CN113463666A - 用于土质路堑边坡的排桩结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于边坡防治技术领域，具体公开了一种施工方便且抗滑坡效果更好的用于土质路堑边坡的排桩结构及其施工方法。该用于土质路堑边坡的排桩结构通过设置桩顶冠梁将各抗滑桩的顶部连接在一起，并设置桩顶锚索结构对抗滑桩的顶部进行锚固，能够有效限制抗滑桩顶部的位移；通过在抗滑桩的前侧设置腰梁将各抗滑桩连成整体，同时设置桩腰锚索结构对抗滑桩自由段的腰部及腰梁进行锚固，这样不仅限制了桩腰的位移，减少桩腰的弯矩，从而能够减少抗滑桩的截面尺寸和埋置深度，大大降低了施工难度，而且通过锚索施加预应力后，使得抗滑桩的变位受到有效控制，减小了滑体位移并使锚索和抗滑桩形成整体受力结构，提高了整体结构的抗滑作用。

Description

用于土质路堑边坡的排桩结构及其施工方法

技术领域

本发明属于边坡防治技术领域，具体公开了一种用于土质路堑边坡的排桩结构及其施工方法。

背景技术

在土质路堑边坡中，常常地形陡峭、挖方边坡高度大且陡、易失稳滑移，这样边坡的滑坡推力较大。随着经济和施工技术的发展，大量的工程建设也促进了土质路堑边坡治理技术的快速发展，更多的治理技术和措施已在土质路堑边坡治理工程中发挥重要作用。为了增加边坡的稳定性，为路堑路基开挖创造条件，常采用像抗滑桩或桩板墙的结构型式进行治理。其中，抗滑桩以抗滑能力强、桩位灵活、施工方便等优点，通常作为重要的土质路堑边坡治理技术之一。

但是，在土质路堑边坡中采用抗滑桩或者桩板结构型式进行加固，往往存在以下几个缺点：1)桩顶位移偏大，桩体配筋率增大，钢筋用量大；2)规范要求抗滑桩进入稳定岩层中的锚固长度一般为桩长的1/3～2/5，甚至更长，这样抗滑桩施工难度大；3)为限制桩顶位移常常以增加断面积，来提高桩体截面刚度，这样增加了抗滑桩的工程量，增加了工程投资；

4)普通抗滑桩的抗滑力有限，对于一般桩径为1m～2.5m的抗滑桩的最大抗滑力为300KN/m～800KN/m，对于下滑力更大的边坡，普通抗滑桩很难满足要求；5)桩间土容易溜滑，即使有桩间板，对于路堑边坡开挖高度也有较大限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种施工方便且抗滑坡效果更好的用于土质路堑边坡的排桩结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：用于土质路堑边坡的排桩结构，包括设置在边坡上的抗滑桩，所述抗滑桩的下端穿过边坡的潜在滑动岩土层并伸入边坡的稳定岩层中；所述抗滑桩至少为两根，并沿边坡坡面的横向间隔分布；还包括桩顶冠梁、腰梁、桩顶锚索结构和桩腰锚索结构；

所述桩顶冠梁设置在抗滑桩的顶部，并与各抗滑桩连接在一起；

所述腰梁设置在抗滑桩的前侧并与各抗滑桩连接在一起，且腰梁位于路基开挖面与桩顶冠梁之间；

所述桩顶锚索结构包括设置在抗滑桩后侧的桩顶锚索，所述桩顶锚索的前端穿过抗滑桩的顶部并锁紧固定在桩顶冠梁的前侧，所述桩顶锚索的后端穿过边坡的潜在滑动岩土层并锚固于边坡的稳定岩层中；

所述桩腰锚索结构包括设置在抗滑桩后侧的桩腰锚索，所述桩腰锚索的前端穿过抗滑桩的并锁紧固定在腰梁的前侧，所述桩腰锚索的后端穿过边坡的潜在滑动岩土层并锚固于边坡的稳定岩层中。

