CN111576454A - 用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构及其施工方法，包括沿待支护边坡方向从下至上依序设置的钢管桩和挡土承台以及挡土墙，钢管桩一端预埋于地下土体持力层中；另一端连接挡土承台的上部，挡土承台的顶部现浇有多个挡土墙，多个挡土墙拼接于一体并紧邻待支护边坡的坡面；其中，在钢管桩内浇筑或填充有填充物；且在钢管桩的上端外壁环形布置有若干个加强支护件。本发明能穿透复杂地层，不受地下障碍物的影响，可做到任意斜度，能适用于各种不同的土质条件，C30扶壁墙整体性好，強度高，注浆微型桩易施工，注浆微型桩起防滑凸榫作用同时注浆微型桩又起到加固锁定岩层作用，增大扶壁墙与岩体摩阻力，在确保安全性的同时，节省经济成本。

Description

用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种防护结构，具体的是涉及用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构及其施工方法，主要是用于边坡的加固防护，属于边坡防护或支护技术领域。

背景技术

通常来说，挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物，挡土墙通常使用在道路、公园山坡、河堤、海岸道路、居住地倾斜面以及滑坡、泥石流等自然灾害中，对于如何很好的解决滑坡、泥石流等自然灾害成为当今首要解决的技术难题。

随着我国经济建设的快速发展，基础设施建设和投资规模日益加大，深基 坑、高边坡、高填方场地不断出现，为了保证高边坡或高填方路堤填土或山坡 土体的稳定性，对挡土墙的要求越来越高。在基础设施建设等国家战略的推动 下，云贵川等地工程建设正大正旗鼓的进行着。在云南，由于近年来降雨充沛， 在基础设施建设中，滑坡、泥石流等自然灾害频发，给当地百姓的人生安全、 经济发展，以及国家战略的推进，带来了极大的阻力。如何很好的解决滑坡、 泥石流等自然灾害，是工程师们必须要面对的问题。

目前，K7+410∽520与K8+060∽152滑移体呈巨块状位移，滑移岩体劈裂、碎裂不明显，滑移体二次碰撞、搭落后才散落成碎块状碎屑物，碎块状碎屑物呈近倾方块体状态。自2018年4月份滑移后与2018年6月底在原滑移体后缘约20m∽45m又出现长200多米不连通贯串裂缝，裂缝可视宽度2cm∽7cm不等，在原生层理面(水平方向)出现大面积水痕或渗水现象。

对于上述类型的滑坡，常用的支护方式有：第一种方式是采用锚钉墙，C30 挡土墙+预应力锚索，该一种方式虽然具有C30挡土墙整体性好，強度高的优点，但是也存在着块状滑移体块体大，预应力锚索长度较长，有效锚固段很难确定，很难保证质量；第二种方式是采用砌石挡墙，该一种方式虽然砌石挡墙材料易取，施工方法简单，但是却存在着砌石挡墙与原岩的摩阻力小，抗剪性能低，不能保证质量；第三种方式是采用桩板墙，C30板墙+桩，该一种方式虽然存在着C30挡土墙与桩整体性好，強度高等优点，但是也存在着现场以产生层状块体滑移，岩体原生层理呈千层饼状，壁理发育，人工成桩很难保证安全，机械成桩对岩体扰动大，易产生二次滑移等缺陷；第四种方式是采用悬、扶壁墙，该一种方式虽然具有C30悬、扶壁墙整体性好,強度高的优点，但是却存在着悬、扶壁墙与原岩的摩阻力小，抗剪性能低,原岩呈千层饼状防滑凸榫不能保证质量，总之，往往很不便。

因此，需研制一种实用性较强以及工作可靠性较高的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构及其施工方法是解决上述技术问题的关键所在。

发明内容

针对上述背景技术中存在的诸多缺陷与不足，本发明对此进行了改进和创新，目的在于提供一种通过钢管桩和扶壁式挡土墙的配合实现对路肩位置的边坡支挡，其中钢管桩受扶壁式挡土墙传递的垂直荷载，同时承受边坡下滑力引起的平行于滑移面的荷载，扶壁式挡土墙起到补齐路基缺少部分的岩土体，同时加固支护该部分路基岩土体的作用，钢管桩增加整个支挡结构的水平刚度，挡土板用于支挡钢管桩间岩土体。

本发明另一个发明目的是在保证安全的同时，尽量做到降低成本，在满足坡体具有足够稳定性的同时，还能减少施工中造成的扰动，避免带来二次灾害，且经济成本远低于抗滑桩的成本。

本发明再一个发明目的是，有效提高了在役钢筋混凝土挡土墙的物理力学性能，顺利实现了在役钢筋混凝土挡土墙的加高加固。可有效解决支挡工程绿化的难题，达到既安全又美观的效果。

本发明还一个发明目的是确保了道路主线路基及路堑边坡工程的正常施工和长期稳定

为解决上述问题并达到上述的发明目的，本发明用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构及其施工方法是通过采用下列的设计结构以及采用下列的技术方案来实现的：

