CN116005693B - 一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法，包含抗滑桩区、设置于抗滑桩区外周的圈梁、设置于圈梁上的围护桩以及设置于围护桩内的工字钢；抗滑桩区设置抗滑桩位于滑移面上且土体内包含坚硬岩石层，抗滑桩区紧邻边坡且位于回填方沟一侧，抗滑桩区内部设置有两个旋挖钻孔、抗滑桩区四周内侧还设置有潜孔和膨胀孔。本发明通过对滑移面的前期处理、边坡设置以及抗滑桩的布置，可有效的应对后续滑移面后续的坍塌和移动；通过旋挖钻孔、潜孔和膨胀孔的设置，可在岩层区进行开挖，保证抗滑桩的开孔成型；通过倒壁式支护、连板和挡土板等联合设置，可保证抗滑桩的整体性连接和抗滑移的性能的提升。

Description

一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法

技术领域

本发明属于抗滑桩施工技术领域，特别涉及一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法。

背景技术

在对边坡的安全隐患整治中，对于边坡的滑移需要重点的设计。因为滑移会造成道路及管线的损坏，严重的话会危及生命和财产的安全。在对滑移面进行整治时多采用抗滑桩进行加固和处理，但是抗滑桩一般只设计桩型和位置，对于桩体材料也都有具体的要求多采用混凝土浇筑，但是对其在安装时遇到岩石层如何进行开孔以及前期维护少有涉及，而且对于抗滑桩之间的连接和挡土设计更是没有针对性方案。

发明内容

本发明提供了一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构及其施工方法，用以解决滑移面设计、抗滑桩区内挖孔、较硬岩石区破孔以及抗滑桩间的稳固设计等技术问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构，包含抗滑桩区、设置于抗滑桩区外周的圈梁、设置于圈梁上的围护桩以及设置于围护桩内的工字钢；

所述抗滑桩区设置抗滑桩位于滑移面上且桩周土体内包含坚硬岩石层，抗滑桩区紧邻边坡且位于回填方沟一侧，抗滑桩区内部设置有两个旋挖钻孔、抗滑桩区四周内侧还设置有潜孔和膨胀孔。

进一步的，所述抗滑桩区的操作平台位于坡脚处，操作平台硬化加宽处理，硬化采用注浆，注浆深度达到滑移面之下1m，注浆深度范围7.5m~10m。

进一步的，所述抗滑桩为矩形桩钢筋混凝土桩，抗滑桩侧壁支护为倒挂壁支护，倒挂壁支护包含钢筋网片、钢筋格栅、纵向连接筋和喷射混凝土。

进一步的，所述围护桩设置于抗滑桩区四周且至少设置于每一边的端部和中部，距离抗滑桩区周边不少于400mm；抗滑桩桩内竖向放置一道工字钢，桩身采用细石混凝土灌注；围护桩位于圈梁下方，工字钢与圈梁主筋焊接连在一起。

进一步的，所述潜孔深度与旋挖钻孔深度对应设置，且距抗滑桩内边不大于0.2m；在坚硬岩层区还设置有膨胀孔，膨胀孔为梅花型布置。

进一步的，岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，具体步骤如下

步骤一、根据边坡确定滑移面，在坡脚的滑移面处设置滑动桩；待滑动桩的位置确定后，对应设置导线点和水准点；

步骤二、在滑动桩设置处，浇筑操作平台；操作平台完成后，设置围护桩；围护桩设置于圈梁之下；

步骤三、围护桩距离周边400mm，桩内竖向放置一道工字钢，以起支撑作用，围护桩桩身采用细石混凝土灌注；工字钢与圈梁主筋焊接连在一起，与圈梁整体受力；

步骤四、桩周土体内包含有中风化砂岩层，中风化砂岩层的单轴饱和抗压强度大于30MPa，岩石与锚固体极限粘结强度值大于1000Kpa；由此对抗滑桩区内采用旋挖钻机在抗滑桩中心开挖2孔，开挖出大量石方；旋挖钻机成孔后再采用气动潜孔锤沿桩内边四周平均间距0.2m进行钻孔，达到破碎分离岩石的目的

步骤五、而后再采用人工风镐进行破除剩余岩石；在遇到较坚硬岩石层时，需采用膨胀水泥破坏岩层后，再进行人工清孔，其中膨胀孔采用梅花型布置；

步骤六、成孔后，待倒壁时支护和钢筋笼下放完毕后，抗滑桩顶部还设置有连板形成整体性连接且连接长度大于滑移面的长度，而后浇筑抗滑桩的混凝土，完成整体施工。

进一步的，对滑移面所有表面裂缝灌注混凝土，增加土体稳定性，再对整个滑坡进行边坡修整，设置4级边坡，沿滑裂面周边钻孔注浆；对滑移面前三级坡进行锚喷支护，保证抗滑桩上部土体稳定。

