CN107288138B - 含软弱夹层岩质边坡的防治结构与施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于含软弱夹层岩质边坡的防治结构与施工方法，所述防治结构包括复合承载桩体、桩体顶部连接梁、锚索体系和格构框架，所述复合承载桩体与桩体顶部连接梁连接，锚索体系将格构框架和复合承载桩体连接形成加固结构。复合承载桩体的承载台将上部部分岩体的重量通过复合承载桩体主桩体传递给下部岩体，位于软弱夹层中的锚索锚固于复合承载桩体中有效限制了软弱夹层发生挤出破坏。本发明还提供了上述防治结构的施工方法。本发明利用复合承载桩体的加固结构可有效防治含软弱夹层边坡的失稳破坏难题，结构合理，受力明确，持久稳定，特别适用于高陡软弱夹层边坡的加固,具有较好的经济技术效益。

Description

含软弱夹层岩质边坡的防治结构与施工方法
技术领域
本发明涉及土木、水利工程领域，是一种边坡稳定性的防护方法，具体涉及一种含软弱夹层边坡的防治结构与施工方法。
背景技术
在山区、丘陵地段修建高速公路或铁路工程时，常形成一些高陡的边坡工程。对于一般地质条件下形成的边坡工程，采用常规的加固方法，如喷锚、格构梁或抗滑桩等措施即可。但对于含有软弱夹层的岩质边坡来说，采用常规的加固方法很难长期凑效，原因在于这类岩质边坡破坏的特点是，软弱夹层在上部坚硬岩体的压力作用下向临空方向缓慢挤出，随着软弱夹层向临空坡面处挤出剥落，上部岩体的支撑被消弱而产生拉裂破坏，导致软弱夹层岩体发生挤出剥落破坏，而上部坚硬岩体发生拉裂破坏，如此反复循环使得坡体逐渐失稳破坏。
对于这类结构的边坡工程，在上部岩体的长期重力作用下，如果采用单一的锚索加固处理，在软弱夹层中的锚索会随着夹层岩体的整体移动而向外挤出从而导致加固的失效；如采用单一抗滑桩加固，则桩前和桩间软弱岩体容易挤出造成治理失效。由此可见，传统常用的加固措施难以从根本上解决含有软弱夹层岩质边坡的永久稳定性问题，因此，有必要从含软弱夹层岩质边坡的自身失稳机理出发，建立适合该类边坡的合理治理措施。
发明内容
本发明的目的是在于克服上述边坡工程加固中存在的不足，提供一种含有软弱夹层岩质边坡的防治结构与施工方法。该防治方法可以对含软弱夹层的岩质边坡进行很好的加固，能够有效解决背景技术中存在的问题，能从整体上增强软弱夹层边坡的稳定性。
本发明为解决上述问题采用的技术方案是：所述一种用于含软弱夹层岩质边坡的防治结构与施工方法，其特征在于：所述防治结构包括多根复合承载桩体、桩体顶部连接梁、锚索体系和格构框架。
所述多根复合承载桩体呈圆形，采用钢筋混凝土制作，分两排布置在坡体内部，桩体从坡顶向下延伸穿透软弱夹层岩体，并向下延伸到边坡坡体的稳定岩体内一定深度。
所述桩体顶部连接梁将多根复合承载桩体顶部用钢筋混凝土梁刚性连接在一起，所述钢筋混凝土梁为方形，截面宽度与复合承载桩体直径一致，截面高度一般在60-80cm。
所述锚索体系分为端部锚固在坚硬岩体中和端部锚固在复合承载桩体中的锚索两种，所述端部锚固在坚硬岩体中的锚索一端在坚硬岩体中锚固受力，另一端与格构框架固定；所述端部锚固在复合承载桩体中的锚索一端固定在复合承载桩体中，另一端与格构框架固定。
所述格构框架为坡体表面支护结构，由混凝土梁组合成的方形或菱形的框架结构，所述混凝土梁采用方形截面。
本发明提供的另一种技术方案为含软弱夹层岩质边坡防治结构的施工方法，具体步骤如下：
（1）施工复合承载桩体浇筑孔，在拟开挖的边坡顶部位置施工形成复合承载桩体浇筑孔，孔深要穿透软弱夹层并进入下部稳定岩体一定深度。
（2）分步开挖坡体，从原地面按照设计坡度分步开挖形成坡体。
（3）施工锚索孔，当分步开挖到设计锚索标高位时施工形成锚索孔，在坚硬岩层中的锚索只需施工一定深度即可，而软弱夹层中的锚索孔要与复合承载桩体孔相通，以便锚索锚固于复合桩体中。
（4）锚索内部端头锚固，当边坡开挖到设计要求时，将锚索穿入孔中进行锚固，其中坚硬岩层中的锚索锚固于坚硬岩体中，而软弱夹层中的锚索要穿入复合承载桩体孔锚固于桩体内部。
（5）浇筑复合承载桩体混凝土，当锚索内部端头锚固结束后，浇筑桩体混凝土形成复合承载桩体。
（6）桩体顶部连接梁施工，待复合承载桩体混凝土初凝后，在坡顶开挖桩体顶部连接梁施工槽、绑扎钢筋笼和浇筑混凝土形成桩体顶部连接梁，与复合承载桩体形成空间受力构架。
