁，所述钢筋混凝土托梁内设有钢筋结构且钢筋结构与所述钢花管焊接成整体，所述钢筋混凝土托梁顶上设有竖肋混凝土梁，竖肋混凝土梁之间设有现浇式钢筋混凝土桩板挡墙；其特征在于：所述路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构还包括若干斜向预应力钢锚管锚索，所述斜向预应力钢锚管锚索包括钢锚管和设置于钢锚管内的预应力钢绞线束，贯穿所述现浇式钢筋混凝土桩板挡墙向边坡坡面倾斜向下设有钢锚管钻孔，所述钢锚管和预应力钢绞线束伸入钢锚管钻孔内，所述钢锚管上螺旋设有若干二次注浆孔，所述钢锚管和钢锚管钻孔内设有水泥注浆体，所述钢锚管的管口位置设有用于锁紧钢锚管和预应力钢绞线束的张拉台。
2.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述钢花管/钢锚管的外壁固定安装有一次注浆管，所述一次注浆管沿所述钢花管/钢锚管的外表面延伸至钢花管/钢锚管钻孔的底部。
3.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述水泥注浆体包括一次注浆体和二次注浆体，所述一次注浆体为在钢花管/钢锚管外形成的圆柱形浆体，所述二次注浆体为从钢花管/钢锚管内经过二次注浆孔在1～5MPa压力下注入的浆料将一次注浆体劈裂后向周围岩土体扩散所形成的浆体。
4.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述钢花管/钢锚管的外表面固定安装有至少三根对中钢筋，所述对中钢筋环形阵列设置。
5.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述钢锚管倾角为10°-25°。
6.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述钢花管/钢锚管上的二次注浆孔用玻璃胶封堵。
7.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述螺纹钢筋束由三根螺纹钢筋用箍筋环绑扎而成。
8.根据权利要求1所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构，其特征在于：所述预应力钢绞线束包括三根无粘结钢绞线，所述三根无粘结钢绞线分别穿过轴向设置在钢锚管内壁的架线环上开设的三个过线孔，位于钢锚管的锚固段内的每两个相邻的架线环之间的无粘结钢绞线用箍筋环绑扎。
9.一种路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)钢花管/钢锚管加工：钢花管/钢锚管上螺旋设置有若干二次注浆孔101，二次注浆孔用玻璃胶封堵，在钢花管/钢锚管外表面固定安装有一次注浆管；
(2)钻钢花管钻孔：在边坡上垂直向下钻钢花管钻孔，钢花管钻孔钻入中风化岩层不少于4m；
(3)在钢花管/钢锚管外表面环形阵列布置对中钢筋；
(4)钢花管一次注浆：将钢花管和一次注浆管一起伸入到钢花管钻孔底部，通过伸入孔底的一次注浆管向钢花管钻孔内注浆，把浆液注入钢花管外形成圆柱形的一次注浆体；
(5)钢花管二次注浆：在一次注浆后8～12小时，在钢花管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头伸入钢花管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(6)钢花管二次注浆后将螺纹钢筋束通长插入钢花管内；
(7)浇筑混凝土托梁：将所述钢花管外露的50cm顶部与混凝土托梁中的钢筋结构焊接在一起，浇筑形成钢筋混凝土托梁；
(8)在混凝土托梁上制作竖肋混凝土梁，梁间现浇制作现浇式钢筋混凝土桩板挡墙；
(9)钻钢锚管钻孔，自现浇式钢筋混凝土桩板挡墙处向坡面钻钢锚管钻孔，钢锚管钻孔钻入坡面中风化岩层不少于10m；
(10)钢锚管一次注浆：将钢锚管和一次注浆管一起伸入到钢锚管钻孔底部，通过伸入孔底的一次注浆管向钢锚管钻孔内注浆，把浆液注入钢锚管外形成圆柱形的一次注浆体；
(11)钢锚管二次注浆：在一次注浆后8～12小时，在钢锚管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头伸入钢锚管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(12)钢锚管二次注浆后将预应力钢绞线束通长插入钢锚管内，钢锚管和预应力钢绞线束的端部锁紧在张拉台上。
10.根据权利要求9所述的路堤式钢花管桩桩基托梁锚管锚索高挡墙结构的施工方法，其特征在于：所述钢锚管钻孔的孔径大于钢花管钻孔的孔径。
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