进一步的，所述边坡修整采用自上而下的方式进行，直至土方甩运至坡脚处，形成反压平台，刷坡时对应控制好刷坡坡率和刷坡范围。

进一步的，所述抗滑桩在土层或松散岩层中的长度为不少于8m，嵌固稳定岩层中的深度不少于8m，采用C30混凝土浇筑。

进一步的，相邻抗滑桩中间设置挡土板相连，挡土板厚度不少于600mm，并在每颗桩顶设两排预应力锚索，锚索采用钢绞线。

本发明的有益效果体现在：

1）本发明通过对滑移面的前期处理、边坡设置以及抗滑桩的布置，可有效的应对后续滑移面后续的坍塌和移动；

2）本发明通过旋挖钻孔、潜孔和膨胀孔的设置，可在岩层区进行开挖，保证抗滑桩的开孔成型；

3）本发明通过倒壁式支护、连板和挡土板等联合设置，可保证抗滑桩的整体性连接和抗滑移的性能的提升。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解；本发明的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。

附图说明

图1是圈梁和围护桩设置结构示意图；

图2是旋挖钻孔设置示意图；

图3是潜孔设置示意图；

图4是抗滑桩区结构剖面示意图；

图5是膨胀孔设置示意图。

附图标记：1-抗滑桩区、2-圈梁、3-围护桩、4-工字钢、5-桩周土体、6-旋挖钻孔、7-平台待挖部、8-潜孔、9-膨胀孔。

具体实施方式

以某边坡抗滑移安全隐患处置为例，本次安全隐患事故地点位于规划建设中的边坡，道路边坡发生裂缝、滑移，滑坡面积约9840m2，土方量约50000m³，造成道路及管线损坏，同时严重影响附近居民的生命财产安全。目前还存在道路工程处于施工中，且土体含有岩石层。滑坡坡脚处原先存在一未回填的电力方沟，方沟长90.2m，高3.5m，上口宽7.2m，下口宽4.85m，发生滑坡险情后，施工方迅速对其进行中粗砂回填，方沟距离抗滑桩间距4m。

如图1至图5所示，一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构，包含抗滑桩区1、设置于抗滑桩区1外周的圈梁2、设置于圈梁2上的围护桩3以及设置于围护桩3内的工字钢4；抗滑桩区1设置抗滑桩位于滑移面上且桩周土体5内包含坚硬岩石层，抗滑桩区1紧邻边坡且位于回填方沟一侧，抗滑桩区1内部设置有两个旋挖钻孔6、抗滑桩区1四周内侧还设置有潜孔8和膨胀孔9。

本实施例中，抗滑桩区1的操作平台位于坡脚处，操作平台硬化加宽处理，硬化采用注浆，注浆深度达到滑移面之下1m，注浆深度范围7.5m~10m。抗滑桩为矩形桩钢筋混凝土桩，抗滑桩侧壁支护为倒挂壁支护，倒挂壁支护包含钢筋网片、钢筋格栅、纵向连接筋和喷射混凝土。

本实施例中，围护桩3设置于抗滑桩区1四周且至少设置于每一边的端部和中部，距离抗滑桩区1周边不少于400mm；抗滑桩桩内竖向放置一道工字钢4，桩身采用细石混凝土灌注；围护桩3位于圈梁2下方，工字钢4与圈梁2主筋焊接连在一起。潜孔8深度与旋挖钻孔6深度对应设置，且距抗滑桩内边不大于0.2m；在坚硬岩层区还设置有膨胀孔9，膨胀孔9为梅花型布置。旋挖钻孔6外侧区域为平台待挖部7。

结合图1至图5所示，进一步说明岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，具体步骤如下

步骤一、根据边坡确定滑移面，在坡脚的滑移面处设置滑动桩；待滑动桩的位置确定后，对应设置导线点和水准点。

对滑移面所有表面裂缝灌注混凝土，增加土体稳定性，再对整个滑坡进行边坡修整，设置4级边坡，沿滑裂面周边钻孔注浆；对滑移面前三级坡进行锚喷支护，保证抗滑桩上部土体稳定。

其中，三级坡进行锚喷支护时，先用钻机进行注浆孔凿眼，插入锚杆，边坡锚杆采用HRB400螺纹钢，直径为Φ22，锚杆的长度为1.5m，排距0.75m，行距1m沿坡面方向，梅花状分布；再利用锚杆挂设钢筋网，布设加强筋，钢筋网采用Φ6@150，HPB300，加强筋采用2Φ14，最后进行混凝土喷射，混凝土标号为C25，厚度为15cm。

