基于强夯反开挖处理的填方边坡锚杆框架梁支护方法与流程

1.本发明涉及边坡支护技术领域，具体涉及一种基于强夯反开挖处理的填方边坡锚杆框架梁支护方法。


背景技术：

2.目前采用填方整平的方式创造建设用地时，为满足项目建设用地最大化以及绿化和容积率等需求，往往要求填方场地外围形成的边坡相对较为陡峭；并且，在填方边坡坡顶形成建设用地后，根据工期要求，将会尽快进行开发建设，因而要求支挡结构及填方边坡本身的工后变形相对较小，否则将会严重影响随后紧接着进行的工程建设。设计初期拟采用填方区较为常用的加筋土挡墙作为外围边坡的支护方案。然而，加筋土挡墙作为一种柔性支挡结构，本身存在较大的变形，而且其只能采用碾压的方式进行填料处理，无法通过强夯来相对更为妥善地预先消除填料的变形，从而难以满足本项目的工程进度需求。
3.而采用强夯法则能够最为有效地降低土体孔隙率，提高填方密实度，从而提高岩土体的强度，增强稳定性。但是，强夯一般仅能够提高填方场地内部的强度，但填方区外围的边坡边缘及坡面由于缺乏有效的侧限，使得强夯的加固效果有所欠缺，而对边坡稳定性影响最大的正是填方区外围的边坡及坡面的岩土体强度。
4.因此，亟待一种能够基于强夯加固，同时能够考虑到强夯作业对填方区外围边坡及坡面的加固效果有所欠缺的填方边坡锚杆框架梁支护方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了基于强夯反开挖处理的填方边坡锚杆框架梁支护方法。
6.为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：基于强夯反开挖处理的填方边坡锚杆框架梁支护方法包括以下步骤：
7.s10、对边坡边缘和强夯加固效果欠佳部位进行逐层超填形成填方边坡；
8.s20、逐层对超填形成填方边坡的填方采取强夯加固处理；
9.s30、采用现场直剪试验对强夯加固前后的填方边坡的填方岩土体强度参数进行准确测试，同时预打锚杆用于强夯填方的锚杆粘结强度检测试验，开展锚杆基本试验；
10.s40、试验合格后，逐级将强夯加固处理后的填方边坡反开挖形成预设坡率，确保反开挖后的剩余坡体全都处于强夯的有效加固范围内，并且使得坡脚线收回至设计范围内；
11.s50、根据边坡高度设置边坡级数和支护类型，其中，边坡级数和支护类型的强度与边坡高度成正比；对于多级边坡，采用锚杆框架梁支护，对于一级边坡，采用挡墙支护；
12.s60、对于多级边坡，在边坡上进行框架梁施工。
13.进一步地，步骤s30中，在强夯加固处理后先进行试夯操作，并开展现场直剪试验以确认强夯作业参数，待强夯加固处理完成后，再进行现场直剪试验和锚杆基本试验，以复
核参数结果。
14.此步骤中，能够方便后续复核参数结果，从而得到较为准确的数据，从而为后续边坡支护方案的选取和设计提供强度参数依据，这是现有技术仅通过单次试验所无法达到的效果。
15.进一步地，步骤s50中，每一级边坡对应一级支护，若边坡级数为一级时，则采用挡墙作为支护。
16.此设置，可根据边坡的高度选择性价比最高的支护类型，而不是盲目选择安全性能最高的支护，可显著降低成本。
17.进一步地，步骤s50的具体步骤为：
18.s51、对边坡的土体进行开挖和剖面修整，并挖设框架梁的布设槽道，布设槽道内打设锚杆；
19.s52、在布设槽道内安装浇筑模板形成浇筑区域并保证浇筑模板凸出于坡面，相对的两个浇筑模板之间通过对拉螺杆连接固定；
20.s53、对浇筑区域进行浇筑形成框架梁；
21.s54、通过滑动刮平体系将每个框架梁顶部刮平；
22.s55、刮平后待混凝土达到设计强度后，拆除滑动刮平体系和浇筑模板。
23.进一步地，滑动刮平体系包括架设于框架左右两侧的滑轨、设于两个滑轨之间的滑动刮杆以及用于将滑轨固定在坡面上的固定结构，滑动刮杆与滑轨之间设有高度调节结构，以使得滑动刮杆能够根据不同高度的浇筑模板进行高度调节。
24.此设置，能够非常方便地对框架梁进行刮平操作，后续的精细修整可以人工进行或者不进行修整，根据实际情况而定。