作为本发明用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构的改进，包括沿待支护边坡方向从下至上依序设置的钢管桩(1)和挡土承台(2)以及挡土墙 (3)，所述钢管桩(1)一端预埋于地下土体持力层(4)中；所述钢管桩(1) 另一端连接挡土承台(2)的上部，挡土承台(2)的顶部现浇有多个挡土墙(3)，多个挡土墙(3)拼接于一体并紧邻待支护边坡的坡面；其中，在钢管桩(1) 内浇筑或填充有填充物(11)；且在钢管桩(1)的上端外壁环形布置有若干个加强支护件(12)，加强支护件(12)垂直于钢管桩(1)设置。

作为本发明上述的改进，所述钢管桩(1)为微型注浆钢管桩，该微型注浆钢管桩采用直径为Q235Φ140mm厚≥4mm的钢管；所述填充物(11)为水泥浆或为高强度轻质聚苯颗粒混凝土，在高强度轻质聚苯颗粒混凝土内设有水泥基保温消声层、金属板层、岩棉板层、减震层、防水层和应力分散层，水泥基保温消声层、金属板层、岩棉板层、防水层和应力分散层依次层叠或混搭在一起。

作为本发明上述的进一步改进，所述水泥浆采用PC32.5或P042.5水泥，水灰比为0.5～0.7，该水泥浆第一次注浆压力不小于0.5Mpa，第二次不小于1.2Mpa，浆体强度等级不低于M20。

作为本发明上述的更进一步改进，所述填充或是浇筑的填充物(11) 为泡沫混凝土、陶粒混凝土、聚苯颗粒泡沫混凝土、挤塑聚苯板、聚苯乙烯泡沫塑料板、普通混泥土、发泡混泥土、轻质混泥土、水泥、EPS颗粒混泥土或发泡聚氨酯中的一种或多种混合，填充物(11)形成强度后即形成最终的微型注浆钢管桩，该微型注浆钢管桩不需要拆模，不需要抹灰找平，可以直接用于对挡土承台(2)与挡土墙(3)的加固，使该组合式防护结构具有重力式围护结构的受力特征。

作为本发明上述的又进一步改进，所述钢管桩(1)是由至少一节或多节钢管根据施工需求同轴拼接为多个，多个钢管桩(1)之间呈梅花形布置或者是沿挡土墙(3)长度方向成排间隔布置；且钢管桩(1)打穿覆盖土层并锚固在稳定地层中。

作为本发明上述的再进一步改进，所述挡土承台(2)主要是由连系梁和后浇钢筋混凝土刚性面板以及钢筋混凝土浇筑而成，所述钢管桩(1)的一端与连系梁连接固定。

作为本发明上述的再更进一步改进，所述加强支护件(12)为棒状体构件，该棒状体构件固定端与钢管桩(1)外壁固定连接为一体，连接端与连系梁连接固定；所述挡土墙(3)为扶臂式挡土墙，该扶臂式挡土墙是由钢筋混凝土浇筑形成的C30扶壁墙，该C30扶壁墙的支护基础为钢管桩(1)与挡土承台 (2)。

作为本发明上述的又再更进一步改进，用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构的施工方法，包括以下施工步骤，

S1，施工准备：平整场地和工作面清理并定位钢管桩(1)桩位；

S2，桩位放样：在原状岩土体边坡上沿挡土墙(3)长度方向施工成型多个间隔设置的钢管桩(1)；

S3，钻孔定位：施工过程中采用分段测量，确定各段端点位置后用白线连接，按图纸注浆设计要求桩间距给定孔位中心点，确保孔位准确无误；

S4，钻机就位：钻机就位平、稳、对、正，钻机就位后进行钻进，钻进完成后进行孔位复测，复测完毕合格后以开孔通知单形式通知钻机施工桩号，施工深度；钢管桩(1)钻进过程根据不同地层选择合理的钻进方式及钻进频率，根据地层条件和钻孔间距，孔位密集区应隔桩施工，防止孔内坍塌；

S5，成孔：成孔时由项目部技术人员对于施工过程中可能出现的问题做好技术交底，并在成孔施工过程中做好安全，质量跟踪；

S6，钢管桩(1)安放：钢管桩(1)安放时采用吊放形式，吊放应设2～4 个位置恰当的起吊点，吊放钢管桩(1)入孔时应人工把稳对准孔位轻放入孔，严禁高起猛落、碰撞和强行下放；

S7，钢管桩(1)清孔：

S8，钢管桩(1)注浆：

S9，挡土承台(2)与挡土墙(3)测量放线：在钢管桩(1)的顶部施工成型挡土承台(2)，以将钢管桩(1)的顶端连为一体；

S10，基坑开挖：

S11，墙身及扶壁钢筋绑扎：基础立模前应测量放线，确定挡土墙(3)的基础的边线，按照线型布置，刻画钢筋间距，摆放、绑扎钢筋，预留墙身及板肋的钢筋；

S12，基础立模：

S13，墙身及扶壁混凝土浇筑：

S14，养护拆模：

S15，墙背回填。

作为本发明上述的又再更加进一步改进，所述S6中，所述钢管桩(1) 的总长度为11.7m，其中，6m长的钢管桩(1)嵌入挡土墙(3)基础厚度的二分之一处，挡土墙(3)的基础厚度为60cm；5.7m长的钢管桩(1)均伸入土体持力层(4)中；

