CN110512620A - 大堤边坡开挖区域防护结构及施工方法 - Google Patents

大堤边坡开挖区域防护结构及施工方法 Download PDF

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王年超
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Abstract

本发明涉及桥梁建设基础施工领域，本发明公开了一种大堤边坡开挖区域防护结构及施工方法，该防护结构包括：防护桩层，其设于开挖区域的一侧并且其长度大于开挖区域的长度，所述防护桩层包括间隔设置的前排防护桩层和后排防护桩层，并且所述前排防护桩层和后排防护桩层通过系梁连接；还包括防渗墙，其设于所述前排防护桩层和后排防护桩层之间，所述防渗墙包括分层注浆层和旋喷灌浆层，所述分层注浆层和旋喷灌浆层并排设置。本发明有效地解决了目前通常采用的大堤开挖区域防护结构不能达到大堤防渗要求的问题。

Description

大堤边坡开挖区域防护结构及施工方法
技术领域
本发明涉及桥梁建设基础施工领域，具体涉及大堤边坡开挖区域防护结构及施工方法。
背景技术
大堤边坡是指为保证大堤的稳定性，在大堤的两侧做成的具有一定坡度的坡面，大堤的迎水侧指的是大堤的内侧即阻挡水的一侧。
在国内大堤迎水侧的桥梁基础施工中，通常需要对迎水侧大堤边坡进行开挖，开挖前需要对开挖坡面预设防护。开挖过程中既要满足边坡稳定性的要求，又要满足大堤防渗的要求。
目前通常采用的防护结构，设置单排支护桩以及采用直线型布置配合高压旋喷注浆的防护结构。该防护结构有以下缺点：直线型布置的高压旋喷注浆止水效果有限不能满足大堤迎水侧边坡开挖后大堤防渗的要求；单排支护桩抗弯承载力较小，不能保证开挖较深的边坡稳定性，为提高稳定性通常会采用很密集的支护桩，但依然稳定性不足，稳定性不足会影响注浆的稳定，更加破坏大堤防渗要求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种大堤边坡开挖区域防护结构及施工方法，能有效地解决了目前通常采用的大堤开挖区域防护结构不能达到大堤防渗要求的问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一方面，本发明提供一种大堤边坡开挖区域防护结构，包括：
防护桩层，其设于开挖区域的一侧并且其长度大于开挖区域的长度，所述防护桩层包括间隔设置的前排防护桩层和后排防护桩层，并且所述前排防护桩层和后排防护桩层通过系梁连接；
防渗墙，其设于所述前排防护桩层和后排防护桩层之间，所述防渗墙包括分层注浆层和旋喷灌浆层，所述分层注浆层和旋喷灌浆层并排设置。
在上述技术方案的基础上，所述大堤边坡开挖区域防护结构还包括防护层，所述防护层呈八字形，其一端与所述前排防护桩层的两端相接，另一端向开挖区域延伸。
在上述技术方案的基础上，所述防渗墙呈U形，并且所述防渗墙的U形封闭端的长度大于所述防护桩层的长度，所述防渗墙的U形开口端朝向所述后排防护桩层。
在上述技术方案的基础上，所述前排防护桩层和后排防护桩层上方均设有冠梁，所述系梁连接在所述冠梁上。
在上述技术方案的基础上，所述前排防护桩层和后排防护桩层均包括多根防护桩，并且所述前排防护桩层的间距小于所述后排防护桩层的间距。
另一方面，本发明提供一种大堤边坡开挖区域防护方法，包括以下步骤：
在上述技术方案的基础上，在开挖区域的一侧设置前排防护桩层和后排防护桩层，通过系梁连接前排防护桩层和后排防护桩层形成防护桩层，并且防护桩层的长度大于开挖区域的长度；
在所述前排防护桩层和后排防护桩层之间分层注浆形成分层注浆层，在与所述分层注浆层并排处旋喷灌浆形成旋喷灌浆层，所述分层注浆层与旋喷灌浆层形成防渗墙。
在上述技术方案的基础上，在完成防渗墙的浇筑后，在开挖区域的上下游设置呈八字形的防护层，其一端与所述前排防护桩层的两端相接，另一端向开挖区域延伸。
