一种适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构及施工方法与流程

本发明涉及库岸涉水边坡地质灾害防治工程技术领域，尤其涉及一种适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构及施工方法。

背景技术：

我国水电建设水平位居世界前列，如已建成的三峡工程是世界上最大的水利枢纽，但三峡等水利工程在带给我们防洪、发电等良好社会和经济效益的同时也引发加剧了库区的地质灾害，其中水库塌岸就是最常见的工程地质灾害之一。目前常用的库岸边坡治理措施多和山区边坡类似，如削坡卸载、抗滑桩、挡土墙等。由于库岸边坡为涉水边坡且水位受水库蓄水位运行影响变化较大，当库岸边坡治理范围位于水位以下且滑坡体(塌岸)深度较大时，采用削坡卸载、抗滑桩、挡土墙等治理措施需要在水位以下实施，现有技术中，基坑开挖止水难度大，成本高且施工风险大，因此对于库岸边坡尤其是强透水岩土体库岸边坡需要一种高效、低成本的治理措施。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种整体性好、施工速度快、施工作业面小，适用于涉水边坡，特别是强透水岩土体库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构及施工方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构，包括抗滑桩群和挡土墙，所述抗滑桩群竖直设置在所述挡土墙与库岸边坡坡面之间并支撑所述挡土墙，且所述抗滑桩群的上端与所述挡土墙的底端固定连接，所述抗滑桩群的下端嵌固在库岸边坡滑带以下的抗滑地层内。

本发明的有益效果是：本发明的复合抗滑桩墙支挡结构，通过将所述滑桩群嵌固设置在库岸边坡滑带以下的抗滑地层内，可以满足抗滑稳定性要求，采用桩顶重力式混凝土挡土墙的方式，使下部的注浆式抗滑桩群与桩周土体形成一体，并与上部重力式挡土墙联结，组成复合式抗滑桩墙，整体性好，从结构上优化了空间效应使受力更为合理。另外，结构施工不需大规模开挖，机械施工作业面小，施工速度快，安全性好，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠。该结构不仅经济性好，受力性能好，而且抗滑能力强。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述抗滑桩群包括多个灌注桩和多个旋喷桩，所述多个灌注桩和多个旋喷桩平行交错阵列设置，所述多个灌注桩的上端分别向上伸入到所述挡土墙内，所述多个旋喷桩的顶端与所述挡土墙的底端固定连接，所述多个灌注桩和多个旋喷桩的下端分别向下嵌固在库岸边坡滑带以下的抗滑地层内，且所述灌注桩位于所述滑地层的长度大于所述旋喷桩位于所述抗滑地层内的长度。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述灌注桩及旋喷桩能很好的提高复合地基土的整体刚度，灌注桩深度嵌入库岸边坡滑带以下的抗滑地层内，旋喷桩伸入库岸边坡滑带以下保证灌注桩的成桩质量，从结构上优化了空间效应，使受力更为合理。

进一步：所述灌注桩由h型钢和水泥砂浆浇筑制成，且所述h型钢的上端锚入所述挡土墙内，所述h型钢的下端插入至所述库岸边坡滑带以下的抗滑地层内,所述水泥砂浆的顶端与所述挡土墙的底端固定连接，下端向下伸入库岸边坡滑带以下的抗滑地层内。

上述进一步方案的有益效果是：通过将所述h型钢的上端锚入所述挡土墙内，使得所述灌注桩与所述挡土墙牢固连接，保证复合抗滑桩墙支档的整体性，提高整个复合抗滑桩墙支档的稳定性。

进一步：所述挡土墙为由钢筋笼和混凝土石料浇筑制成的复合钢筋混凝土结构，且所述钢筋笼位于所述钢筋混凝土结构下部，所述h型钢的上端向上伸入所述钢筋混凝土结构内，且所述钢筋笼与所述h型钢伸入所述钢筋混凝土结构内的部分固定连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过将所述h型钢的上端向上伸入所述钢筋混凝土结构内，并将所述钢筋笼与所述h型钢伸入所述钢筋混凝土结构内周边通长满焊，使挡土墙既能起到连梁的作用，提高复合抗滑桩墙支档的整体刚度，又能向抗滑桩群施压，抵抗较大的滑坡推力。

