CN214363533U - 一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，该结构包括加强钢套、前排预制混凝土管桩、后排预制混凝土管桩、碎石、混凝土、阻浆块、通浆孔、隔浆片、异形连梁、连接槽、预制混凝土冠梁、公锁接头和母锁接头。基于边坡双排抗滑桩加固，采用预制混凝土管桩作为前排和后排桩的桩身结构，冠梁和异形连梁采用预制混凝土构件，在施工过程中采用碎石对桩底端外部缝隙进行填筑和注浆，并采用二次压力注浆的方式增强桩身侧摩阻力和桩端承载力，提升了双排混凝土管桩的整体刚度及建造质量，减小了施工难度和施工工期。

Description

一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构

技术领域

本实用新型属于土木工程施工技术领域，尤其涉及一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，主要用于山区公路边坡抗滑加固工程中。

背景技术

在山区公路运营过程中，边坡的稳定与否关系着公路的运营安全，因此需要对周围边坡稳定状态进行评估。如果边坡稳定系数较小，则需要对边坡进行加固。通常采取的加固方法有采用单排、双排混凝土抗滑桩和混凝土挡墙加固等方式。

以上加固措施均存在自身不足：(1)单排混凝土抗滑桩自身抗倾覆能力差，对于较大滑坡体难以起到更加有效的加固作用。(2)传统双排混凝土抗滑桩需要在现场进行灌注施工，其施工质量容易受场地和施工水平等因素影响，质量难以控制。(3)双排混凝土抗滑桩的连梁为直线型，其轴线和前排及后排桩身轴线垂直，在桩顶连接处形成直角，在双排桩工作过程中连梁和桩顶连接处容易产生应力集中，结构容易破坏。在不同岩土体中，双排桩中前排桩和后排桩的桩端承载力和桩侧摩阻力不同，在软弱破碎岩土体中桩端承载力和桩侧摩阻力较小，加固结构整体容易发生倾覆，难以达到加固的目的，因此需要提升双排桩的桩侧摩阻力和桩端承载力，从而达到对边坡进行加固的目的。

专利CN201911081297.8公开了一种山体边坡超厚度喷锚永久支护结构的施工方法，包括打桩位置区域场地整平，并标记桩位点；在桩位点处进行支护桩孔施工，在支护桩孔内放入钢管，再浇灌混凝土或水泥浆液完成成桩；打桩区域顶部绑扎双层钢筋网片，并进行喷锚；在支护桩顶部安装横向和纵向工字钢，横向工字钢之间用钢筋焊接连接，横向和纵向工字钢之间焊接连接；竖向垂直开挖面采用双层双向钢筋进行绑扎，边开挖，边支护喷锚，直至边坡底部；开挖到基坑指定位置处，并安装泄水孔。通过上述设置，可以满足在放坡空间不够的区域进行支护施工，前后排支护桩间用横向和纵向工字钢进行焊接连接，能够满足永久性支护结构要求，保证山体边坡结构及临近周围设施安全。

专利CN201811530498.7公开了一种高路堤垮塌的修复结构及其施工方法，该修复结构设置于滑坡体上，包括了上部挡墙和下部双排桩刚架抗滑稳定结构，通过结构优化设计，将道路行车载荷通过上部挡墙和下部双排桩刚架结构直接传到滑坡体的下部稳定地层，避免给滑动地层造成不利影响，保证施工的顺利进行；下部双排桩和桩顶冠梁形成的刚架结构具有良好的抗弯曲、抗剪切、抗倾覆和强大的抗滑移性能，能提高边坡抗滑稳定性安全系数，刚架结构上部设置板式挡墙或者扶壁式挡墙，用于拦挡路面基层起到限制表层土体侧向位移的作用，从而实现先修复外侧路基路面，再修复内侧路面，保证了不中断交通情况下施工顺利完成。

实用新型内容

本实用新型的目的在于实现在山区高速公路危险边坡的坡体上施做桩孔，以减小对危险边坡的扰动影响。

本实用新型采用的技术方案为一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，该结构包括加强钢套、前排预制混凝土管桩、后排预制混凝土管桩、碎石、混凝土、阻浆块、通浆孔、隔浆片、异形连梁、连接槽、预制混凝土冠梁、公锁接头和母锁接头。

加强钢套附着在前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩的底部，碎石填充在前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩的桩底内部及桩身与周围岩土体包围形成的空隙内。混凝土填充在碎石位置以上，前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩桩身外侧与岩土体包围形成的空隙内。阻浆块放置在前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩内部填充的碎石顶部，通浆孔布设在前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩桩身底部以上，隔浆片安装在前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩桩身上的通浆孔的外侧。