所述S7中，钢管桩(1)安装完成后利用高压清水循环冲刷钢管桩(1)内的泥浆等杂物，直至管内回水变清；

所述S8中，注浆时采用纯水泥进行注浆，待4～6小时候再进行二次注浆；

所述S9中，测定挡土墙(3)墙趾处路基中心线及基础主轴线、墙顶轴线、挡土墙(3)起讫点和横断面，注明高程及开挖深度，每根轴线均应在基线两端延长线上设四个桩点，并分别以混凝土包封保护，放测桩位时，应测定中心桩及挡土墙(3)的基础地面高程，临时水准点应设置在施工干扰区域之外，测量结果应符合精度要求并与相邻路段水准点相闭合；

所述S11中，首先绑扎墙面板钢筋和扶壁钢筋，钢筋安装完检查合格后，开始立模，立模时在钢筋混凝土与模板间设置垫块，垫块与钢筋扎紧，垫块应采用细石混凝土制作，保证垫块的强度与混凝土结构的强度相同，垫块的安装应该保证钢筋的保护层厚度符合设计要求，同时要保证四个/㎡；

所述S12中，采用成套大块组合钢模，模板加工满足精度要求，接头设置企口缝，用螺栓连接形成挡土墙(3)模具，防止漏浆，人工配合吊车安装，模板安装前除去模板内表面的铁锈并均匀涂刷脱模剂。

作为本发明上述的还更加进一步改进，所述S13中，混凝土浇筑采用***式振动器振捣，振捣时严禁碰撞钢筋和模板；且浇筑混凝土时，应经常检查模板、钢筋的位置和保护层的尺寸，确保其位置正确不发生变形，混凝土的浇筑连续进行，如因故必须间断时，其间断时间小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间，并经试验确定，若超过允许间断时间，须采取保证质量措施或按工作缝处理；

所述S14中，混凝土养护要保证混凝土表面的润湿，防止混凝土水化反应的各种影响，对于墙身的养护要采用土工布进行包裹在洒水养护，养护时间最少不得小于7天，待砼浇灌完进行收浆后，在常温下一般24小时即可拆除墙身侧模板，且混凝土强度达到80％。达到拆模条件时进行拆模并验收，拆模时，切莫损坏墙面；

所述S15中，构造物的上部结构施工完毕并达到设计强度后方可回填，墙背回填所需的原材料砂砾粒径不大于10cm；墙背回填各层压实度不得小于96％，回填施工应采用20t以上压路机碾压，碾压时应注意勿使墙身受到较大冲击影响，边角区域和压路机无法压实的地方须采用小型平板夯机配合进行压实，避免对挡土墙造成破坏；墙背回填应严格分层填筑，严禁向坑内倾倒，每层压实厚度为15cm。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是

1、本发明能穿透复杂地层，不受地下障碍物的影响，可做到任意斜度，能适用于各种不同的土质条件，C30扶壁墙整体性好，強度高，注浆微型桩易施工，注浆微型桩起防滑凸榫作用同时注浆微型桩又起到加固锁定岩层作用，增大扶壁墙与岩体摩阻力，在确保安全性的同时，节省经济成本；

2、本发明可以应用到复杂地形条件下，特别是在场地狭窄、出入困难、环境和工作条件较差的情况下，显示出明显的优点；

3、本发明施工时振动、地面扰动和噪音小，既能用于地下水位以上施工，也能用于地水位以下施工，并能在困难的条件下安设；

4、本发明施工主要在地面进行，安全程度高，尤其是对于滑坡地段或潜在滑坡地段，可更好地保证施工人员的安全；

5、本发明经济效益好布置灵活，可以有不同的布置方式，同时还可以组合不同抗滑结构，比如：锚杆、土钉、框格梁等；

6、本发明提高施工效率,缩短施工工期，相对单纯支护，可减少一道支撑的制作及养护时间,更加便捷、高效，有效地控制边坡稳定，相对单纯的框格梁或拱形骨架，支护整体刚度更大,变形更小；

7、本发明的扶壁墙的厚度按设计图纸要求，为了使挡墙具有良好的稳定性，将已施工完成微型钢管桩桩头浇筑在扶壁墙内；

8、本发明钢管桩打穿覆盖土层并锚固在稳定地层中，解决了山区覆盖土层稳定性较差、承载力较低和稳定地层埋藏较深的问题，设置在钢管桩桩顶的连系梁也为刚/柔组合墙面提供了稳固的基础；