进一步：所述挡土墙外表面涂覆有防水涂料。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述挡土墙外表面涂覆防水涂料，以保证挡土墙不受库水及地下水周期性浸泡的影响，提高所述挡土墙的耐腐蚀性，增强所述挡土墙的结构稳定性。

进一步：所述挡土墙上设有多个单向排水通道，所述多个单向排水通道沿着所述挡土墙的厚度方向阵列分布并贯穿所述挡土墙，所述单向排水通道与水平方向呈夹角设置，且所述单向排水通道的靠近库渠一端低于靠近库岸边坡内水源一端。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述单向排水通道，可以将库岸边坡内水分排入库渠中，在库渠水位上涨过程中，由于排水孔的单向导通性能，防止库渠内水进入坡体内造成对滑带的浸泡软化。

进一步：所述挡土墙的底部设有混凝土垫层，所述钢筋笼位于所述混凝土垫层的上方，所述h型钢的上端向上穿过所述混凝土垫层后伸入所述钢筋混凝土结构内，且所述h型钢位于所述钢筋混凝土结构内的部分与所述钢筋笼满焊。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述混凝土垫层，可以确保所述抗滑桩群灌注效果以及挡土墙成型后的质量，进一步提高所述挡土墙的稳定性。

本发明还提供了一种所述适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构的施工方法，所述方法包括：

步骤1：在库岸边坡滑带前缘处竖直设置抗滑桩群；

步骤2：绑扎钢筋笼，并将所述钢筋笼与所述抗滑桩群的上端固定连接；

步骤3：在所述钢筋笼外周进行支模，并浇筑混凝土石料，形成挡土墙；

步骤4：在所述挡土墙的外表面涂覆防水涂料层，完成施工。

本发明的复合抗滑桩墙支挡结构施工方法，通过将所述滑桩群嵌固设置在库岸边坡坡面以下的抗滑地层内，可以满足抗滑稳定性要求，采用桩顶重力式混凝土挡土墙的方式，使下部的注浆式抗滑桩群与桩周土体形成一体，并与上部重力式挡土墙联结，组成复合式抗滑桩墙，整体性好，从结构上优化了空间效应使受力更为合理。另外，结构施工不需大规模开挖，机械施工作业面小，施工速度快，安全性好，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠。该结构不仅经济性好，受力性能好，而且抗滑能力强。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤1具体包括：

步骤11：在库岸边坡滑带前缘处成排间隔设置多个旋喷桩；

步骤12：在所述库岸边坡滑带前缘处成排设置多个灌注桩，且所述灌注桩与所述旋喷桩平行交错阵列设置在所述库岸边坡滑带以下的抗滑地层内，且所述灌注桩位于所述抗滑地层内的长度大于所述旋喷桩位于所述抗滑地层内的长度，其中，所述旋喷桩采用单重管旋喷，水泥浆液的水灰比为1:1。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述库岸边坡滑带前缘处设置所述灌注桩及旋喷桩，能很好的提高复合地基土的整体刚度，灌注桩嵌入库岸边坡滑带以下的抗滑地层内，旋喷桩伸入库岸边坡滑带以下保证灌注桩的成桩质量，从结构上优化了空间效应，使受力更为合理。

进一步：所述步骤12中，设置多个灌注桩具体包括：

在所述库岸边坡滑带前缘处采用机械跟管钻进，形成与所述旋喷住交错间隔设置的钻孔，并在每个所述钻孔内向下插入h型钢至所述抗滑地层内，且所述h型钢的上部露出地面；

对每个所述钻孔进行连续两次注浆，并将所述h型钢镶嵌固定在所述库岸边坡滑带对应的所述钻孔内，形成灌注桩，其中，注浆压力为0.3-1.5mpa，水灰比0.55。

上述进一步方案的有益效果是：通过采用机械跟管钻进形成钻孔，并在每个所述钻孔内向下插入h型钢至所述抗滑地层内，并对每个所述钻孔进行二次注浆，可以使得所述h型钢稳固的固定在所述库岸边坡滑带内，并能承受较大的滑坡推力。