（7）格构框架施工，在坡体表面架设格构框架模板浇筑形成格构框架。
（8）锚索紧固，待复合承载桩体和格构框架承载力达到设计要求后，张拉锚索将其锚固于格构框架形成边坡加固体系。
（9）坡体绿化，根据需要可在格构框架网格中植草绿化，美化环境。
本发明的有益效果是：
（1）本发明复合承载桩体的承载台能够直接支撑上部坚硬岩体的部分重量，并将其传递到下部坚硬岩层中，从而消弱了上部坚硬岩体对软弱夹层的挤压作用。
（2）软弱夹层锚索锚固在复合承载桩体中，解决了软弱夹层由于上部岩体挤压向外移动带动其中的锚索整体移动失效问题，从而能够有效确保软弱夹层岩体的有效锚固作用。
（3）本发明采用桩体顶部连接梁将多根复合承载桩体连接使其协同工作，有效提高了整体加固效果。
（4）本发明从含软弱夹层岩质边坡的失稳机理出发，采用多根复合承载桩体、桩体顶部连接梁、锚索体系和格构框架的空间加固结构，从根本上解决了该类边坡加固容易失效问题，从而保证了含软弱夹层边坡加固结构的稳定和可靠。
附图说明
图1为本发明边坡防治结构的剖面示意图；
图2为本发明边坡防治结构的俯视示意图；
图3为本发明中格构框架示意图；
图4为本发明中复合承载桩体结构示意图；
图5为本发明中桩体顶部连接梁示意图。
图中：1-复合承载桩体；2-桩体顶部连接梁；3-软弱夹层；4-格构框架；5-1-端部锚固在复合承载桩体中的锚索；5-2-端部锚固在坚硬岩体中的锚索；1-1-复合承载桩体的主桩体；1-2-复合承载桩体的承载台；4-1-格构框架纵梁；4-2-格构框架横梁；4-3-格构框架节点；2-1-桩体顶部连接梁纵梁；2-2-桩体顶部连接梁横梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明，如图1-图5所示的含软弱夹层岩质边坡的防治结构，包括多根复合承载桩体1、桩体顶部连接梁2、格构框架4、端部锚固在复合承载桩体中的锚索5-1、端部锚固在坚硬岩体中的锚索5-2；所述复合承载桩体1由复合承载桩体的主桩体1-1和复合承载桩体的承载台1-2组成，所述复合承载桩体承载台1-2设置在软弱夹层中，其顶面与上部硬岩底面良好接触，对上部岩体起到支撑作用，所述复合承载桩体的主桩体1-1顶部与桩体顶部连接梁2连接，底面伸入下部稳定岩体一定深度，复合承载桩体的主桩体1-1用于将复合承载桩体的承载台1-2承受的压力传递于底层稳定岩体，并应用于锚固端部锚固在复合承载桩体中的锚索5-1；所述桩体顶部连接梁2由桩体顶部连接梁纵梁2-1和桩体顶部连接梁横梁2-2组成，桩体顶部连接梁2将多根复合承载桩体1顶部连接使多根复合承载桩体1和桩体顶部连接梁2形成稳固的空间框架结构；所述格构框架4由格构框架纵梁4-1、格构框架横梁4-2和格构框架节点4-3组成，格构框架4对边坡坡面提供支撑作用，同时格构框架4的网格能植草绿化美化环境；所述端部锚固在复合承载桩体中的锚索5-1，位于边坡的软弱夹层中，一端锚固于复合承载桩体1中，另一端锚固于格构框架节点4-3中，避免了软弱夹层3中锚索由于岩体的挤出而整体移动失效；所述端部锚固在坚硬岩体中的锚索5-2，一端在坚硬岩体中锚固，另一端锚固于格构框架节点4-3中；所述格构框架4通过格构框架节点4-3与端部锚固在复合承载桩体中的锚索5-1和端部锚固在坚硬岩体中的锚索5-2连接，起到对坡面的支撑作用，并与复合承载桩体1和桩体顶部连接梁2有机结合，有效解决了含软弱夹层边坡防治的技术难题。
所述含软弱夹层岩质边坡防治结构的施工方法，包括以下步骤：
（1）施工复合承载桩体浇筑孔，在拟开挖的边坡顶部位置施工形成复合承载桩体浇筑孔，包括复合承载桩体的承载台1-2部分，复合承载桩体的主桩体1-1的孔深要穿透软弱夹层3并伸入下部稳定岩体一定深度。
（2）分步开挖坡体，从原地面按照设计坡度分步开挖形成坡体。
（3）施工锚索孔，当分步开挖到设计锚索标高位时施工形成相应锚索孔，包括端部锚固在复合承载桩体中的锚索5-1的孔和端部锚固在坚硬岩体中的锚索5-2的孔。
（4）锚索内部端头锚固，当边坡开挖到设计要求时，将锚索穿入锚索孔进行锚固，其中端部锚固在坚硬岩体中的锚索5-2锚固于岩体中，端部锚固在复合承载桩体中的锚索5-1锚固于桩体中。
（5）浇筑复合承载桩体混凝土，当锚索锚固结束后，浇筑复合承载桩体1的混凝土形成复合承载桩体1。