在上述技术方案的基础上，所述防渗墙呈U形，并且所述防渗墙的U形封闭端的长度大于所述防护桩层的长度，所述防渗墙的U形开口端朝向所述后排防护桩层。
在上述技术方案的基础上，通过系梁连接前排防护桩层和后排防护桩层，具体包括：
通过两根冠梁分别将所述前排防护桩层和后排防护桩层所有的防护桩连接起来；
再通过多根系梁将两根所述冠梁连接。
在上述技术方案的基础上，在浇筑混凝土形成前排防护桩层和后排防护桩层前，钻前排防护桩层和后排防护桩层的桩孔，并且使所述前排防护桩层桩孔的间距小于所述后排防护桩层桩孔的间距。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用前排防护桩层与后排防护桩层通过系梁连接的方式，提高了防护桩层的稳定性，并且在采用分层注浆层和旋喷灌浆层形成防渗墙，可以提高整个防护结构的防渗效果，双排结构的防护桩层更加稳定可以避免防渗墙被破坏，进一步确保防护结构的防渗效果。
附图说明
图1为本发明实施例中大堤边坡开挖区域防护结构的俯视结构示意图；
图2为本发明实施例中大堤边坡开挖区域防护结构的剖视结构示意图。
图中：1、防护桩层；10、防护桩；11、前排防护桩层；12、后排防护桩层；13、系梁；14、冠梁；2、防渗墙；21、分层注浆层；22、旋喷灌浆层；3、防护层。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例中大堤边坡开挖区域防护结构的俯视结构示意图，图2为本发明实施例中大堤边坡开挖区域防护结构的剖视结构示意图。如图1和图2所示，本发明实施例提供一种大堤边坡开挖区域防护结构，包括：
防护桩层1，其设于开挖区域的一侧并且其长度大于开挖区域的长度，防护桩层1包括间隔设置的前排防护桩层11和后排防护桩层12，并且前排防护桩层11和后排防护桩层12通过系梁13连接；
防渗墙2，其设于前排防护桩层11和后排防护桩层12之间，防渗墙2包括分层注浆层21和旋喷灌浆层22，分层注浆层21和旋喷灌浆层22并排设置。
采用前排防护桩层11与后排防护桩层12通过系梁13连接的方式，提高了防护桩层1的稳定性，并且采用分层注浆层21和旋喷灌浆层22形成防渗墙，可以提高整个防护结构的防渗效果，双排结构的防护桩层1更加稳定可以避免防渗墙2被破坏，进一步确保防护结构的防渗效果。
在本实施例中，分层注浆层21采用袖阀花管分层注浆的施工方式形成，旋喷灌浆层22采用高压旋喷灌浆的施工方式形成。分层注浆层21和旋喷灌浆层22作为减小土体渗透系数的主要措施形成防渗墙2，与原有大堤防渗墙形成闭合的防渗结构，可有效地避免大堤边坡开挖后的渗水问题。
优选的，大堤边坡开挖区域防护结构还包括防护层3，防护层3呈八字形，其一端与前排防护桩层11的两端相接，另一端向开挖区域延伸。
在本实施例中，防护层3设置在开挖区域的上下游，可以提高大堤迎水侧边坡开挖后上下游土体的稳定性。在本实施例中，防护层3采用袖阀花管分层注浆的施工方式形成。
防护层的结构呈八字形，在其他实施例中，防护层3的结构也可以使其他的形状。
优选地，防渗墙2呈U形，并且防渗墙2的U形封闭端的长度大于防护桩层1的长度，防渗墙2的U形开口端朝向后排防护桩层12。
防渗墙2呈U形，可以更好的与原有大堤防渗墙形成闭合的防渗结构，提高防渗墙2的防渗效果。
优选地，前排防护桩层11和后排防护桩层12上方均设有冠梁14，系梁13连接在冠梁14上。在前排防护桩层11和后排防护桩层12均设置一根冠梁14可以分别将所有的防护桩连接起来，使前排防护桩层11和后排防护桩层12更加的稳定。
优选地，前排防护桩层11和后排防护桩层12均包括多根防护桩10，并且前排防护桩层11的间距小于后排防护桩层12的间距。在本实施例中，设置两排的防护桩层是为了提高防护桩层的稳定性，所以在后排防护桩层只用设置比前排防护桩层数量少的防护桩10就可以达到提高稳定性的效果，所以这样的设置可以达到提高稳定性的效果，也可以提高一定施工效率。
