CN106988327A - 一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构及其施工方法，属于基建技术领域，包括设置于边坡上的钢花管钻孔，所述钢花管钻孔内设有钢花管，所述钢花管上螺旋设置有若干二次注浆孔，所述钢花管的底部设有封堵板，所述封堵板远离所述钢花管的一侧固定连接三角托架，所述钢花管钻孔内设有注浆体，所述钢花管的管口设有密封盖，所述钢花管的管口位置设有混凝土托梁，所述混凝土托梁内设有钢筋结构，所述钢筋结构与所述钢花管焊接在一起，所述混凝土托梁上设有挡墙。本发明解决了传统桩基技术存在的施工条件要求高、人工挖孔速度慢、综合造价高的技术问题，广泛用于公路、铁路、矿山、市政等的边坡加固工程中。
Description
技术领域
本发明涉及基建技术领域，具体涉及一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构及其施工方法，适用于公路、铁路、矿山、市政等的边坡加固工程。
背景技术
传统的桩基托梁挡墙中桩基础截面大(桩径一般均大于1m)，如为圆桩，则需大型钻机施工，而山坡地段往往不具备施工作业条件，且大型机械施工易对桩周岩土体造成进一步扰动，导致桩周岩土体强度降低；如为方桩，则需人工挖孔成桩，速度慢、造价高，且嵌入基岩深度较深易导致成本进一步提高。
因此，基于上述缺陷，在基建技术领域，对于桩基托梁挡墙结构仍存在研究和改进的需求，这也是目前基建技术领域中的一个研究热点和重点，更是本发明得以完成的出发点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，以解决传统桩基技术存在的施工条件要求高、人工挖孔速度慢、综合造价高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是，提供一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，包括设置于边坡上的钢花管钻孔，所述钢花管钻孔内设有钢花管，所述钢花管上螺旋设置有若干二次注浆孔，所述钢花管的底部设有封堵板，所述封堵板远离所述钢花管的一侧固定连接三角托架，所述三角托架的三条棱边的一个端部均设置于所述封堵板上，所述三角托架的三条棱边的另一个端部交点位于所述钢花管的轴线上，所述钢花管钻孔内设有注浆体，所述钢花管的管口设有密封盖，所述钢花管的管口位置设有混凝土托梁，所述混凝土托梁内设有钢筋结构，所述钢筋结构与所述钢花管焊接在一起，所述混凝土托梁上设有挡墙。
作为一种优选技术方案，所述注浆体包括一次注浆体和二次注浆体，所述一次注浆体为在钢花管外形成的圆柱形浆体，所述二次注浆体为从钢花管内经过二次注浆孔在1～5MPa压力下注入的浆料将所述一次注浆体劈裂后向周围岩土体扩散所形成的浆体。
作为一种优选技术方案，所述钢花管的外表面固定安装有一次注浆管，所述一次注浆管沿所述钢花管的外表面延伸至所述钢花管钻孔的底部。
作为一种优选技术方案，所述钢花管的外表面固定安装有至少三根对中钢筋，所述对中钢筋环形阵列设置。
作为一种优选技术方案，所述挡墙内设有竖肋混凝土梁。
作为一种优选技术方案，所述挡墙连接有若干预应力锚索，所述预应力锚索倾角为10°～25°锚固于所述边坡的稳定基岩中。
为解决上述技术问题，本发明还提供了另一种技术方案，一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构的施工方法，包括以下步骤：
(1)钢花管加工，所述钢花管上螺旋设置有若干二次注浆孔，所述钢花管的外表面固定安装有一次注浆管；
(2)钻孔，在边坡上垂直向下或斜向钻孔，要求钻孔入中风化岩层不少于4m，钻孔直径为130mm；
(3)对中下管，保证下管过程钢花管与钻孔的孔壁间具有保护层厚度；
(4)一次注浆，通过伸入孔底的一次注浆管，把浆液注入钢花管外形成圆柱形注浆体；
(5)二次注浆，一次注浆后8-12小时，在所述钢花管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头深入钢花管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从所述二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(6)浇筑混凝土托梁，将所述钢花管外露的50cm钢花管与混凝土托梁中的钢筋结构焊接在一起，浇筑形成混凝土托梁；
(7)制作挡墙，在所述混凝土托梁上制作挡墙。
作为一种优选技术方案，在步骤(4)中，所述钢花管上的二次注浆孔采用玻璃胶封孔。