附图说明

图1为本发明的适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构俯视图；

图2为图1中a-a结构剖视图；

图3为本发明的适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构治理库岸滑坡结构示意图；

图4为图2中b-b结构剖视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、抗滑桩群，2、灌注桩，3、挡土墙，4、旋喷桩，5、水泥砂浆，6、h型钢，7、钢筋笼，8、混凝土石料，9、防水涂料层，10、混凝土垫层，11、库岸边坡下水位线，12、库岸边坡滑带，13、单向排水通道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-4所示，一种适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构，包括抗滑桩群1和挡土墙3，所述抗滑桩群1竖直设置在所述挡土墙3与库岸边坡坡面之间并支撑所述挡土墙3，且所述抗滑桩群1的上端与所述挡土墙3的底端固定连接，所述抗滑桩群1的下端向下嵌固在库岸边坡滑带以下的抗滑地层内。

本发明的复合抗滑桩墙支挡结构，通过将所述滑桩群嵌固设置在库岸边坡滑带以下的抗滑地层内，可以满足抗滑稳定性要求，采用桩顶重力式混凝土挡土墙的方式，使下部的注浆式抗滑桩群与桩周土体形成一体，并与上部重力式挡土墙联结，组成复合式抗滑桩墙，整体性好，从结构上优化了空间效应使受力更为合理。另外，结构施工不需大规模开挖，机械施工作业面小，施工速度快，安全性好，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠。该结构不仅经济性好，受力性能好，而且抗滑能力强。

本实施例中，所述抗滑桩群1包括多个灌注桩2和多个旋喷桩4，所述多个灌注桩2和多个旋喷桩4平行交错阵列设置，所述多个灌注桩2的上端分别向上伸入到所述挡土墙3内，所述多个旋喷桩4的顶端与所述挡土墙3的底端固定连接,所述多个灌注桩2和多个旋喷桩4的下端分别向下嵌固在库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内，且所述灌注桩2位于所述滑地层的长度大于所述旋喷桩4位于所述抗滑地层的长度。通过所述灌注桩2及旋喷桩4能很好的提高复合地基土的整体刚度，灌注桩2深度嵌入库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内，旋喷桩4伸入库岸边坡滑带12以下保证灌注桩的成桩质量，从结构上优化了空间效应，使受力更为合理。

实际中，所述灌注桩2的直径为150-200mm，水平间距为1-1.5m，且所述灌注桩2的下端向下伸入库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内，所述灌注桩2高出地面以上0.5m，所述灌注桩2与相邻的旋喷桩4之间的水平距离为0.5m。

所述旋喷桩4的直径为500mm，每排旋喷桩4中相邻两个所述旋喷桩4之间的水平距离为1-1.5m，相邻两排所述旋喷桩4之间的水平距离为1.2-1.5m，所述旋喷桩4向下伸入库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内的深度为3-5m，并且多个所述旋喷桩4呈梅花形分布，所述旋喷桩4采用单重管旋喷。

本实施例中，所述灌注桩2由h型钢6和水泥砂浆5浇筑制成，且所述h型钢6的上端锚入所述挡土墙3内，所述h型钢6的下端插入至所述库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内,所述水泥砂浆5的顶端与所述挡土墙3的底端固定连接，下端向下伸入库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内。通过将所述h型钢6的上端锚入所述挡土墙3内，使得所述灌注桩2与所述挡土墙3牢固连接，保证复合抗滑桩墙支档的整体性，提高整个复合抗滑桩墙支档的稳定性。由前述说明可知，所述h型钢6的上端锚入所述挡土墙3内的深度为0.5m，保证复合抗滑桩墙支档的整体性。