本实例中，前排防护桩层11和后排防护桩层12的防护桩10、冠梁14以及系梁13均为钢筋混凝土结构。前排防护桩层11的防护桩10的直径2.0m，桩长53.0m，桩间距2.5m。后排防护桩层12的防护桩10的直径2.0m，桩长53.0m，桩间距4.0m。前排防护桩层11和后排防护桩12的防护桩10的主筋规格均为直径32mm的HRB400钢筋，共32根均布；螺旋箍筋均为直径12mm的HPB300钢筋，沿钻孔桩桩身间距100mm布置；加强筋均为直径32mm的HRB400钢筋，沿钻孔桩桩身间距2000mm布置；前排钻孔桩100和后排钻孔桩102均灌注水下混凝土C40。
冠梁14均为2.5m×2.5m矩形截面，长29.0m,主筋均为32mm的HRB400钢筋，共82根，箍筋均为直径12mm的HRB400钢筋，沿冠梁14间距200mm布置，冠梁14均灌注C40混凝土。
系梁13为2.0m×1.0m矩形截面，长8.0m，系梁,13主筋均为32mm的HRB400钢筋，共56根，箍筋均为直径12mm的HRB400钢筋，沿系梁间距200布置，所有系梁13均灌注C40混凝土。
分层注浆层21的注浆底高程为-20.0m，顶高程为+15.0m，灌浆高度35.0m，灌浆带长度40.0m，注浆有效半径为500～700mm，浆液采用PO42.5纯水泥配制，水灰比采用0.8～1.0，套壳料采用低强度水泥粘土浆。
旋喷灌浆层22的灌浆底高程-2.5m，顶高程为+15.0m，灌浆高度17.5m，灌浆带长度40.0m；孔距为1.0m，孔径为140mm。
防护层3的灌浆底高程-20.0m，顶高程为+2.0m，灌浆高度22.0m，灌浆带长度15.0m，注浆有效半径为500～700mm，浆液采用PO42.5纯水泥配制，水灰比采用0.8～1.0，套壳料采用低强度水泥粘土浆。
另一方面，本发明提供一种大堤边坡开挖防护方法，包括以下步骤：
在开挖之前，清理大堤边坡开挖区域防护结构施工场地的原有片石，平整场地，为防护结构的施工提供施工条件。
S1：在开挖区域的一侧设置前排防护桩层11和后排防护桩层12，通过系梁13连接前排防护桩层11和后排防护桩层12形成防护桩层1，并且防护桩层1的长度大于开挖区域的长度。
S1步骤具体包括：
利用旋挖钻机在前排防护桩层11和后排防护桩层12的桩位处成孔，下放钢筋笼，浇筑水下混凝土C40，形成前排防护桩层11和后排防护桩层12，并且使前排防护桩层11桩孔的间距小于后排防护桩层12桩孔的间距。
凿除前排防护桩层11和后排防护桩层12各个防护桩10的桩头，绑扎前排的冠梁14和后排的冠梁14，和系梁13的钢筋，搭设模板，浇筑C40混凝土，通过两根冠梁14分别将前排防护桩层11和后排防护桩层12所有的防护桩10连接起来；
再通过多根系梁13将两根冠梁14连接。
S2：在前排防护桩层11和后排防护桩层12之间浇筑分层注浆层21，在与分层注浆层21并排处浇筑旋喷灌浆层22形成防渗墙2。
防渗墙2呈U形，并且防渗墙2的U形封闭端的长度大于防护桩层1的长度，防渗墙2的U形开口端朝向后排防护桩层12。
S3：在开挖区域的上下游设置呈八字形的防护层3，其一端与前排防护桩层11的两端相接，另一端向开挖区域延伸。
综上所述，采用前排防护桩层11与后排防护桩层12通过系梁13连接的方式，提高了防护桩层1的稳定性，并且在采用分层注浆层21和旋喷灌浆层22形成防渗墙，可以提高整个防护结构的防渗效果，双排结构的防护桩层1更加稳定可以避免防渗墙2被破坏，进一步确保防护结构的防渗效果。采用呈U形的防渗墙2，可以更好的与原有大堤防渗墙形成闭合的防渗结构，提高防渗墙的防渗效果。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种大堤边坡开挖区域防护结构，其特征在于，包括：