作为一种优选技术方案，在步骤(7)中，所述挡墙连接有若干预应力锚索，所述预应力锚索倾角为10°～25°锚固于所述边坡的稳定基岩中。
本发明具有如下优点：
(1)本发明通过多次分段控制注浆，一方面，可有效提高桩周岩土体强度，尤其是滑带土抗剪强度，改善桩基础围岩应力状态，另一方面，能抑制滑床地下水对滑带承压补给和滑体地下水向滑带下渗补给。
(2)由于竖向钢花管桩基托梁与上部挡墙连成整体，一方面，能提供足够的竖向承载力，另一方面，竖向钢花管的抗剪性能可提供一定的水平抗滑能力，与传统大截面桩基托梁技术相比，施工机械小，占地面积小，施工工艺简单、快速，造价低，在边坡加固领域具有明显的技术优势。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
图2是本发明实施例的使用状态图。
图3是本发明实施例中钢花管的结构示意图。
图4是图3中A-A的结构放大示意图。
图中：1、钢花管，101、二次注浆孔，2、混凝土托梁，3、挡墙，4、竖肋混凝土梁，5、封堵板，6、三角托架，7、对中钢筋，8、预应力锚索。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，包括设置于边坡上的钢花管钻孔，钢花管钻孔内设有钢花管1，钢花管1一般采用单根6m长、Φ89×4.5mm无缝钢管，工程中可依据需要加长或截短，钢花管1上螺旋设置有若干二次注浆孔101，如图4所示，沿钢花管1径向每旋转45°钻直径为8mm的二次注浆孔101，钢花管1的底部设有封堵板5，封堵板5远离钢花管1的一侧固定连接三角托架6，三角托架6的三条棱边的一个端部均设置于封堵板5上，三角托架6的三条棱边的另一个端部交点位于钢花管1的轴线上，钢花管钻孔内设有注浆体，钢花管1的管口设有密封盖，钢花管1的管口位置设有混凝土托梁2，混凝土托梁2内设有钢筋结构，钢筋结构与钢花管1焊接在一起，混凝土托梁2上设有挡墙3。
注浆体包括一次注浆体和二次注浆体，一次注浆体为在钢花管1外形成的圆柱形浆体，一次注浆时钢花管1上的二次注浆孔101采用玻璃胶封孔，使浆液不能进入钢花管1内；二次注浆体为从钢花管1内经过二次注浆孔101在1～5MPa压力下注入的浆料将一次注浆体劈裂后向周围岩土体扩散所形成的浆体，劈裂一次注浆体时，在钢花管1的管口焊接两个螺帽，用于紧固螺杆，螺杆连接注浆枪，将注浆枪的枪头深入钢花管1的底部，从孔底开始，分段进行二次劈裂高压注浆。
钢花管1的外表面固定安装有一次注浆管，一次注浆管沿钢花管1的外表面延伸至钢花管钻孔的底部，注浆时由孔底向上返浆，直至钻孔内充满浆液，且孔口冒浆为浆液为止。
钢花管1的外表面固定安装有至少三根对中钢筋7，对中钢筋7环形阵列设置，确保钢花管1周围由注浆体包裹，提高钢花管1的防腐性能及抗拉承载力。
实施例二
本发明提供了一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其结构与实施例一基本相同，其区别在于，在实施例一的基础上，又增加了以下特征，做出了进一步的改进，提高了本发明的使用性能。
如图1和图2所示，挡墙3内设有竖肋混凝土梁4，挡墙3连接有若干预应力锚索8，预应力锚索8倾角为10°～25°锚固于所述边坡的稳定基岩中，起到了良好的加固效果。
以二级边坡工点为例，一级边坡垂高为H(m)，一级边坡顶平台宽≥2m，一级边坡采用钢花管桩基托梁轻型锚固挡墙，锚固段为钢花管桩基托梁结构，悬臂段为现浇式锚索板桩；锚固段采用3根Φ89竖向钢花管1，靠河侧一根钢花管1与竖直方向的夹角为30°，钢花管1长6m，列距(线路方向)1m，排距(垂直线路方向)0.5m，钢花管1顶部用截面为1.5×0.5m的托梁连接；悬臂段采用6束Φ15.24预应力锚索8连接竖肋混凝土梁4，预应力锚索8倾角均为15°，钻孔直径Φ150mm，预应力锚索8最下一根长26m，往上依次每根增加2m，预应力锚索8列距(顺线路方向)3m，排距(垂直线路方向)3m，并且预应力锚索8的锚固段均位于边坡的滑带以下，竖肋混凝土梁4采用C25钢筋混凝土结构，截面尺寸为0.6×0.4m，竖肋混凝土梁4之间采用C25混凝土现浇挡土板，厚0.2m。二级边坡垂高7m，坡率1:1.5，二级边坡采用1:1.5坡率进行回填。
实施例三
本发明提供了一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构的施工方法，包括以下步骤：
(1)钢花管加工，钢花管上螺旋设置有若干二次注浆孔，二次注浆孔的直径为8mm，钢花管的外表面固定安装有一次注浆管；
(2)钻孔，在边坡上垂直向下或斜向钻孔，要求钻孔入中风化岩层不少于4m，钻孔直径为130mm；