25.进一步地，滑轨上设有滑槽，高度调节结构包括与该滑槽滑动连接的滑块、连接滑块和滑动刮杆的调节杆以及用于锁定该调节杆的锁紧件，调节杆一端连接滑块，另一端穿过滑动刮杆。
26.此设置，可以方便地调节滑动刮杆的高度，从而应对不同高度的浇筑模具，结构简单，操作方便。
27.进一步地，调节杆沿长度方向均匀间隔设有多个定位孔，以使得锁紧件能够通过插入定位孔实现对调节杆的锁定。
28.进一步地，固定结构包括设于滑轨底部的固定板和尖端，该尖端用于插入边坡的台阶土体内，该固定板通过连接件固定于该台阶土体内。
29.此设置，可以将滑轨牢牢固定在边坡上，操作方便，后续拆卸掉滑轨后再回填孔洞即可。
30.进一步地，固定结构还包括设于滑轨左右两侧的多组连接板，该连接板通过连接件将滑轨固定于边坡的坡面上。
31.此设置，可保证滑轨能够贴平在坡面上，提高刮平质量。
32.进一步地，还包括宽度小于滑动刮平体系的余料回收槽，该余料回收槽宽度大于框架，且该余料回收槽架设于边坡的台阶土体上，用于接收滑动刮平体系刮平时产生的余料。
33.此设置，可以有效地回收多余的混凝土，方便后续的清理操作。
34.工作原理及有益效果：1、本发明既能够稳固地形成所要求的坡率，满足建设用地等需求，又能够充分利用强夯预先对填料进行挤密压缩，最大限度地减小工后变形，满足后续能够立即开展工程建设的需求；
35.2、在反开挖之前还进行现场直剪试验对强夯加固前后的填方岩土体强度参数进行准确测试，以及锚杆基本试验获取锚杆粘结强度参数作为锚杆框架梁的设计参数，从而为后续边坡支护方案的选取和设计提供强度参数依据，而根据本方法施工得到的边坡，可以提高土体内摩擦角大约2
°
～5
°
，粘聚力可提高3～10kpa，因此经过本方法强夯加固后的填方边坡，稳定性有效提升，变形显著降低。
附图说明
36.图1是本发明的流程框图；
37.图2是本发明施工完成后的示意图；
38.图3是本发明滑动刮平体系的结构示意图；
39.图4是图3中高度调节结构的结构示意图；
40.图5是余料回收槽的部分结构示意图。
41.图中，1、边坡；2、锚杆；3、框架梁；4、浇筑模板；5、对拉螺杆；6、滑轨；7、滑动刮杆；8、滑块；9、定位孔；10、调节杆；11、锁紧件；12、固定板；13、尖端；14、连接板；15、余料回收槽；16、开孔。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本领域技术人员应理解的是，在本发明的披露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
44.实施例1，
45.如图1所示，本基于强夯反开挖处理的填方边坡锚杆框架梁支护方法包括以下步骤：
46.s10、对边坡1边缘和强夯加固效果欠佳部位进行逐层超填形成填方边坡1；
47.此步骤中，后续需要拆除超填的部分，仅保留经过强夯有效加固的填方体；
48.s20、逐层对超填形成填方边坡1的填方采取强夯加固处理；
49.此步骤中，加固地基有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定，场地采用1000～12000kn
·
m夯能的强夯进行处理，每填方5～14m厚进行一系列强夯作业。夯锤重10～40吨，按照点夯2遍，满夯1遍的方案，夯点采用等边三角形布置，每点夯击不少于10击，停锤标准为最后2击平均夯沉量不大于10cm；
50.s30、采用现场直剪试验对强夯加固前后的填方边坡1的填方岩土体强度参数进行准确测试，同时预打锚杆2用于强夯填方的锚杆2粘结强度检测试验，开展锚杆2基本试验；
51.此步骤中，无论是现场直剪试验还是锚杆2基本试验都是本领域常见的技术手段，这里不再对其具体操作步骤进行赘述，但是本技术的创新点在于先在强夯加固处理后先进行试夯操作，并开展现场直剪试验以确认强夯作业参数，待强夯加固处理完成后，再进行现场直剪试验和锚杆2基本试验，以复核参数结果，如此就能够方便后续复核参数结果，从而得到较为准确的数据，从而为后续边坡1支护方案的选取和设计提供强度参数依据，这是现有技术仅通过单次试验所无法达到的效果，而且正是因为如此操作才能够进行后续的步骤；