进一步的是，所述抗滑桩竖直设置。

进一步的是，位于路基开挖面上侧的抗滑桩桩段为自由段，所述腰梁与抗滑桩桩顶之间的距离为自由段高度的1/3～1/2。

进一步的是，所述桩顶锚索的数量与抗滑桩的数量相等，并与各抗滑桩一一对应设置。

进一步的是，所述桩顶锚索的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

进一步的是，所述桩腰锚索的数量与抗滑桩的数量相等，并与各抗滑桩一一对应设置。

进一步的是，所述桩腰锚索的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

进一步的是，所述桩腰锚索位于桩顶锚索的下侧。

本发明还提供了一种用于土质路堑边坡的排桩结构的施工方法，该方法用于施工上述的用于土质路堑边坡的排桩结构，并包括下列步骤：

步骤一，施工平台加固：在土质路堑边坡上，对抗滑桩的施工平台进行开挖支护，并施工坡面截水结构和施工平台的排水结构；

步骤二，测量放样：根据待施工抗滑桩的桩位坐标及桩身断面尺寸，对待施工的抗滑桩的位置进行测量放样；

步骤三，抗滑桩施工：在抗滑桩测量放样的位置，进行抗滑桩的桩孔开挖，开挖完成后在桩孔内绑扎桩身钢筋，之后在桩孔内浇筑混凝土形成抗滑桩；

步骤四，桩顶锚索结构施工：待抗滑桩的混凝土达到28天强度要求后，在抗滑桩后侧的边坡内钻第一锚孔，第一锚孔的内端处于边坡的稳定岩层中，并在第一锚孔中安装桩顶锚索，再在桩顶锚索后端所处的第一锚孔部位中浇筑混凝土形成锚墩，之后在第一锚孔中注浆，最后使桩顶锚索的前端穿过抗滑桩的顶部并在张拉后用锁定件将桩顶锚索的前端锁紧固定在抗滑桩的前侧；

步骤五，桩顶冠梁施工：待桩顶锚索的锚索应力值稳定后，在抗滑桩的顶部施工将各桩间板连接在一起的桩顶冠梁；

步骤六，桩前土体开挖及腰梁和桩腰锚索结构的施工：待桩顶冠梁的混凝土达到28天强度要求后，向下开挖抗滑桩前侧的土体至设计高程的1/3～1/2，然后在抗滑桩的前侧施工将各桩间板连接在一起的腰梁，同时在腰梁中预埋锚索钢管；待腰梁的混凝土达到28天强度要求后，在抗滑桩后侧的边坡内钻第二锚孔，第二锚孔的内端处于边坡的稳定岩层中，并在第二锚孔中安装桩腰锚索，再在桩腰锚索后端所处的第二锚孔部位中浇筑混凝土形成锚墩，之后在第二锚孔中注浆，最后使桩腰锚索的前端穿过抗滑桩和锚索钢管并在张拉后用锁定件将桩腰锚索的前端锁紧固定在腰梁的前侧；

步骤七，桩前土体下挖：待桩腰锚索的锚索应力值稳定后，继续向下开挖抗滑桩前侧的土体至设计高程，在抗滑桩前侧形成的马道平台面即为路基开挖面。

进一步的是：步骤四中，施工桩顶锚索的数量与抗滑桩的数量相等，各桩顶锚索与各抗滑桩一一对应设置，且桩顶锚索的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％；

步骤六中，施工桩腰锚索的数量与抗滑桩的数量相等，各桩腰锚索与各抗滑桩一一对应设置，且桩腰锚索的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

本发明的有益效果是：该用于土质路堑边坡的排桩结构通过设置桩顶冠梁将各抗滑桩的顶部连接在一起，并设置桩顶锚索结构对抗滑桩的顶部进行锚固，能够有效限制抗滑桩顶部的位移；通过在抗滑桩的前侧设置腰梁将各抗滑桩连成整体，同时设置桩腰锚索结构对抗滑桩自由段的腰部及腰梁进行锚固，这样不仅限制了桩腰的位移，减少桩腰的弯矩，使得抗滑桩内力分布更趋合理，通过锚索施加预应力来改善抗滑桩的受力条件，减小桩身弯矩和剪力，从而能够减少抗滑桩的截面尺寸和锚固深度，大大降低了施工难度，使得施工更方便，利于节约工期，而且通过锚索施加预应力后，使得抗滑桩的变位受到有效控制，减小了滑体位移并使锚索和抗滑桩形成整体受力结构，提高了整体结构的抗滑作用。

附图说明

图1是本发明中用于土质路堑边坡的排桩结构的平面布置图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是沿图2中B-B线的剖视图；

图中标记为：抗滑桩10、桩顶冠梁20、腰梁30、桩顶锚索41、桩腰锚索42、路基开挖面50。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

结合图1、图2和图3所示，用于土质路堑边坡的排桩结构，包括设置在边坡上的抗滑桩10，所述抗滑桩10的下端穿过边坡的潜在滑动岩土层并伸入边坡的稳定岩层中；所述抗滑桩10至少为两根，并沿边坡坡面的横向间隔分布；还包括桩顶冠梁20、腰梁30、桩顶锚索结构和桩腰锚索结构；

