一种高陡边坡联合支挡结构及其施工方法与流程

本发明涉及交通工程修建领域，尤其涉及一种预应力锚索、框架梁和管桩的联合支挡结构及其施工方法。

背景技术：

在交通工程修建过程中，涉及到大量的岩土边坡稳定性及加固问题。目前，常采用削坡排水、地表注浆、挡墙、抗滑桩、管桩和桩锚结构等处治方法。但是现有的处治方法存在环保性差、造价高、施工效率低和质量不易控制等问题。

因此，一种能有效防止高陡边坡失稳的联合支挡结构和施工简便、快速高效、经济成本低的施工方法，成为亟需解决的问题。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种预应力锚索、框架梁和管桩的联合支挡结构及其施工方法，从而解决上述问题。

为实现上述目的，本发明首先公开了一种高陡边坡联合支挡结构，包括管桩、框架梁、预应力锚索和边坡，所述框架梁铺设在所述边坡上，所述边坡设置有竖向设置的管桩孔和斜向设置的锚索孔，所述管桩孔和锚索孔内填充有砂浆，所述管桩的一端固接在所述管桩孔内，另一端与所述框架梁连接，所述预应力锚索的一端锚固在所述框架梁上，另一端锚固在所述锚索孔内。

进一步的，所述预应力锚索包括钢锚墩、定位器和钢绞线，所述框架梁上设置有固定锚台，所述钢绞线的一端与钢锚墩连接，另一端向所述锚索孔的底部延伸，所述钢锚墩安装在所述固定锚台上，所述定位器沿着所述锚索孔的深度方向布置，且与所述钢绞线固接。

进一步的，所述框架梁内设置有钢筋，该框架梁由相互交错连接的分支梁组成，所述分支梁交错形成多边形单元。

进一步的，所述管桩包括与所述管桩孔间隙配合的钢管，所述钢管的侧壁上设置有贯穿的漏浆孔，所述漏浆孔沿着所述管桩的长度方向布置，所述管桩与所述框架梁内的钢筋连接。

进一步的，所述钢管包括注浆段和锥头段，且所述注浆段和锥头段通过一套筒搭接。

进一步的，所述管桩和/或预应力锚索与所述框架梁的连接处设置在所述分支梁的交汇处。

进一步的，所述钢管内插接有钢筋笼或工字钢，所述钢管的内径为10-24cm，壁厚为5-16mm，所述漏浆孔的孔径为0.8-1.5cm，轴向孔距为13-17cm。

然后，本发明公开了一种高陡边坡联合支挡结构的施工方法，包括上述方案所述的高陡边坡联合支挡结构，包括如下步骤：

1)在所述边坡上竖向钻设管桩孔，插入钢管，在所述钢管中吊入钢筋笼或工字钢后，采用砂浆填充成型；

2)将管桩与所述框架梁中的钢筋连接，将钢管与所述框架梁用混凝土浇筑一体成型；

3)从所述框架梁的固定锚台向边坡钻设锚索孔，将由定位器和钢绞线组成的锚索布设于所述锚索孔内，对所述锚索孔注浆施工，成型后进行张拉作业。

进一步的，在所述步骤1)中，在砂浆填充后，待钢管内外溢出砂浆后，封闭钢管的孔口后加压一段时间，砂浆再次溢出后停注。

进一步的，在所述步骤3)中，所述预应力锚索包括锚固段和自由段，所述锚固段和自由段之间设置堵浆器，在张拉完成后，对所述自由段进行补充砂浆，同时填充周围土体。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的钢管桩内部插入钢筋笼或工字钢，在钢管内、外部填充混凝土，钢管、钢筋笼(或工字钢)、混凝土与桩周土之间形成有机整体，提高了微型钢管桩的强度、抗弯、抗拉等性能；同时，加筋微型钢管桩顶端伸入框架梁并一起浇筑在框架梁中，并通过框架梁、预应力锚索与微型钢管桩群形成组合支挡结构，进而提高了结构的整体稳定性和抗滑能力。同时，本发明的技术方案，工法简洁，施工效率高，节省材料、经济成本低，使得该发明适用性更为广泛，特别是对多级边坡、隧道洞口边坡、路堑边坡等应用效果显著。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例公开的高陡边坡联合支挡结构的剖面示意图；