9、本发明后浇钢筋混凝土刚性面板有效均化、减小了墙面水平变形，防止了表面冲刷、侵蚀和剥落，增强了扶壁墙的整体性、稳定性、耐久性和抗震性能；

10、本发明将钢管桩和承台的连接方式由刚接改成铰接时，墙面水平位移、钢管桩桩身水平位移和各层格栅最大拉力均小幅增大，而钢管桩桩身弯矩显著减小，分布形态也发生明显改变，出现反弯点，但路基稳定性未发生变化；

11、本发明根据不同的坡体，可以在坡体的不同部位施加微型钢管桩，有不同的结构形式，同时也可以结合其他的支护方式，由于微型钢管桩可以应用到复杂地形条件、能穿透复杂地层而不受地下障碍物的影响、施工时振动、地面扰动和噪音小、安全程度高、周期短等优点，近年来在滑坡治理中，得到了越来越多的应用；

12、本发明首先在满足坡体具有足够稳定性的同时，还能减少施工中造成的扰动，避免带来二次灾害，且经济成本远低于抗滑桩的成本，与其它挡土墙结构形式相比较，它具有节省空间，缩短施工工期，美化环境，容易施工的特点；其构造简单，截面厚度小，施工方便，自重轻，占地少，造价低，能满足工程建筑功能要求及边坡稳定性要求；

13、本发明采用钢管桩与扶壁墙结合时，C30扶壁墙自身整体性好，強度高，而微型桩则充当防滑凸榫作用，同时注浆微型钢管桩对于岩层有加固锁定作用，以增大扶壁墙与岩体摩阻力；且因二者安全性、经济性、布置灵活性、适用性强等优点，在以后边坡支护中一定会有非常好的前景；

14、本发明通过在扶壁挡土墙墙趾上压入钢管桩，阻止了挡土墙的水平位移，提高了挡土墙的抗滑移能力；受力性能和结构强度，强度高，防水性好，施工方便快捷，具有良好的经济社会效益；

15、本发明通过钢管桩对墙基下的地基土进行压力注浆，在浆液的渗透、扩散和挤密作用下，使不良地基土得到了加固，从而大大提高了地基土的密实度和承载力。这样，不仅提高了钢管桩的端承力，同时也提高了钢管桩的侧壁阻力；有效避免和降低了不均匀沉降的发生；同时，通过钢管桩进行注浆，使钢管桩空腔内充满了水泥浆液，避免了钢管桩内壁的锈蚀；

16、在扶壁墙与钢管桩的联合作用下，挡土墙结构尺寸和配筋得到优化，减小了悬臂式挡土墙立壁的厚度和配筋，使挡土墙受力更趋合理，缩短了挡土墙施工工期、节约了工程造价；

17、本发明结构简单，针对陡坡路基及路基缺失段落的支护困难这一工程难点，效果明确，与护壁墙结合时，C30扶壁墙自身整体性好，强度高，而微型桩则充当防滑凸榫作用，同时注浆微型桩对于岩层有加固锁定作用，以增大扶壁墙与岩体摩阻力。因二者安全性、经济性、布置灵活性、适用性强等优点，在以后边坡支护中一定会有非常好的前景。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明的整体结构示意图之一；

图2是本发明的整体结构示意图之二；

图3是本发明的钢管桩(1)部件的整体结构示意图；

图4是本发明的钢管桩(1)的使用状态示意图；

图5是本发明的使用状态示意图之一；

图6是本发明的使用状态示意图之二；

图7是本发明的使用状态示意图之三；

图8是本发明施工完成后的挡土墙(3)成品结构图；

图9是本发明的施工流程原理框图；

其中，图中标号：1—钢管桩，11—填充物，12—加强支护件；

2—挡土承台；

3—挡土墙；

4—地下土体持力层；

S1—施工准备；

S2—桩位放样；

S3—钻孔定位；

S4—钻机就位；

S5—成孔；

S6—钢管桩安放；

S7—钢管桩清孔；

S8—钢管桩注浆；

S9—挡土承台与挡土墙测量放线；

S10—基坑开挖；

S11—墙身及扶壁钢筋绑扎；

S12—基础立模；

S13—墙身及扶壁混凝土浇筑；

S14—养护拆模；

S15—墙背回填。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创造特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图以及具体实施方式对本发明的技术方案作更进一步详细的说明，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如说明书附图所示的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，包括沿待支护边坡方向从下至上依序设置的钢管桩1和挡土承台2以及挡土墙3，所述钢管桩1一端预埋于地下土体持力层4中；所述钢管桩1另一端连接挡土承台2 的上部，挡土承台2的顶部现浇有多个挡土墙3，多个挡土墙3拼接于一体并紧邻待支护边坡的坡面；其中，在钢管桩1内浇筑或填充有填充物11；且在钢管桩1的上端外壁环形布置有若干个加强支护件12，加强支护件12垂直于钢管桩 1设置。

在本发明中，在钢管桩1的外表面上均从内至外依序喷涂有注塑层和防锈层以及警示层，警示层上涂有荧光粉。

具体的，在注塑层上注塑有高分子耐磨材料；所述防锈层包括环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆以及位于环氧富锌底漆和氯化橡胶面漆之间的环氧云铁中间漆；所述警示层为黄色或黑色的反光警示带或反光色膜或反光漆。