所述桩顶冠梁20设置在抗滑桩10的顶部，并与各抗滑桩10连接在一起；

所述腰梁30设置在抗滑桩10的前侧并与各抗滑桩10连接在一起，且腰梁30位于路基开挖面50与桩顶冠梁20之间；

所述桩顶锚索结构包括设置在抗滑桩10后侧的桩顶锚索41，所述桩顶锚索41的前端穿过抗滑桩10的顶部并锁紧固定在桩顶冠梁20的前侧，所述桩顶锚索41的后端穿过边坡的潜在滑动岩土层并锚固于边坡的稳定岩层中；

所述桩腰锚索结构包括设置在抗滑桩10后侧的桩腰锚索42，所述桩腰锚索42的前端穿过抗滑桩10的并锁紧固定在腰梁30的前侧，所述桩腰锚索42的后端穿过边坡的潜在滑动岩土层并锚固于边坡的稳定岩层中。

本文以边坡低于抗滑桩10的一侧作为前侧，以边坡高于抗滑桩10的一侧作为后侧，参考图3所示，面对图3右手边方向对应的即为前侧、左手边方向对应的即为后侧。

该用于土质路堑边坡的排桩结构通过设置桩顶冠梁20将各抗滑桩10的顶部连接在一起，并设置桩顶锚索结构对抗滑桩10的顶部进行锚固，能够有效限制抗滑桩10顶部的位移；通过在抗滑桩10的前侧设置腰梁30将各抗滑桩10连成整体，同时设置桩腰锚索结构对抗滑桩10自由段的腰部及腰梁30进行锚固，这样不仅限制了桩腰的位移，减少桩腰的弯矩和剪力，使得抗滑桩10内力分布更趋合理，从而能够减少抗滑桩10的截面尺寸和埋置深度，大大降低了施工难度，而且通过锚索施加预应力后，使得抗滑桩10的变位受到有效控制，减小了滑体位移置，从而使桩前土体强度得到充分发挥，并使锚索和抗滑桩10能较快发挥作用。该用于土质路堑边坡的排桩结构与设置同样截面尺寸抗滑桩10的普通抗滑桩结构相比，抗滑承载力可提高2～3倍，从而更加有效的提高边坡的稳定性。

其中，抗滑桩10是穿过边坡的潜在滑动岩土层伸入稳定岩层的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用；抗滑桩10一般为钢筋混凝土结构，并竖直设置在边坡中；各抗滑桩10通常沿边坡坡面的横向间隔分布一排，边坡坡面的横向指的是垂直于顺坡向的方向。

桩顶冠梁20主要用于将各抗滑桩10的顶部连接在一起，以便与桩顶锚索结构配合，限制该排桩结构应用过程中抗滑桩10顶部的位移。

腰梁30主要用于将各抗滑桩10连成整体，以便与桩腰锚索结构配合，减少抗滑桩10桩腰的弯矩和剪力；为了使得腰梁30能够充分发挥其效用，优选的，结合图2和图3所示，位于路基开挖面50上侧的抗滑桩10桩段为自由段，所述腰梁30与抗滑桩10桩顶之间的距离为自由段高度的1/3～1/2。腰梁30设置的数量可根据边坡推力的大小进行相应布置。

桩顶锚索结构和桩腰锚索结构主要用于提供对抗滑桩10的锚固预应力，以减少抗滑桩10桩腰的弯矩和剪力，使得抗滑桩10内力分布更趋合理，从而能够减少抗滑桩10的截面尺寸和埋置深度；这样还可以使得抗滑桩10的变位受到有效控制，减小滑体位移置，从而使桩前土体强度得到充分发挥，并使锚索和抗滑桩10能较快发挥作用。

桩顶锚索结构通常由多根桩顶锚索41构成，优选的，如图2所示，所述桩顶锚索41的数量与抗滑桩10的数量相等，并与各抗滑桩10一一对应设置。桩腰锚索结构通常由多根桩腰锚索42构成，优选的，如图2所示，所述桩腰锚索42的数量与抗滑桩10的数量相等，并与各抗滑桩10一一对应设置。通常将桩腰锚索42位于桩顶锚索41的下侧，优选使桩顶锚索41与桩腰锚索42上下平行设置。

锚索结构的锁定值参数可根据边坡推力的大小进行相应布置。为了适应锚索与桩体之间变形协调性，需要使锚索的设计锁定值留有余量但又不能增加过多的成本，优选使桩顶锚索41的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％，并使桩腰锚索42的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