本实施例中，所述挡土墙3为由钢筋笼7和混凝土石料8浇筑制成的复合钢筋混凝土结构，且所述钢筋笼7位于所述钢筋混凝土结构下部，所述h型钢6的上端向上伸入所述钢筋混凝土结构内，且所述钢筋笼7与所述h型钢6伸入所述钢筋混凝土结构内的部分固定连接。通过将所述h型钢6的上端向上伸入所述钢筋混凝土结构内，并将所述钢筋笼7与所述h型钢6伸入所述钢筋混凝土结构内周边通长满焊，使挡土墙3既能起到连梁的作用，提高复合抗滑桩墙支档的整体刚度，又能向抗滑桩群1施压，抵抗较大的滑坡推力。

实际中，所述钢筋笼7的高度为700-1000mm，且所述钢筋笼7与高出地面的所述h型钢周边通长满焊。

优选地，在上述实施例中，所述挡土墙3外表面涂覆有防水涂料9。通过在所述挡土墙3外表面涂覆防水涂料9，以保证挡土墙3不受库水及地下水周期性浸泡的影响，提高所述挡土墙3的耐腐蚀性，增强所述挡土墙3的结构稳定性。这里，所述防水涂料为聚合物水泥防水涂料。

优选地，在上述实施例中，所述挡土墙3上设有多个单向排水通道13，所述多个单向排水通道13沿着所述挡土墙3的厚度方向阵列分布并贯穿所述挡土墙3，所述单向排水通道13与水平方向呈夹角设置，且所述单向排水通道13的靠近库渠一端低于靠近库岸边坡内水源一端。通过设置所述单向排水通道13，可以将库岸边坡内水分排入库渠中，在库渠水位上涨过程中，由于排水孔的单向导通性能，防止库渠内水进入坡体内造成对滑带的浸泡软化。

实际中，沿着水平方向上的相邻两个所述单向排水通道13之间的距离和沿着垂直方向上的相邻两个所述单向排水通道13之间的距离均为2m，在设置好所述多个单向排水通道13后，浇筑所述挡土墙3，形成混凝土石料8的复合钢筋混凝土结构。

优选地，在上述实施例中，所述挡土墙3的底部设有混凝土垫层10，所述钢筋笼7位于所述混凝土垫层10的上方，所述h型钢6的上端向上穿过所述混凝土垫层10后伸入所述钢筋混凝土结构内，且所述h型钢6位于所述钢筋混凝土结构内的部分与所述钢筋笼7满焊。通过设置所述混凝土垫层10，可以确保所述抗滑桩群1灌注效果以及挡土墙3成型后的质量，进一步提高所述挡土墙3的稳定性。这里，所述混凝土垫层10的厚度为100mm，并采用c20混凝土垫层。

本发明还提供了一种所述适用于库岸边坡的复合抗滑桩墙支挡结构的施工方法，所述方法包括：

步骤1：在库岸边坡滑带12前缘处竖直设置抗滑桩群1；

步骤2：绑扎钢筋笼7，并将所述钢筋笼7与所述抗滑桩群1的上端固定连接；

步骤3：在所述钢筋笼7外周进行支模，并浇筑混凝土石料8，形成挡土墙3；

步骤4：在所述挡土墙3的外表面涂覆防水涂料层9，完成施工。

本发明的复合抗滑桩墙支挡结构施工方法，通过将所述滑桩群嵌固设置在库岸边坡坡面以下的抗滑地层内，可以满足抗滑稳定性要求，采用桩顶重力式混凝土挡土墙的方式，使下部的注浆式抗滑桩群与桩周土体形成一体，并与上部重力式挡土墙联结，组成复合式抗滑桩墙，整体性好，从结构上优化了空间效应使受力更为合理。另外，结构施工不需大规模开挖，机械施工作业面小，施工速度快，安全性好，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠。该结构不仅经济性好，受力性能好，而且抗滑能力强。