进一步的，钢管桩1为微型注浆钢管桩，该微型注浆钢管桩采用直径为Q235 Φ140mm厚≥4mm的钢管；所述填充物11为水泥浆或为高强度轻质聚苯颗粒混凝土，在高强度轻质聚苯颗粒混凝土内设有水泥基保温消声层、金属板层、岩棉板层、减震层、防水层和应力分散层，水泥基保温消声层、金属板层、岩棉板层、防水层和应力分散层依次层叠或混搭在一起。

具体的，水泥浆采用PC32.5或P042.5水泥，水灰比为0.5～0.7，该水泥浆第一次注浆压力不小于0.5Mpa，第二次不小于1.2Mpa，浆体强度等级不低于 M20。

进一步的，填充或是浇筑的填充物11为泡沫混凝土、陶粒混凝土、聚苯颗粒泡沫混凝土、挤塑聚苯板、聚苯乙烯泡沫塑料板、普通混泥土、发泡混泥土、轻质混泥土、水泥、EPS颗粒混泥土或发泡聚氨酯中的一种或多种混合，填充物 11形成强度后即形成最终的微型注浆钢管桩，该微型注浆钢管桩不需要拆模，不需要抹灰找平，可以直接用于对挡土承台2与挡土墙3的加固，使该组合式防护结构具有重力式围护结构的受力特征。

进一步的，钢管桩1是由至少一节或多节钢管根据施工需求同轴拼接为多个，多个钢管桩1之间呈梅花形布置或者是沿挡土墙3长度方向成排间隔布置；且钢管桩1打穿覆盖土层并锚固在稳定地层中。

在本发明中，制作钢管桩1的材料应符合设计要求，钢管焊接前必须清除桩端部的浮锈等杂物保持干燥，钢管桩1上下节桩焊接时应校正垂直，对口的间隙宜为2mm～3mm。

进一步的，挡土承台2主要是由连系梁和后浇钢筋混凝土刚性面板以及钢筋混凝土浇筑而成，所述钢管桩1的一端与连系梁连接固定。

进一步的，加强支护件12为棒状体构件，该棒状体构件固定端与钢管桩1 外壁固定连接为一体，连接端与连系梁连接固定；所述挡土墙3为扶臂式挡土墙，该扶臂式挡土墙是由钢筋混凝土浇筑形成的C30扶壁墙，该C30扶壁墙的支护基础为钢管桩1与挡土承台2。

用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构的施工方法，包括以下施工步骤，

S1，施工准备：平整场地和工作面清理并定位钢管桩1桩位；

S2，桩位放样：在原状岩土体边坡上沿挡土墙3长度方向施工成型多个间隔设置的钢管桩1；

S3，钻孔定位：施工过程中采用分段测量，确定各段端点位置后用白线连接，按图纸注浆设计要求桩间距给定孔位中心点，确保孔位准确无误；

S4，钻机就位：钻机就位平、稳、对、正，钻机就位后进行钻进，钻进完成后进行孔位复测，复测完毕合格后以开孔通知单形式通知钻机施工桩号，施工深度；钢管桩1钻进过程根据不同地层选择合理的钻进方式及钻进频率，根据地层条件和钻孔间距，孔位密集区应隔桩施工，防止孔内坍塌；

S5，成孔：成孔时由项目部技术人员对于施工过程中可能出现的问题做好技术交底，并在成孔施工过程中做好安全，质量跟踪；

S6，钢管桩1安放：钢管桩1安放时采用吊放形式，吊放应设2～4个位置恰当的起吊点，吊放钢管桩1入孔时应人工把稳对准孔位轻放入孔，严禁高起猛落、碰撞和强行下放；

S7，钢管桩1清孔：

S8，钢管桩1注浆：

S9，挡土承台2与挡土墙3测量放线：在钢管桩1的顶部施工成型挡土承台2，以将钢管桩1的顶端连为一体；

S10，基坑开挖：

S11，墙身及扶壁钢筋绑扎：基础立模前应测量放线，确定挡土墙3的基础的边线，按照线型布置，刻画钢筋间距，摆放、绑扎钢筋，预留墙身及板肋的钢筋；

S12，基础立模：

S13，墙身及扶壁混凝土浇筑：

S14，养护拆模：

S15，墙背回填。

进一步的，所述S6中，所述钢管桩1的总长度为11.7m，其中，6m长的钢管桩1嵌入挡土墙3基础厚度的二分之一处，挡土墙3的基础厚度为60cm；5.7m 长的钢管桩1均伸入土体持力层4中；

所述S7中，钢管桩1安装完成后利用高压清水循环冲刷钢管桩1内的泥浆等杂物，直至管内回水变清；

所述S8中，注浆时采用纯水泥进行注浆，待4～6小时候再进行二次注浆；

所述S9中，测定挡土墙3墙趾处路基中心线及基础主轴线、墙顶轴线、挡土墙3起讫点和横断面，注明高程及开挖深度，每根轴线均应在基线两端延长线上设四个桩点，并分别以混凝土包封保护，放测桩位时，应测定中心桩及挡土墙3的基础地面高程，临时水准点应设置在施工干扰区域之外，测量结果应符合精度要求并与相邻路段水准点相闭合；