结合图2和图3所示，用于土质路堑边坡的排桩结构的施工方法，该方法用于施工上述的用于土质路堑边坡的排桩结构，并包括下列步骤：

步骤一，施工平台加固：在土质路堑边坡上，对抗滑桩10的施工平台进行开挖支护，并施工坡面截水结构和施工平台的排水结构；该步骤一般按照施工图对施工平台进行施工，施工过程中应加强对施工平台及后边坡的变形监测和巡视，确保施工期的安全；后边坡一般指沿顺坡向高出施工平台的边坡部分；

步骤二，测量放样：根据待施工抗滑桩10的桩位坐标及桩身断面尺寸，对待施工的抗滑桩10的位置进行测量放样；测量放样时，根据技术施工蓝图中抗滑桩10桩心坐标和桩身断面尺寸进行现场放样，确定抗滑桩10的桩孔位置；

步骤三，抗滑桩10施工：在抗滑桩10测量放样的位置，进行抗滑桩10的桩孔开挖，开挖完成后在桩孔内绑扎桩身钢筋，之后在桩孔内浇筑混凝土形成抗滑桩10；

步骤四，桩顶锚索结构施工：待抗滑桩10的混凝土达到28天强度要求后，在抗滑桩10后侧的边坡内钻第一锚孔，第一锚孔的内端处于边坡的稳定岩层中，并在第一锚孔中安装桩顶锚索41，再在桩顶锚索41后端所处的第一锚孔部位中浇筑混凝土形成锚墩，之后在第一锚孔中注浆，最后使桩顶锚索41的前端穿过抗滑桩10的顶部并在张拉后用锁定件将桩顶锚索41的前端锁紧固定在抗滑桩10的前侧；

步骤五，桩顶冠梁20施工：待桩顶锚索41的锚索应力值稳定后，在抗滑桩10的顶部施工将各桩间板20连接在一起的桩顶冠梁20；

步骤六，桩前土体开挖及腰梁30和桩腰锚索结构的施工：待桩顶冠梁20的混凝土达到28天强度要求后，向下开挖抗滑桩10前侧的土体至设计高程的1/3～1/2，然后在抗滑桩10的前侧施工将各桩间板20连接在一起的腰梁30，同时在腰梁30中预埋锚索钢管；待腰梁30的混凝土达到28天强度要求后，在抗滑桩10后侧的边坡内钻第二锚孔，第二锚孔的内端处于边坡的稳定岩层中，并在第二锚孔中安装桩腰锚索42，再在桩腰锚索42后端所处的第二锚孔部位中浇筑混凝土形成锚墩，之后在第二锚孔中注浆，最后使桩腰锚索42的前端穿过抗滑桩10和锚索钢管并在张拉后用锁定件将桩腰锚索42的前端锁紧固定在腰梁30的前侧；

步骤七，桩前土体下挖：待桩腰锚索42的锚索应力值稳定后，继续向下开挖抗滑桩10前侧的土体至设计高程，在抗滑桩10前侧形成的马道平台面即为路基开挖面50。

优选的，步骤四中，施工桩顶锚索41的数量与抗滑桩10的数量相等，各桩顶锚索41与各抗滑桩10一一对应设置，且桩顶锚索41的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％；

步骤六中，施工桩腰锚索42的数量与抗滑桩10的数量相等，各桩腰锚索42与各抗滑桩10一一对应设置，且桩腰锚索42的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

Claims (10)

1.用于土质路堑边坡的排桩结构，包括设置在边坡上的抗滑桩(10)，所述抗滑桩(10)的下端穿过边坡的潜在滑动岩土层并伸入边坡的稳定岩层中；所述抗滑桩(10)至少为两根，并沿边坡坡面的横向间隔分布；其特征在于：还包括桩顶冠梁(20)、腰梁(30)、桩顶锚索结构和桩腰锚索结构；

所述桩顶冠梁(20)设置在抗滑桩(10)的顶部，并与各抗滑桩(10)连接在一起；

所述腰梁(30)设置在抗滑桩(10)的前侧并与各抗滑桩(10)连接在一起，且腰梁(30)位于路基开挖面(50)与桩顶冠梁(20)之间；

所述桩顶锚索结构包括设置在抗滑桩(10)后侧的桩顶锚索(41)，所述桩顶锚索(41)的前端穿过抗滑桩(10)的顶部并锁紧固定在桩顶冠梁(20)的前侧，所述桩顶锚索(41)的后端穿过边坡的潜在滑动岩土层并锚固于边坡的稳定岩层中；

