CN110735436A - 一种路堑岩质边坡加固结构 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种路堑岩质边坡加固结构，涉及道路施工技术领域。对较破碎的岩质滑坡体，在平台和坡面上锚固位置钻注浆加固孔后进行注浆加固以提高成孔效率，然后在平台上设置钢轨桩或钢管桩进行加固，然后开挖暴露坡面并在各级坡面上设置锚索结构，将钢轨桩或钢管桩顶部通过框架梁连接成整体并与锚索连接成锚索结构，最终锚索、钢轨桩或钢管桩、岩层及注浆形成的加固体系共同受力，实现岩质边坡刚性结构与钢索柔性结构的结合，将其应用在公路施工领域，在岩质边坡出现病害，传统的钢筋混凝土抗滑桩不好施工，或者在抢险抢工期的施工中，采用本发明的加固结构，能够有效解决边坡容易发生滑坡的问题，提高了施工的安全性和施工效率。

Description

一种路堑岩质边坡加固结构

技术领域

本发明实施例涉及道路施工技术领域，具体涉及一种路堑岩质边坡加固结构。

背景技术

我国山区面积占全国面积的2/3，山区面积广大，给交通运输发展带来一定的困难，随着我国交通工程建设的不断发展，道路工程不断向山区延伸，受地形限制或造价影响，不可避免地存在深挖路堑工程。由于地质情况复杂多变，受施工扰动等多种不利因素影响，尤其边坡处于正断层或上软下硬的路堑边坡极易形成滑坡病害，对已发生滑动的滑坡整治时，要求施工作业安全可控、施工速度快、加固效果显著。

有些山区的施工路段需要移除中间山体，这样就形路堑，而且很多路堑坡顶后缘山体仍较高陡，岩性为粉质粘土、全－微风化花岗岩，在两侧山岭施工出高边坡路堑，边坡发育多道断裂带，节理裂隙极发育，而且五六级岩层为第四系松散体，受地质条件及连续降水影响，容易诱发山体从坡顶向下出现滑坡病害，目前缺少有效的边坡处治方法，影响施工安全。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种路堑岩质边坡加固结构，以解决现有技术中边坡容易发生滑坡的问题，尤其是传统的钢筋混凝土抗滑桩不好施工，或者在抢险抢工期的施工中，现有施工方法无法满足施工要求，影响施工进度和施工安全的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，该路堑岩质边坡加固结构，边坡由多个平台分隔为多级坡面，所述平台沿边坡长度方向设置，其特征在于：对较破碎的岩质滑坡体，在平台和坡面上锚固位置钻注浆加固孔后进行注浆加固以提高成孔效率，然后在平台上设置钢轨桩或钢管桩进行加固，然后开挖暴露坡面并在各级坡面上设置锚索结构，将钢轨桩或钢管桩顶部通过框架梁连接成整体并与锚索连接成锚索结构，最终形成锚索、钢轨桩或钢管桩、岩层及注浆形成的加固体系共同受力的整体结构，通过钢轨桩或钢管桩抗剪能力利用岩质边坡的刚性结构对坡面进行固定。

进一步的，所述的注浆加固孔的深度须穿透破碎断层深度。

进一步的，各加固措施成孔均采用潜孔钻机或小型地质钻机进行。此处所说的加固措施成孔是指在设置注浆加固孔以及钢轨桩、钢管桩和锚索时的钻孔。

进一步的，所述的锚索结构包括锚索和锚索连接格梁，在坡面上钻设锚索安装孔，将锚索放入锚索安装孔内，向锚索安装孔内浇筑水泥砂浆，锚索连接格梁设置在坡面表面，锚索伸出坡面的上端与锚索连接格梁张拉锁定。