所述S11中，首先绑扎墙面板钢筋和扶壁钢筋，钢筋安装完检查合格后，开始立模，立模时在钢筋混凝土与模板间设置垫块，垫块与钢筋扎紧，垫块应采用细石混凝土制作，保证垫块的强度与混凝土结构的强度相同，垫块的安装应该保证钢筋的保护层厚度符合设计要求，同时要保证四个/㎡；

所述S12中，采用成套大块组合钢模，模板加工满足精度要求，接头设置企口缝，用螺栓连接形成挡土墙3模具，防止漏浆，人工配合吊车安装，模板安装前除去模板内表面的铁锈并均匀涂刷脱模剂。

进一步的，所述S13中，混凝土浇筑采用***式振动器振捣，振捣时严禁碰撞钢筋和模板；且浇筑混凝土时，应经常检查模板、钢筋的位置和保护层的尺寸，确保其位置正确不发生变形，混凝土的浇筑连续进行，如因故必须间断时，其间断时间小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间，并经试验确定，若超过允许间断时间，须采取保证质量措施或按工作缝处理；

所述S14中，混凝土养护要保证混凝土表面的润湿，防止混凝土水化反应的各种影响，对于墙身的养护要采用土工布进行包裹在洒水养护，养护时间最少不得小于7天，待砼浇灌完进行收浆后，在常温下一般24小时即可拆除墙身侧模板，且混凝土强度达到80％。达到拆模条件时进行拆模并验收，拆模时，切莫损坏墙面；

所述S15中，构造物的上部结构施工完毕并达到设计强度后方可回填，墙背回填所需的原材料砂砾粒径不大于10cm；墙背回填各层压实度不得小于96％，回填施工应采用20t以上压路机碾压，碾压时应注意勿使墙身受到较大冲击影响，边角区域和压路机无法压实的地方须采用小型平板夯机配合进行压实，避免对挡土墙造成破坏；墙背回填应严格分层填筑，严禁向坑内倾倒，每层压实厚度为15cm。

在本发明中，凡是提到的连接均是指活动连接或是固定连接，其中，活动连接为铰接连接、内外螺纹连接、卡口连接、插拔套接；固定连接为焊接连接或者是直接加工为一体成型结构。

项目的经济、环保及社会效益

1、经济效益：采用钢管桩作为持力主体，成本较低；在施工中采用按点布设、能穿透复杂地层对边坡扰动小，没有其它投入，降低了施工成本；同时良好的施工效果避免了边坡扰动，避免了边坡塌落后加固产生费用的成本。

2、环保效益：采用微型桩加扶壁墙联合施工技术，施工占用作业面率较低，控制成桩及按模浇筑避免造成资源浪费。

3、社会效益：微型桩加扶壁墙联合施工技术有效解决了边坡支护成本高、周期长、坡面扰动大等问题，为今后边坡支护的施工提供了一个可靠、实用的技术借鉴，具有较大的推广应用价值。

工程实例

麒马大道位于曲靖市马龙区，起点为龙翔中学南侧主出入口，桩号为K2+500，终点位于南海子，桩号为K9+020。道路全长6.52km，道路红线宽60m，道路等级为城市主干路，设计速度50km/h。其中K7+410～K7+520和K8+060～K8+152 右侧边坡，挖方最大深度为12.45m，上部边坡采用1：1.25，边坡防护采用拱形骨架植草防护。

在施工过程中，边坡于4月份在K7+410～K7+520南侧山体边坡上出现滑坡情况；于6月在K8+060～K8+152南侧山体边坡上出现滑坡情况，K8滑移段距离前进水库约350m。本次滑坡均属于块状滑坡，滑坡倾角11°～13°，滑坡呈三角状。K7段滑坡厚度为1～6m，滑坡长度为110m，滑坡面积共约为2060㎡； K8段滑坡厚度为2～5.8m，滑坡长度为55m，滑坡面积约为285㎡。经参建各方多次踏勘现场，经过工程师讨论研究，最终确定塌方段边坡应用本发明进行治理，并取得了成功。

综上所述，本发明在具体实施方式中具有的优点是：

1、本发明相比较采用设置桥梁、或抗滑桩等替代方案，本发明工程造价较低，具有广泛的应用前景，而且本发明中增加了钢管桩，可以加固后缘土体或坡体，减小其自身发生破坏的可能性，同样也使得填土和原状坡体的交界面得到加固，使挡土墙沿着该界面发生破坏的可能性减小；

2、本发明可以对山区道路路堤欠宽进行补宽，同时补宽岩土体及边坡起到加固支护的作用，具有轻型易施工、节省材料、环保、安全、节约工期等优势；

3、本发明一方面增加了原有填土的地基承载力，使钢管桩作用在一个承载力满足要求的地基上，同时减少了原有挡土墙所需承受的竖向承载力，另一方面改善了墙背填土的物理参数，增加了挡土墙总体的抗滑和整体稳定性；设置钢管桩可增加墙背填土的荷载分布面积，同时减小了一部分作用于既有挡土墙的侧向土压力，增加了挡土墙整体的抗倾覆性和稳定性；

