高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙建造方法与流程

本发明涉及岩土工程，特别是高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙建造方法。

背景技术：

1、拉林铁路是川藏铁路拉萨至林芝段落，位于西藏自治区东南部，冈底斯山与喜马拉雅山之间的藏南谷地，大部分线路位于雅鲁藏布江缝合带，沿线山高谷深，气候极端恶劣，新构造运动和地震频发。雅鲁藏布江流域内广泛发育着地质历史时期以来的河谷风沙沉积(称为“河谷风积沙”)，形成大量松散的斜坡砂层，河谷风积沙集中发育于河流宽谷段，堆积时间相对较短，沉积物颗粒以机械搬运和物理风化为主，化学风化微弱，最厚达50余米，自然坡度8～29°不等。

2、传统的桩板墙、锚固桩、锚索桩等支挡结构技术成熟、抗震性能较好，尤其是预应力锚索桩较刚性支挡结构具有更好的抗震性能，其抗滑桩主要采用人工挖孔桩，但在此类松散砂层中挖孔易坍塌、成孔困难，且恶劣的高寒缺氧环境下，大面积采用人工挖孔，将严重威胁工人人身安全，施工风险高；而预制桩在打桩过程中土体受到冲击力的强烈挤压，造成高陡边坡体开裂，引发工程事故。钻孔桩通过机械钻孔成桩，明显减少人工作业量，利于组织施工，可以达到其它支护形式难以达到的效果，广泛应用于建筑基坑支护、边坡支挡、桥梁及高层建筑等结构基础工程。钻孔桩水平承载性能好、抗弯能力强、前后排桩变形协调高，水平承载与抗震设计趋于成熟，与预制桩、人工挖孔桩相比，钻孔桩受季节气候、施工现场、地质条件等影响小。

3、为解决雅鲁藏布江河谷风积沙铁路路基尤其是路堑支挡建造面临的高寒缺氧、高烈度地震、人工挖孔风险高等系列难题，公告号cn208023603u的中国实用新型专利公开了一种路堑钻孔灌注桩的植筋挡土墙构造，该专利在路堑收坡一侧沿纵向间隔设置钻孔桩，并在钻孔桩靠线路侧设置重力式挡土墙，钻孔桩、挡土墙通过连接钢筋连接为一体。然而，如何实现钻孔桩植筋挡土墙成型建造却未交代，现有相关规范、文献或专利也未提及。

4、目前，如何以科学合理地确定施工各个阶段钻孔桩、挡土墙之间连接钢筋的锚固力，达到钻孔桩植筋挡土墙成型建造目标，是本领域技术人员研究的难题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对背景技术存在的如何以科学合理地确定施工各个阶段钻孔桩、挡土墙之间连接钢筋的锚固力，达到钻孔桩植筋挡土墙成型建造目标，是本领域技术人员研究的难题的问题，提供一种高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙建造方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙建造方法，所述高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙包括挡土墙和设置于所述挡土墙一侧的钻孔桩，所述钻孔桩内竖向设置有钢筋笼，所述挡土墙内设置有钢筋网，所述钢筋网上连接有若干连接植筋，所述连接植筋与所述钢筋笼相连接；

4、该建造方法包含以下步骤：

5、s1.制作钻孔桩的钢筋笼，并沿钻孔桩长度方向连接若干竖向钢筋，配制并标记定位竖向钢筋，在所述定位竖向钢筋顶部以下hi处设置第i根连接植筋，i＝1，2，3…；

6、s2.测定所述连接植筋锚固力，并使钻孔桩桩顶以下第i根连接植筋测定的锚固力pi0大于或等于设计锚固力[pi0]，i＝1，2，3…；

7、s3.将第i根连接植筋弯折指向定位竖向钢筋顶部；

8、s4.钻孔施工，并将所述钢筋笼放入钻孔中，施工成型钻孔桩；

9、s5.开挖桩前土层；

10、s6.根据第i根连接植筋与定位竖向钢筋顶部竖向距离hi，标定第i根连接植筋具体位置，凿除第i根连接植筋外围混凝土保护层，并将第i根连接植筋由竖直向弯折指向临空面；

11、s7.测定第i根连接植筋锚固力pi，并确定第i根连接植筋至钻孔桩桩顶的实际竖向距离hi1，并使所述锚固力pi大于或等于校准锚固力[pi]，将连接植筋与钢筋网绑扎锚固连接；

12、s8.浇筑挡土墙。

13、本技术在考虑钻孔桩桩间土拱效应等因素的基础上，提出一种高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙建造方法，本方法可科学合理地确定施工各个阶段钻孔桩、挡土墙之间连接钢筋的锚固力，顺利实现钻孔桩、挡土墙有效锚固连接，达到钻孔桩植筋挡土墙成型建造目标，该方法实施便捷，流程清晰，能够适应实际工程需要。