前排预制混凝土管桩和后排预制混凝土管桩的桩顶通过连接槽与异形连梁进行刚性连接，预制混凝土冠梁通过其自身的公锁接头与异形连梁上的母锁接头进行刚性连接。

进一步地，预制混凝土冠梁的公锁接头与异形连梁的母锁接头形成咬合连接；所述异形连梁上设有预留注浆孔，通过预留注浆孔对预制异形连梁与前排预制混凝土管桩、后排预制混凝土管桩桩顶之间的连接位置进行注浆，然后通过预留注浆孔对异形连梁的母锁接头和预制混凝土冠梁之间的公锁接头之间进行注浆，加强结构的整体性，完成整个公路边坡加固工程的施工。

进一步地，碎石粒径在10mm～20mm之间，灌注高度控制在桩底以上1m～2m范围内。

与现有技术相比较，本实用新型基于边坡双排抗滑桩加固，采用预制混凝土管桩作为前排和后排桩的桩身结构，冠梁和异形连梁采用预制混凝土构件，在施工过程中采用碎石对桩底端外部缝隙进行填筑和注浆，并采用二次压力注浆的方式增强桩身侧摩阻力和桩端承载力，是一种应用于山区公路危险边坡的加固方式，主要解决了以下技术问题：(1)装配式双排混凝土管桩固端增阻技术。通过在双排桩中的前排桩和后排桩桩底端内部和外部缝隙灌注碎石和进行二次压力注浆，提升了桩端承载力和增强了桩体与周围岩土体的摩阻力，最终提高了双排桩整体的稳定性，增强了对危险边坡的加固效果。(2)预制装配式双排混凝土管桩顶部应力分散技术。采用预制异形连梁连接前排和后排混凝土管桩，解决了采用传统直线连梁的双排桩桩顶连接部分的应力集中问题。同时采用预制异形连梁也减小了施工过程中支模及建造程序较为复杂的问题，提升了双排混凝土管桩的整体刚度及建造质量，减小了施工难度和施工工期。

附图说明

图1边坡抗滑预制装配式双排桩俯视图。

图2边坡抗滑预制装配式双排桩A-A剖面图。

图3预制装配式边坡抗滑双排桩B-B剖面图。

图4预制混凝土管桩正视图。

图5预制混凝土管桩C-C剖面图。

图中：1.加强钢套，2.前排预制混凝土管桩，3.后排预制混凝土管桩，4.碎石，5.混凝土，6.阻浆块，7.通浆孔，8.隔浆片，9.异形连梁，11.预制混凝土冠梁，12.公锁接头，13、母锁接头，14.预留注浆孔。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。

图1为边坡抗滑预制装配式双排桩俯视图。

边坡抗滑预制装配式双排桩A-A剖面图如图2所示。

边坡抗滑预制装配式双排桩B-B剖面图如图3所示。

预制混凝土管桩正视图如图4所示。

预制混凝土管桩C-C剖面图如图5所示。

桩孔的施工过程采用正循环和反循环钻机成孔的方式，然后将带有桩底加强钢套1的前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3放入桩孔中，待前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3桩体吊装就位完成后，在前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3桩身和周围岩土体缝隙处灌注碎石4，同时在前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3内部灌注碎石4，碎石4粒径控制在10mm～20mm之间，灌注高度控制在桩底以上1m～2m范围内，待灌注完毕后在前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3桩身和周围岩土体缝隙中的碎石4空隙处进行第一次注浆，然后向上部缝隙内灌注混凝土5，待混凝土5强度到达设计值之后，在前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3桩身内部放置阻浆块6，并向前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3内底部进行压力注浆，使浆液能够冲破前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3桩身上通浆孔7内的隔浆片8，最终挤压预制混凝土管桩外侧底部的第一次注浆浆液和碎石4的硬化体，使其发生破裂并挤压周围岩土体，同时浆液对周围岩土体产生渗入硬化作用，增强前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3底部与周围岩土体的桩侧摩阻力。同时压力注浆过程还会对前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3底部周围岩土体进行压密，浆液沿周围岩土体的缝隙产生渗入硬化作用，进一步提升前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3桩端承载力。待二次压力注浆完成，浆液完全硬化之后，进行异形连梁9的施工。将前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3顶部多余混凝土进行凿除并形成凿毛面，清除前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3顶部周围土体，保证异形连梁9的施工空间，润湿异形连梁9和前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3顶部的接触面，同时将前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3顶部润湿，吊装就位异形连梁9，并使前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3顶部完全嵌入异形连接梁9的连接槽10，待全部异形连梁9吊装完毕后，进行预制混凝土冠梁11的施工。将预制混凝土冠梁11吊装至相应位置，使预制混凝土冠梁11的公锁接头12与异形连梁9的母锁接头13形成有效咬合连接，待所有预制混凝土冠梁11吊装施工完毕后，通过预留注浆孔14对预制异形连梁9与前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3桩顶之间的连接位置进行注浆，然后通过预留注浆孔14对异形连梁9的母锁接头13和预制混凝土冠梁11之间的公锁接头12之间进行注浆，进一步加强结构的整体性，完成整个公路边坡加固工程的施工。