进一步的，在中部的坡面上设置与锚索结构连接的锚索十字架。

进一步的，所述的钢轨桩包括工字形钢轨，在平台上钻孔，然后将工字形钢轨竖直放置在孔内，向孔内浇筑水泥砂浆。

进一步的，所述的工字形钢轨一侧宽度大于另一侧宽度，工字形钢轨宽度大的一侧朝向滑坡方向，工字形钢轨宽度小的一侧朝向路基方向。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例钢轨桩利用岩质边坡的刚性结构对坡面进行固定。将钢轨桩与锚索结构进行结合形成锚索加固结构，实现岩质边坡刚性结构与钢索柔性结构的结合，首次应用在公路施工领域；在岩质边坡出现病害，传统的钢筋混凝土抗滑桩在坚硬、破碎岩层中旋挖钻无法成孔且边坡上设备难以就位，冲击钻成孔效率低，人工***施工进度慢且存在较大施工安全风险，现有加固方法无法满足快速施工要求，采用本发明的加固结构，能够有效解决边坡容易发生滑坡的问题，施工过程安全可控，施工速度快，可快速完成滑坡整治工程，保证边坡安全。

本发明实施例的加固结构适用性较好，既能用于中微风化坚硬岩层断层滑坡处治，更可用于土质边坡施工，在山区和岩石地层施工效率均较高。施工时资源投入低，占用场地较小，便于施工组织。通过深孔注浆技术对断层进行预加固，增强滑坡体的稳定性，减少成孔难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例1路堑岩质边坡加固结构的结构侧视图；

图2为本发明实施例1锚索与锚筋桩的连接示意图；

图3为本发明实施例1钢轨桩的示意图；

图中：1-平台 2-坡面 3-排水管 4-钢轨桩 5-锚索 6-混凝土地梁 7-锚索十字架8-工字形钢轨 9-桩孔 10-水泥砂浆。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

参见图1，该路堑岩质边坡加固结构，在堑顶由上至下分别设置堑顶外山体截水沟和堑顶截水沟，堑顶外山体截水沟与堑顶截水沟沿边坡长度方向设置，在堑顶外山体截水沟与堑顶截水沟之间设置堑顶锚墩进行加固；堑顶截水沟下侧的边坡由多个平台1分隔为多级坡面2，平台1沿边坡长度方向设置；在各级坡面2上设置锚索结构，在平台1上设置钢轨桩4进行加固；在边坡下部设置临时反压体，与临时反压体相对应的坡面上设有排水管3，排水管3与水平面的夹角为5～12°。本发明通过钢轨桩4结合常规的锚索结构对坡面进行固定。在每一级坡面2的坡脚均设排水孔，并通过排水管3将加固体后面的积水排出。

加固结构具体施工工艺如下：

1、现场准备

(1)场地准备

不同于采用地质钻机等小型设备，潜孔钻机等机械设备宽度普遍达2米左右，其它配套的空压机等设备应尽可能贴近现场安置，且进行滑坡体快速处治普遍发生在边坡已成型的情况下，各级平台宽度一般只有2米，为此需在进行处治时须规划好场地布置并修整进场道路，为机械设备作业准备好施工平台，机械作业平台宽度加宽至3-4米以上方可便于施工。

(2)桩位放样

在CAD软件上将锚索及钢轨桩4按空间位置进行布置，因上下两级的钢轨桩4和锚索会相互干扰，在施工前准确采集已施工的防护设施，使后续施工的设施提前按计划规避，在桩位确定后必须严格按设计的位置、方位放样指导施工。

2、岩层加固

(1)潜孔钻注浆加固孔

根据地勘资料及防护设计图纸选择注浆加固用潜孔钻机型号，一般为小型履带式潜孔钻机，钻机最大钻孔深度须穿透破碎断层深度，成孔孔径在5-10cm之间，孔径宜小不宜大，否则加固孔自身成孔困难且钻进时高压风排碴时易扰动破碎层，潜孔钻机按设计的孔位及钻进角度成孔，钻孔深度至锚固段完整岩层以内。对较破碎的岩质滑坡体，在平台和坡面上锚固位置钻注浆加固孔后进行注浆加固以提高成孔效率。注浆加固孔的深度须穿透破碎断层深度。

(2)注浆固结

对钻进时无水或水量较小的破碎岩体内采用单液水泥浆加固，采用全孔一次灌注方法灌注，孔口采用注水膨胀灌浆塞封堵后低压注浆，加固范围在50cm范围以内，注浆压力控制在0.5Mpa左右。