4、本发明与传统拆除重建的处理方式相比，本发明能够节约时间和成本，同时保证原有边坡的安全性和稳定性，可根据具体条件设置挡土墙的尺寸及地基处理形式等参数，具有广泛适用性；

5、本发明不需要大型桩基施工，也不需要大型设备进场，既省材料又节省设备、能源，造价较低，避免了土地资源破坏和浪费，也避免了人为因素回填不密实造成的安全隐患；

6、发明将微型钢管桩与扶壁式挡土墙两者结合起来，使其成为一个有机的整体，提升了挡土墙的稳定程度；一方面使得施工时振动及噪音较小，因微型桩尺寸较小，对挡土墙的结构以及地面的扰动均影响很小；另一方面，微型桩具有施工便捷、速度快，周期短、造价低等特点，另外微型桩可一定程度的增强路堤边坡整体稳定性，且避免了路堤边坡中微型桩易漏浆的缺点；

7、本发明的外部上涂防锈漆，因此可以防止生锈的同时也延长了整个装置的使用寿命，实现环保的同时也节省了资源，同时，在装置的外部涂有可以自发光的荧光材料，可以在夜间或者黑暗室内以及地下施工环境清楚地标示该放线装置的位置，能有效地起到安全提示的作用。

最后需要说明的是，以上已结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接、连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

Claims (10)

1.用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，包括沿待支护边坡方向从下至上依序设置的钢管桩(1)和挡土承台(2)以及挡土墙(3)，其特征在于：所述钢管桩(1)一端预埋于地下土体持力层(4)中；所述钢管桩(1)另一端连接挡土承台(2)的上部，挡土承台(2)的顶部现浇有多个挡土墙(3)，多个挡土墙(3)拼接于一体并紧邻待支护边坡的坡面；其中，在钢管桩(1)内浇筑或填充有填充物(11)；且在钢管桩(1)的上端外壁环形布置有若干个加强支护件(12)，加强支护件(12)垂直于钢管桩(1)设置。

2.根据权利要求1所述的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，其特征在于：所述钢管桩(1)为微型注浆钢管桩，该微型注浆钢管桩采用直径为Q235Φ140mm厚≥4mm的钢管；所述填充物(11)为水泥浆或为高强度轻质聚苯颗粒混凝土，在高强度轻质聚苯颗粒混凝土内设有水泥基保温消声层、金属板层、岩棉板层、减震层、防水层和应力分散层，水泥基保温消声层、金属板层、岩棉板层、防水层和应力分散层依次层叠或混搭在一起。

3.根据权利要求2所述的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，其特征在于：所述水泥浆采用PC32.5或P042.5水泥，水灰比为0.5～0.7，该水泥浆第一次注浆压力不小于0.5Mpa，第二次不小于1.2Mpa，浆体强度等级不低于M20。

4.根据权利要求1所述的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，其特征在于：所述填充或是浇筑的填充物(11)为泡沫混凝土、陶粒混凝土、聚苯颗粒泡沫混凝土、挤塑聚苯板、聚苯乙烯泡沫塑料板、普通混泥土、发泡混泥土、轻质混泥土、水泥、EPS颗粒混泥土或发泡聚氨酯中的一种或多种混合，填充物(11)形成强度后即形成最终的微型注浆钢管桩，该微型注浆钢管桩不需要拆模，不需要抹灰找平，可以直接用于对挡土承台(2)与挡土墙(3)的加固，使该组合式防护结构具有重力式围护结构的受力特征。

5.根据权利要求1所述的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，其特征在于：所述钢管桩(1)是由至少一节或多节钢管根据施工需求同轴拼接为多个，多个钢管桩(1)之间呈梅花形布置或者是沿挡土墙(3)长度方向成排间隔布置；且钢管桩(1)打穿覆盖土层并锚固在稳定地层中。

6.根据权利要求1所述的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，其特征在于：所述挡土承台(2)主要是由连系梁和后浇钢筋混凝土刚性面板以及钢筋混凝土浇筑而成，所述钢管桩(1)的一端与连系梁连接固定。

7.根据权利要求1所述的用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构，其特征在于：所述加强支护件(12)为棒状体构件，该棒状体构件固定端与钢管桩(1)外壁固定连接为一体，连接端与连系梁连接固定；所述挡土墙(3)为扶臂式挡土墙，该扶臂式挡土墙是由钢筋混凝土浇筑形成的C30扶壁墙，该C30扶壁墙的支护基础为钢管桩(1)与挡土承台(2)。