优选地，在上述实施例中，所述步骤1具体包括：

步骤11：在库岸边坡滑带12前缘处成排间隔设置多个旋喷桩4；

步骤12：在所述库岸边坡滑带12前缘处成排设置多个灌注桩2，且所述灌注桩2与所述旋喷桩4平行交错阵列设置在所述库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内，且所述灌注桩2位于所述抗滑地层的长度大于所述旋喷桩4位于所述抗滑地层的长度。

通过在所述库岸边坡滑带12前缘处设置所述灌注桩2及旋喷桩4，能很好的提高复合地基土的整体刚度，灌注桩2深度嵌入库岸边坡滑带12以下的抗滑地层内，旋喷桩4伸入库岸边坡滑带12以下保证灌注桩的成桩质量，从结构上优化了空间效应，使受力更为合理。

这里，所述旋喷桩4采用单重管旋喷，水泥浆液的水灰比为1:1。

优选地，所述步骤12中，设置多个灌注桩2具体包括：

步骤121：在所述库岸边坡滑带12前缘处采用机械跟管钻进，形成与所述旋喷住4交错间隔设置的钻孔，并在每个所述钻孔内向下插入h型钢6至所述抗滑地层内，且所述h型钢6的上部露出地面；

步骤122：对每个所述钻孔进行连续两次注浆，并将所述h型钢6镶嵌固定在所述库岸边坡滑带12对应的所述钻孔内，形成灌注桩2。

通过采用机械跟管钻进形成钻孔，并在每个所述钻孔内向下插入h型钢6至所述抗滑地层内，并对每个所述钻孔进行连续注浆，可以使得所述h型钢6稳固的固定在所述库岸边坡滑带12内，并能承受较大的滑坡推力。这里，连续两次注浆，第一次注浆采用常压注浆，3-4小时后进行第二次注浆，注浆压力为0.3-1.5mpa，水灰比为0.55。

优选地，在上述实施例中，在所述步骤2之前，还在所述抗滑桩群1的上端设置混凝土垫层10，使得所述灌注桩2的上端向上穿过所述混凝土垫层10后伸入所述钢筋混凝土结构内，再将绑扎好的所述钢筋笼7与灌注桩2伸入所述钢筋混凝土结构内的部分满焊。待浇筑混凝土石料8后，使得所述旋喷桩4的上端与所述挡土墙3的底端固定连接。

如图3所示，实际中，按照上述方法进行了实验。在某三峡库区库岸边坡，岩土体主要为含块石回填砾砂及全风化花岗岩，塌岸预测宽度59.6-74.6m，危及坡顶建筑物安全，需进行治理，库岸大部分治理范围位于175m库水位线11下部。采用上述复合抗滑桩墙支挡结构作为边坡主要治理手段，采用灌注桩内置h型钢6，桩间设置高压的旋喷桩4，桩顶重力式混凝土挡土墙3的方式，使下部的注浆式抗滑桩群1与桩周土体形成一体，并与上部重力式挡土墙3联结，组成复合式抗滑桩墙支档。灌注桩2的二次高压注浆及桩间旋喷桩4能很好的提高复合地基土的整体刚度，灌注桩2深度嵌入库岸边坡滑带12以下抗滑地层内，桩间高压的旋喷桩4深入库岸边坡滑带12以下3-5m，从结构上优化了空间效应使受力更为合理。重力式挡土墙3为混凝土石料8的复合砌体结构，通过桩顶h型钢6与钢筋笼7连接使挡土墙3既能起到连梁的作用，提高复合抗滑桩墙支档的整体刚度，又能向抗滑桩群1施压，抵抗较大的滑坡推力，且挡土墙3外部涂刷聚合物水泥防水涂料，墙身布设单向排水孔13，使挡土墙3不受库水及地下水周期性浸泡的影响。

施工完成后，其中一部分复合抗滑桩墙支档的结构示意图如图3所示，与现有技术相比，本实施例有益效果在于：结构施工不需大规模开挖，机械施工作业面小，施工速度快，安全性好，尤其是应急抢险治理工程更加快速可靠。该结构不仅经济性好，受力性能好，而且抗滑能力强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。