3、钢轨桩施工

(1)钢轨桩成孔

采用带调平支腿的潜孔钻机进行微型桩成孔作业，其比牙轮钻机等其它大型潜孔钻机增加了调平支腿，钻机就位时将钻机精确调平,并挂垂球及用水平尺检查钻杆垂直度；钻孔前必须确保钻机各支腿稳固，防止钻进过程中振动影响钻孔质量。

成孔时注意控制钻进速度及排碴情况，并确认地质情况与设计是否吻合，对地质不符的及时向设计反馈以确定终孔标高。成孔后采用高压风在孔底反复扫孔，减少孔底沉碴，当钻头在破碎断层位置时避免采用高压风反复清扫防止塌孔。

(2)钢轨(管)安装

钢轨采用轨道夹板连接后焊接加强，钢轨吊入孔内前在周围适当布置定位钢筋，以保证钢轨位于微型桩中心位置；因轨道定尺长度与设计微型桩深度不一定成倍数，每安装一根钢轨之后剩余长度均不一致，可保证所有的钢轨桩接头不在同一位置，否则需调整钢轨安装长度以保证相邻的微型桩连接处不在同一水平面。

钢管桩采用钢管对接后焊接而成，为保证焊接之后的强度，焊接后在钢管四周采用钢筋帮条焊接补强。

(3)灌注砂浆

灌注砂浆采用孔底返浆方法，既能保证浆液密实度，也能防止因裂隙渗水等因素导致断桩，灌注前先将灌注导管下至孔底，砂浆从搅拌站按设计配合比生产后灌注运输至现场施工，在灌注过程中随砂浆灌注高度升高逐渐拔出灌注导管，导管埋深控制在10m以内，防止导管埋置深度过大无法取出。

在砂浆灌注完成后1-2小时采用注浆机通过安装钢轨(管)时同步安装的注浆管进行高压注浆，注浆采用M30纯水泥浆，注浆压力控制在1.5-2Mpa以内。

砂浆灌注完成后注意保护孔桩，防止机械碰撞等因素扰动破坏未达到强度前的砂浆体。

4、锚索结构的施工

锚索施工与常规锚索作业相同，仅锚索深度较大，因锚索穿过破碎带，钻孔在施工时易塌孔，通过对比发现，采用注浆加固后再成孔较跟管钻进在坚硬岩体中施工成本更低而工效更高，在遇见成孔困难时及时采取加固措施处理。

5、连接格梁施工

预应力锚索与钢轨桩4采用混凝土地梁6(格梁)连接成整体受力，在施工过程中须保证每段预应力锚索格梁及钢轨桩连接格梁同时施工。因滑坡处置时一般已部分施工防护工程，钢轨桩及锚索均为现场按消除相互影响的原则施工，桩位与设计位置不完全一致，在钢轨桩4后锚索施工完成后现场测量实际间距，按实际间距布置钢筋后按设计规格由钢筋加工场加工钢筋配送至现场安装，钢筋配送时须注意编号，防止尺寸不对应无法施工。

现场根据格梁尺寸采用木模加工模板安装，模板安装合格后浇筑混凝土，混凝土采用搅拌站集中生产，混凝土罐车运输至现场后泵送入模或采用溜槽施工。

6、张拉及监测

当钢轨桩4、锚索5的浆液强度和连接格梁的混凝土强度达到设计要求后分次进行锚索张拉，对需要进行锚下应力监测的锚索张拉前先由专业技术人员安装锚索应力计。

正式张拉前先确保张拉油泵及千斤顶运转正常，千斤顶和油泵在标定有效期内，张拉方案已由监理单位审批，施工中严格按张拉方案执行，张拉实行应力和伸长值“双控”，确保张拉预应力符合设计要求。当一段坡面锚索全部按设计张拉后可进入下道工序施工，即分段进行下级边坡开挖及防护作业。