(3)对中下管，钢花管的外表面固定安装有至少三根对中钢筋，对中钢筋环形阵列设置，保证下管过程钢花管与钻孔的孔壁间具有保护层厚度，确保钢花管周围由注浆体包裹，提高钢花管的防腐性能及抗拉承载力；
(4)一次注浆，通过伸入孔底的一次注浆管，把浆液注入钢花管外形成圆柱形注浆体，一次注浆时钢花管上的二次注浆孔采用玻璃胶封孔，使浆液不能进入钢花管内；
(5)二次注浆，一次注浆后8-12小时，在钢花管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头深入钢花管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(6)浇筑混凝土托梁，将钢花管外露的50cm钢花管与混凝土托梁中的钢筋结构焊接在一起，浇筑形成混凝土托梁；
(7)制作挡墙，在混凝土托梁上制作挡墙，挡墙内设有竖肋混凝土梁，挡墙连接有若干预应力锚索，预应力锚索倾角为10°～25°锚固于所述边坡的稳定基岩中，预应力锚索的锚固段均位于边坡的滑带以下。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其特征在于，所述钢花管桩基托梁挡墙结构包括设置于边坡上的钢花管钻孔，所述钢花管钻孔内设有钢花管，所述钢花管上螺旋设置有若干二次注浆孔，所述钢花管的底部设有封堵板，所述封堵板远离所述钢花管的一侧固定连接三角托架，所述三角托架的三条棱边的一个端部均设置于所述封堵板上，所述三角托架的三条棱边的另一个端部交点位于所述钢花管的轴线上，所述钢花管钻孔内设有注浆体，所述钢花管的管口设有密封盖，所述钢花管的管口位置设有混凝土托梁，所述混凝土托梁内设有钢筋结构，所述钢筋结构与所述钢花管焊接在一起，所述混凝土托梁上设有挡墙。
2.如权利要求1所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其特征在于，所述注浆体包括一次注浆体和二次注浆体，所述一次注浆体为在钢花管外形成的圆柱形浆体，所述二次注浆体为从钢花管内经过二次注浆孔在1～5MPa压力下注入的浆料将所述一次注浆体劈裂后向周围岩土体扩散所形成的浆体。
3.如权利要求1所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其特征在于，所述钢花管的外表面固定安装有一次注浆管，所述一次注浆管沿所述钢花管的外表面延伸至所述钢花管钻孔的底部。
4.如权利要求1所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其特征在于，所述钢花管的外表面固定安装有至少三根对中钢筋，所述对中钢筋环形阵列设置。
5.如权利要求1所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其特征在于，所述挡墙内设有竖肋混凝土梁。
6.如权利要求5所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构，其特征在于，所述挡墙连接有若干预应力锚索，所述预应力锚索倾角为10°～25°锚固于所述边坡的稳定基岩中。
7.一种竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)钢花管加工，所述钢花管上螺旋设置有若干二次注浆孔，所述钢花管的外表面固定安装有一次注浆管；
(2)钻孔，在边坡上垂直向下或斜向钻孔，要求钻孔入中风化岩层不少于4m，钻孔直径为130mm；
(3)对中下管，保证下管过程钢花管与钻孔的孔壁间具有保护层厚度；
(4)一次注浆，通过伸入孔底的一次注浆管，把浆液注入钢花管外形成圆柱形注浆体；
(5)二次注浆，一次注浆后8-12小时，在所述钢花管的管口设置密封盖，将注浆枪的枪头深入钢花管内进行二次压力注浆，浆液在1～5MPa压力作用下，从所述二次注浆孔劈裂一次注浆体，向周围岩土体扩散，形成扩散的二次注浆体；
(6)浇筑混凝土托梁，将所述钢花管外露的50cm钢花管与混凝土托梁中的钢筋结构焊接在一起，浇筑形成混凝土托梁；
(7)制作挡墙，在所述混凝土托梁上制作挡墙。
8.如权利要求7所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构的施工方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述钢花管上的二次注浆孔采用玻璃胶封孔。
9.如权利要求7所述的竖向控制注浆钢花管桩基托梁挡墙结构的施工方法，其特征在于，在步骤(7)中，所述挡墙连接有若干预应力锚索，所述预应力锚索倾角为10°～25°锚固于所述边坡的稳定基岩中。
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