52.s40、如图2所示，试验合格后，逐级将强夯加固处理后的填方边坡1反开挖形成预设坡率，确保反开挖后的剩余坡体全都处于强夯的有效加固范围内，并且使得坡脚线收回至设计范围内；
53.s50、如图3-5所示，在边坡1上进行框架梁3施工；
54.s51、对边坡1的土体进行开挖和剖面修整，并挖设框架梁3的布设槽道，布设槽道内打设锚杆2；
55.s52、在布设槽道内安装浇筑模板4形成浇筑区域并保证浇筑模板4凸出于坡面，相对的两个浇筑模板4之间通过对拉螺杆5连接固定；
56.s53、对浇筑区域进行浇筑形成框架梁3；
57.s54、通过滑动刮平体系将每个框架梁3顶部刮平；
58.s55、刮平后待混凝土达到设计强度后，拆除滑动刮平体系和浇筑模板4；
59.在步骤s50-s55中，对框架梁3施工后，才能够进行后续步骤，如设置支护或者放置植生袋等操作；
60.s60、根据边坡1高度设置边坡1级数和支护类型，其中，边坡1级数和支护类型的强度与边坡1高度成正比；对于多级边坡，采用锚杆框架梁支护，对于一级边坡，可采用挡墙支护。
61.此步骤中，每一级边坡1对应一级支护，若边坡1级数为一级时，则采用挡墙作为支护。其中若边坡1的高度仅为10m之下，则可以选为一级边坡1，然后采用挡墙，若边坡1高度为1m以上，则可以根据情况选用多级边坡1，然后每一级做一个支护，其中支护的结构为现有技术，这里不再对其进行赘述。
62.在本实施例中，滑动刮平体系包括架设于框架左右两侧的滑轨6、设于两个滑轨6之间的滑动刮杆7以及用于将滑轨6固定在坡面上的固定结构，滑动刮杆7与滑轨6之间设有高度调节结构，以使得滑动刮杆7能够根据不同高度的浇筑模板4进行高度调节。而滑轨6上设有滑槽，高度调节结构包括与该滑槽滑动连接的滑块8、连接滑块8和滑动刮杆7的调节杆10以及用于锁定该调节杆10的锁紧件11，调节杆10一端连接滑块8，另一端穿过滑动刮杆7。能够非常方便地对框架梁3进行刮平操作，后续的精细修整可以人工进行或者不进行修整，根据实际情况而定，而且可以方便地调节滑动刮杆7的高度，从而应对不同高度的浇筑模具，结构简单，操作方便。
63.优选地，调节杆10沿长度方向均匀间隔设有多个定位孔9，以使得锁紧件11能够通过插入定位孔9实现对调节杆10的锁定，相邻两个定位孔9的孔间距可以设置为0.5cm，因为
仅仅是框架梁3上多余的混凝土进行刮除，不是精度要求较高的机械加工或者建筑施工，因此对于精度要求不高。
64.优选地，固定结构包括设于滑轨6底部的固定板12和尖端13，该尖端13用于插入边坡1的台阶土体内，该固定板12通过锚杆2或其他零件固定于该台阶土体内。
65.优选地，固定结构还包括设于滑轨6左右两侧的多组连接板14，该连接板14通过连接件将滑轨6固定于边坡1的坡面上。
66.优选地，还包括宽度小于滑动刮平体系的余料回收槽15，该余料回收槽15宽度大于框架，且该余料回收槽15架设于边坡1的台阶土体上，用于接收滑动刮平体系刮平时产生的余料。其中该余料回收槽15是直接放置在每一级边坡1的坡脚处，而且在余料回收槽15上还可以设置避让框架梁3的开孔16，如此可以更好地接收余料。
67.在本实施例中，如施工需要临时侵占用地红线，则需经过同意后再进行操作，后续在步骤s40中将坡脚线收回至设计范围内。
68.实施例2，
69.在本实施例中，实施例1中采用的强夯的要求为：
70.一、加固地基有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定，单击夯击能初定为4000kn.m；
71.二、夯点的夯击次数应按现场试夯得到的夯击次数和夯沉量关系曲线确定，且应同时满足下列条件：
72.1.最后两击的平均夯沉量不大于100mm。
73.2.夯坑周围地面不应发生过大的隆起。
74.3.不因夯坑过深而发生起锤困难。