（6）桩体顶部连接梁施工，待复合承载桩体1初凝后，在顶部开挖桩体顶部连接梁2的施工槽并浇筑混凝土形成桩体顶部连接梁2。
（7）格构框架施工，在坡体表面架设格构框架4的模板浇筑形成格构框架4。
（8）锚索紧固，待复合承载桩体1和格构框架4的强度达到设计要求后，张拉锚索将其锚固于格构框架节点4-3中形成完整加固体系。
（9）坡体绿化，根据需要可在格构框架4的网格中植草绿化，美化环境。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可轻易想到的等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种用于含软弱夹层岩质边坡的防治结构，其特征在于：所述防治结构包括复合承载桩体（1）、桩体顶部连接梁（2）、锚索体系和格构框架（4）；所述的复合承载桩体（1）由复合承载桩体的主桩体（1-1）和复合承载桩体的承载台（1-2）组成，所述复合承载桩体的承载台（1-2）设置在软弱夹层中，顶部与上部硬岩底面良好接触对上部岩体起支撑作用，所述复合承载桩体的主桩体（1-1）顶部与桩体顶部连接梁（2）连接，底部伸入下部稳定岩体一定深部，所述复合承载桩体的主桩体（1-1）用于锚固端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）；所述锚索体系由端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）和端部锚固在坚硬岩体中的锚索（5-2）组合，所述端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）位于边坡的软弱夹层中，一端锚固于复合承载桩体（1）中，另一端锚固于格构框架节点（4-3）中，所述端部锚固在坚硬岩体中的锚索（5-2），一端在坚硬岩体中锚固，另一端锚固于格构框架节点（4-3）中。
2.根据权利要求1所述的一种用于含软弱夹层岩质边坡的防治结构，其特征在于：所述桩体顶部连接梁（2）将多根复合承载桩体（1）顶部连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于含软弱夹层岩质边坡的防治结构，其特征在于：所述格构框架（4）由格构框架纵梁（4-1）、格构框架横梁（4-2）和格构框架节点（4-3）组成，所述格构框架（4）通过格构框架节点（4-3）与端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）和端部锚固在坚硬岩体中的锚索（5-2）连接。
4.一种用于含软弱夹层岩质边坡防治结构的施工方法，特征在于：所述的施工方法包括以下步骤：
（1）施工复合承载桩体（1）的浇筑孔，所述复合承载桩体（1）的浇筑孔包括复合承载桩体的主桩体（1-1）的浇筑空间和复合承载桩体的承载台（1-2）的浇筑空间，复合承载桩体的主桩体（1-1）的浇筑空间向下伸入稳定岩体一定深度；
（2）分步开挖坡体，从原地面按照设计坡度分步开挖形成坡体；
（3）施工锚索孔，包括端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）的孔和端部锚固在坚硬岩体中的锚索（5-2）的孔，其中端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）的孔要与复合承载桩体（1）的浇筑孔相通；
（4）锚索内部端头锚固，当边坡开挖到设计要求时，将锚索穿入锚索孔进行锚固，其中端部锚固在坚硬岩体中的锚索（5-2）锚固于岩体中，端部锚固在复合承载桩体中的锚索（5-1）锚固于复合承载桩体（1）中；
（5）浇筑复合承载桩体（1）的混凝土，当锚索锚固结束后，浇筑混凝土形成复合承载桩体（1）；
（6）桩体顶部连接梁（2）施工，待复合承载桩体（1）初凝后，在顶部施工并浇筑混凝土形成桩体顶部连接梁（2）；
（7）格构框架（4）施工，在坡体表面架设格构框架（4）的模板，浇筑混凝土形成格构框架（4）；
（8）锚索紧固，待复合承载桩体（1）和格构框架（4）的强度达到设计要求后，张拉锚索将其锚固于格构框架节点（4-3）中形成加固体系；
（9）坡体绿化，根据需要可在格构框架（4）的网格中植草绿化，美化环境。
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