本实施例中，边坡修整采用自上而下的方式进行，直至土方甩运至坡脚处，形成反压平台，刷坡时对应控制好刷坡坡率和刷坡范围。

步骤二、在滑动桩设置处，浇筑操作平台；操作平台完成后，设置围护桩3；围护桩3设置于圈梁2之下。

操作平台于坡脚处的抗滑桩平台场地为堆积土，承载力弱，土体软化，机械无法进场，需进行平台硬化加宽处理。硬化采用注浆处理。注浆范围长74.536m，宽8m，注浆深度达到滑移面之下1m，注浆深度范围7.5m~10m，

步骤三、围护桩3距离周边400mm，桩内竖向放置一道工字钢4，以起支撑作用，围护桩3桩身采用细石混凝土灌注；工字钢4与圈梁2主筋焊接连在一起，与圈梁2整体受力；

本实施例中，操作平台注浆之后，为了防止抗滑桩在开挖过程中，护壁稳定性不足，易发生落石，塌孔现象，需在抗滑桩四周设置8根围护桩3。围护桩3直径300mm，长12m，沿桩孔周边四角及中间布置，距离周边400mm，桩内竖向放置一道工字钢4，以起支撑作用，工字钢4型号采用22b，桩身采用细石混凝土灌注。8根围护桩3位于圈梁2下方，工字钢4与圈梁2主筋焊接连在一起，与圈梁2整体受力。围护桩3采用KW180型地热水井多功能钻车气动潜孔8锤进行冲击开挖。可以满足凿岩、排渣清孔的需要，长螺旋钻杆提升排渣，钻孔产生的渣由潜孔8锤排渣孔排出。

本实施例中，圈梁2采用C25混凝土浇筑，圈梁2靠近围护桩3工字钢4部位的主筋与工字钢4进行焊接，并且要预埋插筋与第一圈护壁砼连接。圈梁2高度500mm，宽800mm，顶面高出地面30cm。在第一节井圈的上口作桩位“十”字控制点，该井圈的中心线与设计轴线的偏差不得大于20mm。挖孔过程中每2m检测一次中线、垂直度及桩径。

步骤四、桩周土体5内包含有中风化砂岩层，中风化砂岩层的单轴饱和抗压强度大于30MPa，岩石与锚固体极限粘结强度值为1100Kpa；由此对抗滑桩区1内采用旋挖钻机在抗滑桩中心开挖2孔，开挖出大量石方；旋挖钻机成孔后再采用气动潜孔8锤沿桩内边四周平均间距0.2m进行钻孔，达到破碎分离岩石的目的。

本实施例中，采用旋挖钻机在抗滑桩中心开挖2孔，孔径1.5m，深度16m，这样可开挖出大量石方，而且安全，旋挖钻机成孔后再采用气动潜孔8锤沿桩内边四周平均间距0.2m进行钻孔，孔径100mm，深度16m，以达到破碎分离岩石的目的，最后采用人工风镐进行破除剩余岩石。

其中，旋挖钻机成孔对松散回填土及强风化岩层而言，钻挖孔施工无需泥浆护壁，钻孔前需埋设护筒，旋挖钻机一般采用筒式钻头，开孔时旋挖到地下4～5m时，钻机要轻压慢转渐渐进入正常施工，保证钻斗对准桩位，预防孔斜和桩位偏差。开始钻进时先轻压慢转，后逐渐加大转速和转压，逐渐钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度：由硬地层钻到软地层时，可适当加快钻进速度；当软地层变为硬地层时，要减速慢进；在易缩径的地层中，应适当增加扫孔次数，防止缩径；对硬塑层采用快转速钻进，以提高钻进效率。如出现孔壁塌方的现象，可局部采用低标砂浆或低标号砼进行回填，待砂浆或砼达到一定强度后进行二次或多次成孔。对继续下挖存在塌孔现象的孔均按此施工工艺处理。

步骤五、而后再采用人工风镐进行破除剩余岩石；在遇到较坚硬岩石层时，需采用膨胀水泥破坏岩层后，再进行人工清孔，其中膨胀孔9采用梅花型布置；其中，膨胀孔9凿孔深度50cm，孔径3cm，间距30cm。