张拉完成后对锚下应力及锚索应力均进行检测，确保张拉应力与锚下应力相符，锚下应力与锚索应力计监测数值吻合。在下级边坡施工过程中根据施工情况经常监测锚索应力变化，当应力突变时须立即分析原因并采取应对措施处理；应力稳定衰减后根据设计意见进行最终张拉及封锚作业，封锚后仍继续保持边坡锚索应力监测。

锚索结构包括锚索5和锚索连接格梁，在坡面上钻设锚索安装孔，将锚索5放入锚索安装孔内，向锚索安装孔内浇筑水泥砂浆，锚索连接格梁设置在坡面表面，锚索伸出坡面的上端与锚索连接格梁张拉锁定。

参见图2，锚索5伸出坡面的一端连接锚索十字架7，锚索十字架7与钢轨桩4或钢轨桩4上侧的混凝土地梁6连接，最终形成锚索5、钢轨桩4或钢管桩、岩层及注浆形成的加固体系共同受力的整体结构，通过钢轨桩4或钢管桩抗剪能力利用岩质边坡的刚性结构对坡面进行固定。

参见图3，钢轨桩4包括工字形钢轨8，在平台上钻桩孔9，桩孔9直径300mm，将工字形钢轨8竖直放置在桩孔9内，向桩孔9内浇筑水泥砂浆20。工字形钢轨8一侧宽度大于另一侧宽度，工字形钢轨8宽度大的一侧朝向滑坡方向，工字形钢轨8宽度小的一侧朝向路基方向。

本发明实施例通过钢轨桩4利用岩质边坡的刚性结构对坡面进行固定。将钢轨桩4与锚杆加固结构或锚索结构进行结合，实现岩质边坡刚性结构与钢索柔性结构的结合，首次应用在公路施工领域，在岩质边坡出现病害，传统的钢筋混凝土抗滑桩在坚硬、破碎岩层中旋挖钻无法成孔且边坡上设备难以就位，冲击钻成孔效率低，人工***施工进度慢且存在较大施工安全风险，现有加固方法无法满足快速施工要求，采用本发明的加固结构，能够有效解决边坡容易发生滑坡的问题，提高了施工的安全性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种路堑岩质边坡加固结构，边坡由多个平台分隔为多级坡面，所述平台沿边坡长度方向设置，其特征在于：对较破碎的岩质滑坡体，在平台和坡面上锚固位置钻注浆加固孔后进行注浆加固以提高成孔效率，然后在平台上设置钢轨桩或钢管桩进行加固，然后开挖暴露坡面并在各级坡面上设置锚索结构，将钢轨桩或钢管桩顶部通过框架梁连接成整体并与锚索连接成锚索结构，最终形成锚索、钢轨桩或钢管桩、岩层及注浆形成的加固体系共同受力的整体结构，通过钢轨桩或钢管桩抗剪能力利用岩质边坡的刚性结构对坡面进行固定。

2.根据权利要求1所述的路堑岩质边坡加固结构，其特征在于：所述的注浆加固孔的深度须穿透破碎断层深度。

3.根据权利要求1所述的路堑岩质边坡加固结构，其特征在于：各加固措施成孔采用潜孔钻机或小型地质钻机进行。

4.根据权利要求1所述的路堑岩质边坡加固结构，其特征在于：所述的锚索结构包括锚索和锚索连接格梁，在坡面上钻设锚索安装孔，将锚索放入锚索安装孔内，向锚索安装孔内浇筑水泥砂浆，锚索连接格梁设置在坡面表面，锚索伸出坡面的上端与锚索连接格梁张拉锁定。

5.根据权利要求1所述的路堑岩质边坡加固结构，其特征在于：在中部的坡面上设置与锚索结构连接的锚索十字架。

6.根据权利要求1所述的路堑岩质边坡加固结构，其特征在于：所述的钢轨桩包括工字形钢轨，在平台上钻孔，然后将工字形钢轨竖直放置在孔内，向孔内浇筑水泥砂浆。

7.根据权利要求6所述的路堑岩质边坡加固结构，其特征在于：所述的工字形钢轨一侧宽度大于另一侧宽度，工字形钢轨宽度大的一侧朝向滑坡方向，工字形钢轨宽度小的一侧朝向路基方向。

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