所述桩腰锚索结构包括设置在抗滑桩(10)后侧的桩腰锚索(42)，所述桩腰锚索(42)的前端穿过抗滑桩(10)的并锁紧固定在腰梁(30)的前侧，所述桩腰锚索(42)的后端穿过边坡的潜在滑动岩土层并锚固于边坡的稳定岩层中。

2.如权利要求1所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：所述抗滑桩(10)竖直设置。

3.如权利要求1所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：位于路基开挖面(50)上侧的抗滑桩(10)桩段为自由段，所述腰梁(30)与抗滑桩(10)桩顶之间的距离为自由段高度的1/3～1/2。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：所述桩顶锚索(41)的数量与抗滑桩(10)的数量相等，并与各抗滑桩(10)一一对应设置。

5.如权利要求4所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：所述桩顶锚索(41)的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

6.如权利要求4所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：所述桩腰锚索(42)的数量与抗滑桩(10)的数量相等，并与各抗滑桩(10)一一对应设置。

7.如权利要求6所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：所述桩腰锚索(42)的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

8.如权利要求6所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，其特征在于：所述桩腰锚索(42)位于桩顶锚索(41)的下侧。

9.用于土质路堑边坡的排桩结构的施工方法，其特征在于：该方法用于施工权利要求1至8中任意一项所述的用于土质路堑边坡的排桩结构，并包括下列步骤：

步骤一，施工平台加固：在土质路堑边坡上，对抗滑桩(10)的施工平台进行开挖支护，并施工坡面截水结构和施工平台的排水结构；

步骤二，测量放样：根据待施工抗滑桩(10)的桩位坐标及桩身断面尺寸，对待施工的抗滑桩(10)的位置进行测量放样；

步骤三，抗滑桩(10)施工：在抗滑桩(10)测量放样的位置，进行抗滑桩(10)的桩孔开挖，开挖完成后在桩孔内绑扎桩身钢筋，之后在桩孔内浇筑混凝土形成抗滑桩(10)；

步骤四，桩顶锚索结构施工：待抗滑桩(10)的混凝土达到28天强度要求后，在抗滑桩(10)后侧的边坡内钻第一锚孔，第一锚孔的内端处于边坡的稳定岩层中，并在第一锚孔中安装桩顶锚索(41)，再在桩顶锚索(41)后端所处的第一锚孔部位中浇筑混凝土形成锚墩，之后在第一锚孔中注浆，最后使桩顶锚索(41)的前端穿过抗滑桩(10)的顶部并在张拉后用锁定件将桩顶锚索(41)的前端锁紧固定在抗滑桩(10)的前侧；

步骤五，桩顶冠梁(20)施工：待桩顶锚索(41)的锚索应力值稳定后，在抗滑桩(10)的顶部施工将各桩间板(20)连接在一起的桩顶冠梁(20)；

步骤六，桩前土体开挖及腰梁(30)和桩腰锚索结构的施工：待桩顶冠梁(20)的混凝土达到28天强度要求后，向下开挖抗滑桩(10)前侧的土体至设计高程的1/3～1/2，然后在抗滑桩(10)的前侧施工将各桩间板(20)连接在一起的腰梁(30)，同时在腰梁(30)中预埋锚索钢管；待腰梁(30)的混凝土达到28天强度要求后，在抗滑桩(10)后侧的边坡内钻第二锚孔，第二锚孔的内端处于边坡的稳定岩层中，并在第二锚孔中安装桩腰锚索(42)，再在桩腰锚索(42)后端所处的第二锚孔部位中浇筑混凝土形成锚墩，之后在第二锚孔中注浆，最后使桩腰锚索(42)的前端穿过抗滑桩(10)和锚索钢管并在张拉后用锁定件将桩腰锚索(42)的前端锁紧固定在腰梁(30)的前侧；

步骤七，桩前土体下挖：待桩腰锚索(42)的锚索应力值稳定后，继续向下开挖抗滑桩(10)前侧的土体至设计高程，在抗滑桩(10)前侧形成的马道平台面即为路基开挖面(50)。

10.如权利要求9所述的用于土质路堑边坡的排桩结构的施工方法，其特征在于：

步骤四中，施工桩顶锚索(41)的数量与抗滑桩(10)的数量相等，各桩顶锚索(41)与各抗滑桩(10)一一对应设置，且桩顶锚索(41)的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％；

步骤六中，施工桩腰锚索(42)的数量与抗滑桩(10)的数量相等，各桩腰锚索(42)与各抗滑桩(10)一一对应设置，且桩腰锚索(42)的实际锁定值为其设计锁定值的60％～80％。

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