抗滑桩防护方法、抗滑桩施工方法及抗滑桩防护结构与流程

本发明涉及工程施工的技术领域，尤其是涉及一种抗滑桩防护方法、抗滑桩施工方法及抗滑桩防护结构。

背景技术：

目前国内西北地区富水黄土滑坡体地质条件下进行基础设施建设施工是一大技术难题，尤其是在路堑和隧道洞口段开挖施工时，滑坡体的处理尤为重要。滑坡体地质多为超饱和砂质新黄土与黏质老黄土，交错分布，饱和或接近饱和状态，为潜在软弱地层。该地质砂质黄土和黏质黄土的交错分布，局部存在囊状地下水，滑坡体不稳定处于斜坡上，软弱地层中存在滑动面，对工程存在潜在危险。目前滑坡体的处理方式多采取防护方案；常见的防护方案为施工抗滑桩，抗滑桩能够有效的防止滑坡体危害，在工程中得到广泛推广应用。抗滑桩截面尺寸一般接近2m*2.5m，比普通桩基尺寸大很多，多采用人工挖孔施工。在饱和湿陷性黄土地段施工抗滑桩，开挖桩孔时容易出现了塌孔，桩孔孔壁土体易溜塌，桩底存在较大的涌泥风险。因此，现有技术中存在抗滑桩施工难度较大的技术问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种抗滑桩防护方法、抗滑桩施工方法及抗滑桩防护结构，以缓解现有技术中抗滑桩所存在的施工难度较大的技术问题。

本发明第一方面提供一种抗滑桩防护方法，本发明提供的抗滑桩防护方法包括如下步骤：在抗滑桩预设位置的周围施工旋喷桩；开挖用于浇筑抗滑桩的桩孔；在桩孔的内壁施作混凝土护壁。

进一步的，开挖用于浇筑抗滑桩的桩孔的步骤分成多段进行，在桩孔的内壁施作混凝土护壁的步骤分成多段进行；并且，每开挖一段桩孔，在该段桩孔的内壁施作混凝土护壁。

进一步的，在桩孔的内壁施作混凝土护壁的步骤包括：绑扎护壁钢筋、安装模板和浇筑护壁混凝土。

进一步的，在桩孔的内壁施作混凝土护壁的步骤包括：在桩孔的内壁打设超前小导管，超前小导管竖向倾斜设置。

进一步的，超前小导管相对于竖直方向的倾斜角度范围为5°-10°。

进一步的，超前小导管的上端与护壁钢筋固定连接。

进一步的，当在桩孔的内壁施作混凝土护壁的步骤分成多段进行时，一段混凝土护壁中，护壁钢筋的下端延伸至护壁混凝土的下方。

进一步的，多个旋喷桩沿框形分布；抗滑桩防护方法包括：在抗滑桩预设位置的周围，对相邻旋喷桩之间进行深孔注浆。

本发明第二方面提供一种抗滑桩施工方法，本发明提供的抗滑桩施工方法包括：上述的抗滑桩防护方法；以及，在桩孔中安装抗滑桩钢筋架；向桩孔中浇筑抗滑桩混凝土。

本发明第三方面提供一种抗滑桩防护结构，本发明提供的抗滑桩防护结构包括：分布于桩孔周围的多个旋喷桩和施作于桩孔内壁的混凝土护壁。

本发明提供的抗滑桩防护方法、抗滑桩施工方法及抗滑桩防护结构，涉及工程施工的技术领域。本发明提供的抗滑桩防护方法包括如下步骤：在抗滑桩预设位置的周围施工旋喷桩；开挖用于浇筑抗滑桩的桩孔；在桩孔的内壁施作混凝土护壁。

在软弱地层区域施工旋喷桩，旋喷桩与土体形成固结，降低了土体的含水量，可以有效缓解软弱地层中土体呈不均液化状态和局部出现水囊的问题，提高土体的自稳能力，减少塌孔。混凝土护壁使桩孔内壁结构更加稳定，减少孔壁土体溜塌，大大缓解了软弱地层人工挖孔桩成孔难的技术难题。

抗滑桩在桩孔中浇筑成型，由于本发明提供的抗滑桩防护方法对桩孔周边土体进行了有效加固，使得后期抗滑桩的施工更加顺利，从而缓解了现有技术中抗滑桩所存在的施工难度较大的技术问题。

所述的抗滑桩施工方法及抗滑桩防护结构与上述的抗滑桩防护方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的抗滑桩防护方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的抗滑桩防护方法中开挖桩孔和施作混凝土护壁的具体步骤图；