防护桩层(1)，其设于开挖区域的一侧并且其长度大于开挖区域的长度，所述防护桩层(1)包括间隔设置的前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)，并且所述前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)通过系梁(13)连接；
防渗墙(2)，其设于所述前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)之间，所述防渗墙(2)包括分层注浆层(21)和旋喷灌浆层(22)，所述分层注浆层(21)和旋喷灌浆层(22)并排设置。
2.如权利要求1所述的大堤边坡开挖区域防护结构，其特征在于：所述大堤边坡开挖区域防护结构还包括防护层(3)，所述防护层(3)呈八字形，其一端与所述前排防护桩层(11)的两端相接，另一端向开挖区域延伸。
3.如权利要求1所述的大堤边坡开挖区域防护结构，其特征在于：所述防渗墙(2)呈U形，并且所述防渗墙(2)的U形封闭端的长度大于所述防护桩层(1)的长度，所述防渗墙(2)的U形开口端朝向所述后排防护桩层(12)。
4.如权利要求1所述的大堤边坡开挖区域防护结构，其特征在于：所述前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)上方均设有冠梁(14)，所述系梁(13)连接在所述冠梁(14)上。
5.如权利要求1所述的大堤边坡开挖区域防护结构，其特征在于：所述前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)均包括多根防护桩(10)，并且所述前排防护桩层(11)的间距小于所述后排防护桩层(12)的间距。
6.一种基于权利要求1所述大堤边坡开挖区域防护结构的防护方法；其特征在于，包括以下步骤：
在开挖区域的一侧设置前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)，通过系梁(13)连接前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)形成防护桩层(1)，并且防护桩层(1)的长度大于开挖区域的长度；
在所述前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)之间分层注浆形成分层注浆层(21)，在与所述分层注浆层(21)并排处旋喷灌浆形成旋喷灌浆层(22)，所述分层注浆层(21)与旋喷灌浆层(22)形成防渗墙(2)。
7.如权利要求6所述的大堤边坡开挖区域防护方法，其特征在于，在完成防渗墙(2)的浇筑后，在开挖区域的上下游设置呈八字形的防护层(3)，其一端与所述前排防护桩层(11)的两端相接，另一端向开挖区域延伸。
8.如权利要求6所述的大堤边坡开挖区域防护方法，其特征在于：所述防渗墙(2)呈U形，并且所述防渗墙(2)的U形封闭端的长度大于所述防护桩层(1)的长度，所述防渗墙(2)的U形开口端朝向所述后排防护桩层(12)。
9.如权利要求6所述的大堤边坡开挖区域防护方法，其特征在于，通过系梁(13)连接前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)，具体包括：
通过两根冠梁(14)分别将所述前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)所有的防护桩(10)连接起来；
再通过多根系梁(13)将两根所述冠梁(14)连接。
10.如权利要求6述的大堤边坡开挖区域防护方法，其特征在于：在浇筑混凝土形成前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)前，钻前排防护桩层(11)和后排防护桩层(12)的桩孔，且使所述前排防护桩层(11)桩孔的间距小于所述后排防护桩层(12)桩孔的间距。
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