14、优选地，在步骤s2中，若锚固力pi0小于设计锚固力[pi0]则补强连接植筋，直至补强后的连接植筋测定的锚固力pi0大于或等于设计锚固力[pi0]。

15、优选地，钻孔桩桩顶以下第i根连接植筋设计锚固力[pi0]具体为：

16、

17、式中，[pi0]为钻孔桩桩顶以下第i根连接植筋的设计锚固力，单位kn；fs为拉力安全储备系数，取1.1～1.2；fb为第i根连接植筋两次90°弯折的的影响系数，取1.04～1.08；fc为凿除混凝土保护层后将第i根连接植筋水平弯向挡土墙的影响系数，取1.06～1.12；fl为凿除混凝土保护层后第i根连接植筋距钻孔桩桩顶的实际竖向距离与设计竖向距离偏差的影响系数，取1.02～1.08；e为单根钻孔桩与挡土墙之间连接植筋承担的侧向推力，单位kn；n为单根钻孔桩与挡土墙之间连接植筋的数量；hi0为第i根连接植筋距钻孔桩桩顶的设计竖向距离，单位m。

18、优选地，单根钻孔桩与挡土墙之间连接植筋承担的侧向推力e具体为：

19、

20、式中，e为单根钻孔桩与挡土墙之间连接植筋承担的侧向推力，单位kn；λ为单根钻孔桩与挡土墙之间连接植筋分担的荷载比例系数，其取值与桩前挡土墙设置尺寸相关；γ为钻孔桩桩间土重度，单位kn/m3；a为相邻钻孔桩桩间土非土拱区水平截面面积，单位m2；为钻孔桩桩间土内摩擦角，单位rad；h为挡土墙高度，单位m；d为钻孔桩桩径，单位m；l为相邻钻孔桩桩间距，单位m；ag为地震动峰值加速度，单位m/s2；γe为考虑地震影响的钻孔桩桩间土重度，单位kn/m3；为考虑地震影响的钻孔桩桩间土内摩擦角，单位rad；β为土体在钻孔桩靠山侧形成的土拱反力f与水平方向的夹角，单位rad，且0°<β<90°，若ag<0.1g时，

21、

22、若ag≥0.1g时，

23、

24、若ag<0.1g时，

25、

26、若ag≥0.1g时，

27、

28、优选地，相邻钻孔桩桩间土非土拱区水平截面面积a通过以下公式确定：

29、

30、式中，a为相邻钻孔桩桩间土非土拱区水平截面面积，单位m2。

31、优选地，在步骤s5具体为：从上至下分层开挖挡土墙墙前土体，每一土层开挖完成后即喷射混凝土找平钻孔桩桩间土，喷射混凝土达到强度要求后再开挖下一土层。以防止钻孔桩桩间土垮塌。

32、优选地，在步骤s4中，所述钢筋笼放入钻孔中时确保定位竖向钢筋紧邻挡土墙墙背位置，从而保证连接植筋尽可能垂直于挡土墙墙面。

33、优选地，在步骤s7中，若锚固力pi小于校准锚固力[pi]，增大挡土墙尺寸以承担连接植筋的部分水平荷载。

34、优选地，所述钻孔桩桩顶以下第i根连接植筋校准锚固力[pi]具体为：

35、

36、式中，[pi]为钻孔桩桩顶以下第i根连接植筋校准锚固力，单位kn；hi1为第i根连接植筋至钻孔桩桩顶的实际竖向距离，单位m。

37、优选地，所述钢筋笼包括若干沿所述钢筋笼长度方向设置的纵向受力主筋，所述定位竖向钢筋顶部高于所述纵向受力主筋顶部，所述定位竖向钢筋顶部与所述纵向受力主筋顶部高差大于或等于1m。

38、优选地，所述钢筋笼的内侧设置有内弧形钢板，所述钢筋笼的外侧设置有外弧形钢板，所述挡土墙连接有连接植筋，所述连接植筋贯穿所述内弧形钢板和外弧形钢板，所述内弧形钢板背离所述钢筋笼的一侧抵接有第一锁紧螺母，所述外弧形钢板背离所述钢筋笼的一侧抵接有第二锁紧螺母，所述第一锁紧螺母和所述第二锁紧螺母均与所述连接植筋螺纹配合，使所述内弧形钢板和外弧形钢板从所述钢筋笼侧壁的两侧夹紧所述钢筋笼的侧壁，所述定位竖向钢筋紧贴所述外弧形钢板。

39、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

40、1、本技术所述的一种高原河谷风积沙钻孔桩植筋挡土墙建造方法，在考虑钻孔桩桩间土拱效应等因素的基础上，科学合理地确定施工各个阶段钻孔桩、挡土墙之间连接钢筋的锚固力，顺利实现钻孔桩、挡土墙有效锚固连接，达到钻孔桩植筋挡土墙成型建造目标，该方法实施便捷，流程清晰，能够适应实际工程需要。