步骤六、成孔后，待倒壁时支护和钢筋笼下放完毕后，抗滑桩顶部还设置有连板形成整体性连接且连接长度大于滑移面的长度，而后浇筑抗滑桩的混凝土，完成整体施工。

其中，抗滑桩在土层或松散岩层中的长度为不少于8m，嵌固稳定岩层中的深度不少于8m，采用C30混凝土浇筑。相邻抗滑桩中间设置挡土板相连，挡土板厚度不少于600mm，并在每颗桩顶设两排预应力锚索，锚索采用钢绞线。

以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构，其特征在于，包含抗滑桩区（1）、设置于抗滑桩区（1）外周的圈梁（2）、设置于圈梁（2）上的围护桩（3）以及设置于围护桩（3）内的工字钢（4）；

所述抗滑桩区（1）设置抗滑桩位于滑移面上且桩周土体（5）内包含坚硬岩石层，抗滑桩区（1）紧邻边坡且位于回填方沟一侧，抗滑桩区（1）内部设置有两个旋挖钻孔（6）、抗滑桩区（1）四周内侧还设置有潜孔（8）和膨胀孔（9）；

所述抗滑桩为矩形桩钢筋混凝土桩，抗滑桩侧壁支护为倒挂壁支护，倒挂壁支护包含钢筋网片、钢筋格栅、纵向连接筋和喷射混凝土；

所述潜孔（8）深度与旋挖钻孔（6）深度对应设置，且距抗滑桩内边不大于0.2m；在坚硬岩层区还设置有膨胀孔（9），膨胀孔（9）为梅花型布置。

2.如权利要求1所述的一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构，其特征在于，所述抗滑桩区（1）的操作平台位于坡脚处，操作平台硬化加宽处理，硬化采用注浆，注浆深度达到滑移面之下1m，注浆深度范围7.5m~10m。

3.如权利要求1所述的一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构，其特征在于，所述围护桩（3）设置于抗滑桩区（1）四周且至少设置于每一边的端部和中部，距离抗滑桩区（1）周边不少于400mm；抗滑桩桩内竖向放置一道工字钢（4），桩身采用细石混凝土灌注；围护桩（3）位于圈梁（2）下方，工字钢（4）与圈梁（2）主筋焊接连在一起。

4.一种如权利要求1至3任意一项所述的岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，其特征在于，具体步骤如下

步骤一、根据边坡确定滑移面，在坡脚的滑移面处设置滑动桩；待滑动桩的位置确定后，对应设置导线点和水准点；

步骤二、在滑动桩设置处，浇筑操作平台；操作平台完成后，设置围护桩（3）；围护桩（3）设置于圈梁（2）之下；

步骤三、围护桩（3）距离周边400mm，桩内竖向放置一道工字钢（4），以起支撑作用，围护桩（3）桩身采用细石混凝土灌注；工字钢（4）与圈梁（2）主筋焊接连在一起，与圈梁（2）整体受力；

步骤四、桩周土体（5）内包含有中风化砂岩层，中风化砂岩层的单轴饱和抗压强度大于30MPa，岩石与锚固体极限粘结强度值大于1000Kpa；由此对抗滑桩区（1）内采用旋挖钻机在抗滑桩中心开挖2孔，开挖出大量石方；旋挖钻机成孔后再采用气动潜孔（8）锤沿桩内边四周平均间距0.2m进行钻孔，达到破碎分离岩石的目的

步骤五、而后再采用人工风镐进行破除剩余岩石；在遇到较坚硬岩石层时，需采用膨胀水泥破坏岩层后，再进行人工清孔，其中膨胀孔（9）采用梅花型布置；

步骤六、成孔后，待倒壁时支护和钢筋笼下放完毕后，抗滑桩顶部还设置有连板形成整体性连接且连接长度大于滑移面的长度，而后浇筑抗滑桩的混凝土，完成整体施工。

5.如权利要求4所述的一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，其特征在于，对滑移面所有表面裂缝灌注混凝土，增加土体稳定性，再对整个滑坡进行边坡修整，设置4级边坡，沿滑裂面周边钻孔注浆；对滑移面前三级坡进行锚喷支护，保证抗滑桩上部土体稳定。

6.如权利要求5所述的一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，其特征在于，边坡修整采用自上而下的方式进行，直至土方甩运至坡脚处，形成反压平台，刷坡时对应控制好刷坡坡率和刷坡范围。

7.如权利要求4所述的一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，其特征在于，抗滑桩在土层或松散岩层中的长度为不少于8m，嵌固稳定岩层中的深度不少于8m，采用C30混凝土浇筑。

8.如权利要求4所述的一种岩石区组合式挖孔抗滑桩结构的施工方法，其特征在于，相邻抗滑桩中间设置挡土板相连，挡土板厚度不少于600mm，并在每颗桩顶设两排预应力锚索，锚索采用钢绞线。