图3为本发明实施例提供的抗滑桩防护方法中深孔注浆的具体步骤图；

图4为本发明实施例提供的抗滑桩防护方法中钻杆后退式注浆的具体步骤图；

图5为本发明实施例提供的抗滑桩防护结构的竖向示意图；

图6为本发明实施例提供的抗滑桩防护结构的俯视示意图。

图标：10-旋喷桩；20-混凝土护壁；21-护壁钢筋；30-超前小导管；41-边框。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在一些地区，地质因砂质新黄土与黏质土交错布置，土体呈不均液化状态，局部存在水囊，土体自稳能力较差；如果直接开挖，容易发生严重溜塌，甚至出现大面积塌孔；而且浇筑水泥浆时，水泥浆与土体难以形成有效固结，不利于保障结构的稳定性。在饱和水地质条件下，挖孔桩施工还存在出现冒泥、涌水、护壁收敛超限、失稳和孔底隆起等安全风险，进一步增大了施工过程中安全质量控制的难度。

面对上述技术问题，发明人设计了一种抗滑桩防护方法。请参照图1，本发明实施例提供的抗滑桩防护方法包括如下步骤：

步骤s100，在抗滑桩预设位置的周围施工旋喷桩10；

步骤s200，开挖用于浇筑抗滑桩的桩孔；

步骤s300，在桩孔的内壁施作混凝土护壁20。

具体地，请参照图5和图6，旋喷桩10为高压旋喷桩；步骤s100中的抗滑桩预设位置为浇筑抗滑桩的设计位置。步骤s200中，在该抗滑桩预设位置开挖桩孔。在软弱地层区域，旋喷桩10与土体形成固结，降低了土体的含水量，可以有效缓解软弱地层中土体呈不均液化状态和局部出现水囊的问题，提高土体的自稳能力，减少塌孔。混凝土护壁20使桩孔内壁结构更加稳定，减少孔壁土体溜塌，大大缓解了软弱地层人工挖孔桩成孔难的技术难题。

抗滑桩在桩孔中浇筑成型，由于本发明实施例提供的抗滑桩防护方法对桩孔周边土体进行了有效加固，使得后期抗滑桩的施工更加顺利，从而缓解了现有技术中抗滑桩所存在的施工难度较大的技术问题。

在一些实施例中，步骤s100在步骤s200和步骤s300之前进行，通过步骤s100，来固结抗滑桩预设位置周围的土体，使土体结构更加稳固，便于步骤s200中开挖桩孔和步骤s300中施作护壁。

在实际施工时，抗滑桩水平方向的截面可以为圆形或者椭圆形，也可以为矩形，具体根据土质特点和设计要求来设定。步骤s100施工成型的多个旋喷桩10环绕抗滑桩分布，并且，旋喷桩10环绕分布的形状可以与抗滑桩水平方向的截面形状相同，也可以不同。例如：当抗滑桩水平方向的截面为圆形或者椭圆形时，旋喷桩10可以环绕抗滑桩沿圆形分布，也可以沿矩形分布。

在软弱地层区域，抗滑桩普遍为方桩，即抗滑桩水平方向的截面为矩形。方桩增大了与土体的接触面积，阻挡土体发生滑坡的效果更好。在本实施例中，为了适应方桩的结构特点，提高方桩对周围土体的加固效果，请参照图6，发明人将旋喷桩10设计为沿框形分布。具体地，该框形包括四条首尾相连的边框41，各个旋喷桩10分布于该四条边框41中；并且，在一条边框41中，各个旋喷桩10可沿内外方向分布为多层。进一步的，一条边框41的宽度范围为4m-6m，以在较小的施工量的情况下，保障良好的加固效果。

旋喷桩10的桩长根据抗滑桩的桩长来确定，在本实施例中，旋喷桩10的桩长比抗滑桩的桩长长6m-8m，即旋喷桩10的下端比抗滑桩的下端低6m-8m，以保障抗滑桩桩孔的侧壁和底部区域土体的稳定性。

本发明实施例提供的抗滑桩防护方法还包括：步骤s400，在抗滑桩预设位置的周围，对相邻旋喷桩10之间进行深孔注浆。步骤s400在步骤s100完成后且步骤s200之前进行，以填充旋喷桩10之前的间隙，将各根旋喷桩10连接为一个整体，使得桩孔周围土体更加稳固，在开挖过程中不易发生塌孔。

具体地，步骤s400采用后退式分段注浆工艺来进行深孔注浆施工。请参照图3和图4，步骤s400包括依次进行的以下步骤：施工准备；测量放线，标定孔位，其中的孔位为进行深孔注浆的孔位；钻孔至设计深度；钻杆后退式注浆；以及，深孔注浆的效果检查和补充注浆。