8.用于边坡挡土墙加钢管桩组合式防护结构的施工方法，其特征在于：包括以下施工步骤，

S1，施工准备：平整场地和工作面清理并定位钢管桩(1)桩位；

S2，桩位放样：在原状岩土体边坡上沿挡土墙(3)长度方向施工成型多个间隔设置的钢管桩(1)；

S3，钻孔定位：施工过程中采用分段测量，确定各段端点位置后用白线连接，按图纸注浆设计要求桩间距给定孔位中心点，确保孔位准确无误；

S4，钻机就位：钻机就位平、稳、对、正，钻机就位后进行钻进，钻进完成后进行孔位复测，复测完毕合格后以开孔通知单形式通知钻机施工桩号，施工深度；钢管桩(1)钻进过程根据不同地层选择合理的钻进方式及钻进频率，根据地层条件和钻孔间距，孔位密集区应隔桩施工，防止孔内坍塌；

S5，成孔：成孔时由项目部技术人员对于施工过程中可能出现的问题做好技术交底，并在成孔施工过程中做好安全，质量跟踪；

S6，钢管桩(1)安放：钢管桩(1)安放时采用吊放形式，吊放应设2～4个位置恰当的起吊点，吊放钢管桩(1)入孔时应人工把稳对准孔位轻放入孔，严禁高起猛落、碰撞和强行下放；

S7，钢管桩(1)清孔：

S8，钢管桩(1)注浆：

S9，挡土承台(2)与挡土墙(3)测量放线：在钢管桩(1)的顶部施工成型挡土承台(2)，以将钢管桩(1)的顶端连为一体；

S10，基坑开挖：

S11，墙身及扶壁钢筋绑扎：基础立模前应测量放线，确定挡土墙(3)的基础的边线，按照线型布置，刻画钢筋间距，摆放、绑扎钢筋，预留墙身及板肋的钢筋；

S12，基础立模：

S13，墙身及扶壁混凝土浇筑：

S14，养护拆模：

S15，墙背回填。

9.根据权利要求8所述的一种用于塌方段边坡的钢管桩加扶壁式挡土墙及其施工方法，其特征在于：所述S6中，所述钢管桩(1)的总长度为11.7m，其中，6m长的钢管桩(1)嵌入挡土墙(3)基础厚度的二分之一处，挡土墙(3)的基础厚度为60cm；5.7m长的钢管桩(1)均伸入土体持力层(4)中；

所述S7中，钢管桩(1)安装完成后利用高压清水循环冲刷钢管桩(1)内的泥浆等杂物，直至管内回水变清；

所述S8中，注浆时采用纯水泥进行注浆，待4～6小时候再进行二次注浆；

所述S9中，测定挡土墙(3)墙趾处路基中心线及基础主轴线、墙顶轴线、挡土墙(3)起讫点和横断面，注明高程及开挖深度，每根轴线均应在基线两端延长线上设四个桩点，并分别以混凝土包封保护，放测桩位时，应测定中心桩及挡土墙(3)的基础地面高程，临时水准点应设置在施工干扰区域之外，测量结果应符合精度要求并与相邻路段水准点相闭合；

所述S11中，首先绑扎墙面板钢筋和扶壁钢筋，钢筋安装完检查合格后，开始立模，立模时在钢筋混凝土与模板间设置垫块，垫块与钢筋扎紧，垫块应采用细石混凝土制作，保证垫块的强度与混凝土结构的强度相同，垫块的安装应该保证钢筋的保护层厚度符合设计要求，同时要保证四个/㎡；

所述S12中，采用成套大块组合钢模，模板加工满足精度要求，接头设置企口缝，用螺栓连接形成挡土墙(3)模具，防止漏浆，人工配合吊车安装，模板安装前除去模板内表面的铁锈并均匀涂刷脱模剂。

10.根据权利要求8所述的一种用于塌方段边坡的钢管桩加扶壁式挡土墙及其施工方法，其特征在于：

所述S13中，混凝土浇筑采用***式振动器振捣，振捣时严禁碰撞钢筋和模板；且浇筑混凝土时，应经常检查模板、钢筋的位置和保护层的尺寸，确保其位置正确不发生变形，混凝土的浇筑连续进行，如因故必须间断时，其间断时间小于前层混凝土的初凝时间或能重塑的时间，并经试验确定，若超过允许间断时间，须采取保证质量措施或按工作缝处理；

所述S14中，混凝土养护要保证混凝土表面的润湿，防止混凝土水化反应的各种影响，对于墙身的养护要采用土工布进行包裹在洒水养护，养护时间最少不得小于7天，待砼浇灌完进行收浆后，在常温下一般24小时即可拆除墙身侧模板，且混凝土强度达到80％。达到拆模条件时进行拆模并验收，拆模时，切莫损坏墙面；

所述S15中，构造物的上部结构施工完毕并达到设计强度后方可回填，墙背回填所需的原材料砂砾粒径不大于10cm；墙背回填各层压实度不得小于96％，回填施工应采用20t以上压路机碾压，碾压时应注意勿使墙身受到较大冲击影响，边角区域和压路机无法压实的地方须采用小型平板夯机配合进行压实，避免对挡土墙造成破坏；墙背回填应严格分层填筑，严禁向坑内倾倒，每层压实厚度为15cm。

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