一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩装置，该装置包括加强钢套1、前排预制混凝土管桩2、后排预制混凝土管桩3、碎石4、混凝土5、阻浆块6、通浆孔7、隔浆片8、异形连梁9、连接槽10、预制混凝土冠梁11、公锁接头12、母锁接头13和预留注浆孔14。

加强钢套1附着在前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3的底部，碎石4填充在前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3的桩底内部及桩身与周围岩土体包围形成的空隙内。混凝土5填充在碎石4位置以上，前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3桩身外侧与岩土体包围形成的空隙内。阻浆块6放置在前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3内部填充的碎石4顶部，通浆孔7布设在前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3桩身底部以上1～2m范围内，隔浆片8安装在前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3桩身上的通浆孔7的外侧。

前排预制混凝土管桩2和后排预制混凝土管桩3的桩顶通过连接槽10与异形连梁9进行刚性连接，预制混凝土冠梁11通过其自身的公锁接头12与异形连梁9上的母锁接头13进行刚性连接。

本实用新型基于边坡双排抗滑桩加固，采用预制混凝土管桩作为前排和后排桩的桩身结构，冠梁和异形连梁采用预制混凝土构件，在施工过程中采用碎石对桩底端外部缝隙进行填筑和注浆，并采用二次压力注浆的方式增强桩身侧摩阻力和桩端承载力，是一种应用于山区公路危险边坡的加固方式，主要解决了以下技术问题：(1)装配式双排混凝土管桩固端增阻技术。通过在双排桩中的前排桩和后排桩桩底端内部和外部缝隙灌注碎石和进行二次压力注浆，提升了桩端承载力和增强了桩体与周围岩土体的摩阻力，最终提高了双排桩整体的稳定性，增强了对危险边坡的加固效果。(2)预制装配式双排混凝土管桩顶部应力分散技术。采用预制异形连梁连接前排和后排混凝土管桩，解决了采用传统直线连梁的双排桩桩顶连接部分的应力集中问题。同时采用预制异形连梁也减小了施工过程中支模及建造程序较为复杂的问题，提升了双排混凝土管桩的整体刚度及建造质量，减小了施工难度和施工工期。

因此，将本实用新型应用于山区公路危险边坡的加固工程，可以起到提升双排混凝土管桩的桩端承载力和桩侧摩阻力的作用，从而提高加固结构的整体抗倾覆能力，增加结构的加固效果。此外还可以提升双排桩加固结构的建造质量，减小双排混凝土管桩顶部的应力集中，提升支护结构自身刚度和方便工程人员进行施工。

Claims (4)

1.一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，其特征在于：加强钢套(1)附着在前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)的底部，碎石(4)填充在前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)的桩底内部及桩身与周围岩土体包围形成的空隙内；混凝土(5)填充在碎石(4)位置以上，前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)桩身外侧与岩土体包围形成的空隙内；阻浆块(6)放置在前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)内部填充的碎石(4)顶部，通浆孔(7)布设在前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)桩身底部以上，隔浆片(8)安装在前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)桩身上的通浆孔(7)的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，其特征在于：前排预制混凝土管桩(2)和后排预制混凝土管桩(3)的桩顶通过连接槽(10)与异形连梁(9)进行刚性连接，预制混凝土冠梁(11)通过其自身的公锁接头(12)与异形连梁(9)上的母锁接头(13)进行刚性连接。

3.根据权利要求2所述的一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，其特征在于：预制混凝土冠梁(11)的公锁接头(12)与异形连梁(9)的母锁接头(13)形成咬合连接；所述异形连梁(9)上设有预留注浆孔(14)。

4.根据权利要求1所述的一种公路边坡抗滑装配式双排桩成桩结构，其特征在于：碎石(4)粒径在10mm～20mm之间。

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