上述的钻杆后退式注浆的步骤中，根据深孔注浆钻孔的设计深度，将注浆分成多段进行，包括：依次进行的第一分段注浆和第二分段注浆；分段注浆的数量根据深孔注浆的总长来确定，直至完成总长。

在一些实施例中，钻杆由多段分钻杆首尾相连组成，在施工过程中，钻杆钻孔至设计深度后，开始边向上提升钻杆，钻杆的下端边向土体中注浆液，完成一段分段注浆。在完成一段分段注浆后，拆除上端的一段分钻杆，再进行下一段的分段注浆。发明人将分段注浆的单段深度设为2m，即钻杆向上提升2m后，拆除一段2m长的分钻杆。按照上述步骤进行深孔注浆，有利于提高土体固结的效果，减小土体含水率，以及提高施工效率。

深孔注浆所使用的浆液需要具有良好的渗透性能，以便于在压力作用下注入到土体中，为此，浆液采用水泥浆与水玻璃双液浆，以使浆液能够更好地渗透到土体中，并与旋喷桩10和土体形成良好固结。

进一步的，步骤s200分成多段进行，步骤s300也分成多段进行，并且，步骤s200和步骤s300交替进行，即每开挖一段桩孔，在该段桩孔的内壁施作混凝土护壁20。

步骤s200和步骤s300均从上往下进行。具体地，请参照图2，向下开挖第一段桩孔，然后对第一段桩孔的内壁施作混凝土护壁20；接着，向下开挖第二段桩孔，再对第二段桩孔的内壁施作混凝土护壁20；重复实施上述步骤，直至将桩孔挖至设计深度，并对最后一段桩孔的内壁施作混凝土护壁20。

步骤s300和步骤s200分别分成多段进行，减少了单次开挖高度，实现了短进尺开挖，并且，在上一段桩孔的内壁通过施作混凝土护壁20进行加固后，再开挖下一段桩孔，有效避免了在开挖过程中发生塌孔，有利于保证施工安全。

在一些实施例中，单次开挖高度为0.4m、0.5m或者0.6m，以在保障施工安全的情况下，保持了较高的施工效率。

混凝土护壁20的结构对加固效果有重要影响，因此，发明人对步骤s300做了进一步改进，步骤s300包括：

步骤s310，绑扎护壁钢筋21；

步骤s320，安装模板；

步骤s330，浇筑护壁混凝土。

具体地，护壁钢筋21与桩孔的内壁连接；模板与桩孔内壁包围形成容载护壁混凝土的腔室，护壁钢筋21位于该腔室中；向该腔室中浇筑护壁混凝土，护壁混凝土会向桩孔侧壁土体中渗透，从而将护壁钢筋21与土体连为一体，提高混凝土护壁20与桩孔周围土体连接的牢固性，增强了防护效果。

进一步的，步骤s300包括：步骤s340，在桩孔的内壁打设超前小导管30。从桩孔侧壁，将超前小导管30斜向下打入土体中，以提高桩孔周围土体的稳固性。

步骤s340可以在步骤s310之前，也可以在步骤s310之后，为了提高施工速度，在本施工过程中，每完成开挖一段桩孔，在该段桩孔的内壁绑扎护壁钢筋21，然后在该段桩孔的内壁打设超前小导管30，再安装模板，以使护臂混凝土将超前小导管30、护壁钢筋21和土体连为一体。

进一步的，超前小导管30相对于竖直方向的倾斜角度范围为5°-10°。

具体地，超前小导管30相对于竖直方向的倾斜角度范围可以为5°、7°、8°或者10°。在实际施工过程中，在上述角度范围内打设超前小导管30，一方面可以提高超前小导管30连接混凝土护壁20和土体的效果，另一方面便于将超前小导管30打入到土体中，有利于提高施工效率。

在一些实施例中，单根超前小导管30的长度范围为3m-4m，优选为3.5m；多根超前小导管30沿竖直方向分层设置，相邻两层之间的间距为0.3m-0.5m，优选为0.4m。在实际施工过程中，超前小导管30可以采用场外预注浆，注浆采用水泥浆液，水灰比范围为0.5:1-2:1。

为了进一步提高混凝土护壁20与桩孔侧壁的整体性，在步骤s340中，将超前小导管30打入到土体中后，将超前小导管30的上端与护壁钢筋21固定到连接，以有利于在土体发生变形时承载作用力，加强连接效果。