75.三、强夯分两遍进行，第一遍为在清除场地表层植物、有机土的基础上对填土进行强夯；第二次为在夯坑中回填土后对回填土进行强夯处理，以加强填土密实度、提高承载力。夯点应由内向外，隔行跳打。
76.四、夯击点采用等边三角形及根据尽量落在柱位上具体位置布置，第一遍夯击点间距可取夯锤直径的3倍，第二遍夯击点位于第一遍夯击点之间。两遍强夯结束后，整个场地进行两遍满夯。满夯夯击能为1500kn.m，满夯夯击位置为三分之一锤径互压，每遍每点夯击数为2击。
77.五、夯击间隔时间主要取决于场地超静孔隙水压力的消散时间；渗透性较差的黏性土地基间隔时间，一般不小于2～3周；对于渗透性较好的地基则可连续夯击。
78.六、施工顺序：清理并平整施工场地
→
第一遍强夯
→
第二遍强夯
→
满夯(两遍)
→
平整场地至下一个控制标高
→
重复上述步骤直至建筑地下室底板底标高(无地下室时为室外地坪标高)。
79.七、回填土要求：土料中有机质含量不得超过5％，不得含有膨胀土，当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。
80.八、第一遍强夯结束后，应对地基进行检测，以确定强夯效果。满夯结束后，应进行地基承载力和夯后有效加固深度内土层的压缩模量的检验，检验应采用原位测试和室内土工试验，检验数量应保证每栋建筑地基的载荷试验，试验点不少于3点，并应符合国家和地方规范的要求。
81.九、锤底静提地压力值大于35kpa。
82.十、地基处理施工前应查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置和标高等，并采取必要的措施以免因施工造成破坏。
83.十一、强夯夯击前先进行典型施工试验，以确定夯击能和夯击数，以及夯击施工对周边已建建筑物的安全影响范围。
84.十二、强夯施工时，必须注意地下水位埋深，避免影响强夯施工效果，确保施工安全，必要时应采取降水措施。
85.十三、雨季使人工填土层含水量显著增大，影响强夯、组合锤的顺利施工和加固效果，因此应尽量避免雨季施工。在雨季施工时，为避免地表积水，必须开挖排水沟，排水沟位置可根据现场情况确定。
86.十四、为确保施工质量，本工程必须做好施工记录，施工和验收要求参照《建筑地基处理技术规范》(jgj79-2012)和《建筑地基基础工程施工质量验收标准》(gb50202-2018)中有关条款执行。
87.十五、场地周边若有建筑物，为保证建筑的安全使用，夯击前需在强夯地基与已建建筑之间开挖防震沟，防震沟靠近震源处，具体位置和挖沟尺寸视现场情况确定。施工时应加强对周边建筑物的沉降、位移观测。
88.十六、如果设置防震沟仍不能满足上述控制标准，应适当调整强夯夯击能，在雨季施工时，施工单位可将防震沟兼做排水沟。
89.十七、检测：处理后经现场载荷试验确定的地基承载力特征值不得小于180kpa，夯后作为独立基础设计素土的压实系数不得小于0.97。夯后作为桩基设计素士的压实系数不得小于0.95。
90.十八、施工场地土的承载力不满足设备行走和施工操作要求时，可在表层铺设0.5～2.0m厚的松散性材料使场地形成硬层。
91.十九、施工过程中应有质检员负责数据收集、检查夯锤、复核点位等工作以保证施工质量。
92.本发明未详述部分为现有技术，故本发明未对其进行详述。
93.可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
94.尽管本文较多地使用了边坡1、锚杆2、框架梁3、浇筑模板4、对拉螺杆5、滑轨6、滑动刮杆7、滑块8、定位孔9、调节杆10、锁紧件11、固定板12、尖端13、连接板14、余料回收槽15、开孔16等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
95.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上做任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。