图2是本发明实施例公开的管桩、框架梁和预应力锚索的局部示意图；

图3是本发明第一实施例公开的框架梁的示意图；

图4是本发明第二实施例公开的框架梁的示意图；

图5是本发明第一实施例公开的管桩的横向剖面示意图；

图6是本发明第二实施例公开的管桩的横向剖面示意图；

图7是本发明实施例公开的管桩纵向剖面示意图。

图例说明：

1、管桩；101、管桩孔；102、钢管；103、漏浆孔；104、钢筋笼；106、注浆段；107、锥头段；

2、框架梁；201、固定锚台；202、钢筋；203、分支梁；

3、预应力锚索；301、钢锚墩；302、锚索孔；303、定位器；304、钢绞线；305、锚固段；306、自由段；

4、边坡。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1-图7所示，本发明首先公开了一种高陡边坡联合支挡结构，包括管桩1、框架梁2、预应力锚索3和边坡4，其中，边坡4为高陡多级边坡结构，混凝土结构的框架梁2铺设在边坡4上，边坡4竖向钻设有管桩孔101、斜向钻设有锚索孔302，管桩孔101和锚索孔302内填充有砂浆，管桩1的一端固接在管桩孔101内，另一端与框架梁2连接，预应力锚索3的一端锚固在框架梁2上，另一端锚固在锚索孔302内，具体的，预应力锚索3嵌入岩土体的长度、施加预应力大小、钢绞线304的参数等根据地质条件、边坡角度、高度等实际情况计算确定。通过竖向的管桩1，从而可起到防止框架梁2及其边坡4沿斜坡面向下滑动，而预应力锚索3则可起到将框架梁2紧压在斜坡面上，从而通过管桩1、框架梁2和预应力锚索3和联合支挡作用，使其与边坡4形成一个有机整体，进而提高了边坡4整体的稳定性和抗滑坡能力。具体的，预应力锚索3包括钢锚墩301、定位器303和钢绞线304，框架梁2上一体式浇筑有固定锚台201，钢绞线304的一端与钢锚墩301连接，另一端向锚索孔302的底部延伸，钢锚墩301安装在固定锚台201上，其中，钢锚墩301由锚环、夹片和承压板组成，应具有补偿张拉和松弛的功能。定位器303沿着锚索孔302的深度方向布置，且与钢绞线304固接。

在本实施例中，框架梁2的截面为矩形或正方形，框架梁2内设置有钢筋202，其高度优选为0.2-0.6m，混凝土材料优选c30以上，由相互交错连接的分支梁203组成，分支梁203交错形成均匀布置的多边形单元，或者等边三角形，或者正方形。而管桩1包括与管桩孔101间隙配合的钢管102，即管桩孔101的孔径大于钢管102的孔径。钢管102的内径为10-24cm，壁厚为5-16mm，长度根据边坡4高度具体设置。钢管102之间的间距为0.5-3m，其侧壁上设置有贯穿的漏浆孔103，漏浆孔103的孔径为0.8-1.5cm，轴向孔距为13-17cm。漏浆孔103沿着管桩1的长度方向布置，在钢管102的周向上也均布有多个，管桩1的顶部与框架梁2内的钢筋202连接。在本实施例中，钢管102包括注浆段106和锥头段107，且注浆段106和锥头段107的端部通过一套筒(未示出)搭接焊接一体，套筒高度不小于钢管102直径2倍，套筒壁厚不小于钢管102的壁厚，在套筒周边焊接，焊接应饱满；且钢管102接驳时注意检查垂直度，防止接头弯折。为了提高管桩1的抗弯折强度，在钢管102注砂浆时，钢管102内插接有钢筋笼104或工字钢。

在本实施例中，为了保证管桩1和预应力锚索3作用在框架梁2的最牢固处，保证最好的支挡效果，管桩1和预应力锚索3与框架梁2的连接处设置在分支梁203的交汇处。

然后，本发明公开了一种高陡边坡联合支挡结构的施工方法，依次为：先在边坡4中施作管桩1，再施作钢筋混凝土的框架梁2，待框架梁2施工完成后，打设预应力锚索孔302，并进行预应力锚索3安装和张拉施工。

详细步骤如下：

1)在边坡4上竖向钻设管桩孔101，插入钢管102，在钢管102内吊入钢筋笼104或工字钢后，采用m30砂浆注浆成型，注浆压力可取0.3-0.5mpa(可根据现场试验调整注浆参数)；

2)将钢管102与框架梁2中的钢筋202连接，注意保证一定的搭接深度，然后将管桩1与框架梁2用混凝土浇筑一体成型；

3)从框架梁2的固定锚台201向边坡钻设锚索孔302，将由定位器303和钢绞线304组成的锚索布设于锚索孔302内，定位器303应间隔1.5-3m设置一道，然后对锚索孔302注浆施工，成型后进行张拉作业，张拉作业应在锚固体达到80％设计强度后进行。

在本实施例中，在步骤1)中，为了保证管桩孔101内填充满砂浆，在砂浆填充后，待钢管102内外溢出砂浆后，封闭钢管102的孔口加压一段时间，砂浆再次溢出后停注，此时，可以保证砂浆完全填充。

在本实施例中，在步骤3)中，预应力锚索3包括锚固段305和自由段306，锚固段305和自由段306之间设置堵浆器(未示出)，以防止注浆后浆液粘结自由段306，在张拉完成后，对自由段306进行补充砂浆，以保证自由段306的钢绞线304受到水泥浆的防腐保护，同时填充周围土体。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。