超前小导管30与护壁钢筋21之间可以通过绑扎来实现固定连接，也可以通过焊接的方式进行连接。

进一步的，当在桩孔的内壁施作混凝土护壁20的步骤分成多段进行时，一段混凝土护壁20中，护壁钢筋21的下端延伸至护壁混凝土的下方。

在施工过程中，开挖一段桩孔后，在该段桩孔的侧壁绑扎护壁钢筋21，护壁钢筋21的下端延伸至该段桩孔的底部；然后安装模板，模板的底板高于该段桩孔的底部，护壁钢筋21的下端延伸至底板下方，接着完成该段混凝土护壁20的浇筑。并且，下一段护壁混凝土的顶部与上一段护壁混凝土的底部相连接。按照上述步骤浇筑完成各段混凝土护壁20，通过护壁钢筋21使相邻两段混凝土护壁20连接到一起，有利于提高整体的混凝土护壁20结构的稳定性，提高对桩孔侧壁的防护效果。

在步骤s320中，模板从上端至下端沿从桩孔中心向外倾斜的方向设置，以使浇筑成型的混凝土护壁20的下端的厚度小于上端的厚度，这样，一方面可以使单段混凝土护壁20的重心向上偏移，使混凝土护壁20对超前小导管30施加的扭矩的方向指向土体内侧上方，有利于提高连接的可靠性；另一方面可以在模板的顶部留出浇筑口，便于将混凝土从该浇筑口浇筑到模板与桩孔内壁之间的腔室中。

进一步的，混凝土护壁20中还设有多个格栅钢架，多个格栅钢架沿竖直方向间隔分布。一些情况下，相邻两个格栅钢架之间的距离为3m；格栅钢架的单节主筋采用4根ф14钢筋，长度根据护壁钢筋21尺寸结合现场实际确定，主筋采用“z”字筋连接。格栅钢架与护壁钢筋21连接到一起，进一步提高了混凝土护壁20结构的稳定性，以更好对桩孔进行防护。

在开挖桩孔的过程中，及时抽排淤泥和泥浆，及时对已遛塌土体采用与护壁混凝土同标号的混凝土进行回填。超饱和砂质黄土地质开挖后开完多会积水，桩孔壁四周涌水量大，为解决该问题，设置抽水泵并安排专人进行抽排水作业。离抗滑桩预设位置50m以外修筑至少3个废水沉淀池和排水沟，且排水沟修建在稳定密实的土体上。桩体积水引排至沉淀池进行沉淀处理，并定期清理沉渣。待工程结束后，对沉淀池进行回填处理。另外，在抗滑桩施工场地设置弃砟场，施工过程中开挖出来的土体倒运至弃砟场，减少桩体周边荷载，保证施工安全。

本发明实施例第二方面提供一种抗滑桩施工方法，本发明实施例提供的抗滑桩施工方法包括：上述的抗滑桩防护方法；以及，在桩孔中安装抗滑桩钢筋架；向桩孔中浇筑抗滑桩混凝土。

首先，采用上述的抗滑桩防护方法对抗滑桩预设位置的周围土体进行加固，并开挖出桩孔；然后，在桩孔中安装抗滑桩钢筋架，向桩孔中浇筑抗滑桩混凝土，完成抗滑桩的施工。

本发明实施例提供的抗滑桩施工方法，有效的解决了饱和湿陷性黄土抗滑桩施工问题，克服了饱和土地段人工挖孔桩成孔难的技术难题，实现了以下有益效果：

1.应用隧道开挖超前支护理论，对于穿越超饱和新黄土地层采用超前小导管30、桩体护壁增加格栅钢架、增加桩体周边深孔注浆等快速推进辅助措施，施作简单，效果明显，安全可靠，能够安全顺利穿越超饱和砂质新黄土地层。

2.饱和水地质条件下挖孔桩施工容易出现冒泥、涌水、护壁收敛超限、失稳、孔底隆起等安全风险，安全质量控制难度极大，通过本发明，提高了成孔效率和护壁施工安全性，施工效率高，效果好，质量更加可控，有利于缩短工期。

3.适用于穿越超饱和砂质新黄土段落人工挖孔桩施工，对特殊富水黄土地质亦有参考价值，具有较高的实用性。

本发明实施例第三方面提供一种抗滑桩防护结构，本发明实施例提供的抗滑桩防护结构包括：分布于桩孔周围的多个旋喷桩10和施作于桩孔内壁的混凝土护壁20。本发明实施例提供的抗滑桩防护结构，可以采用上述的抗滑桩防护方法来施工成型。旋喷桩10与桩孔周围土体固接成一体；桩孔的内壁浇筑混凝土护壁20，并且混凝土护壁20与桩孔内壁土体连接，对桩孔起到加固作用，减少塌孔，一方面便于后期在桩孔中施工抗滑桩，另一方面提高了抗滑桩结构的稳定性，有利于增强阻止土体滑坡的抗滑效果。

最后应说明的是：本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分相互参见即可；以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；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。而这些修改、替换或者组合，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。