装配式微型桩基托梁锚索挡墙及其施工方法与流程

1.本发明涉及边坡稳定性加固技术领域，具体涉及一种装配式微型桩基托梁锚索挡墙及其施工方法。


背景技术：

2.桩基托梁挡土墙是指在公路设计中由于挡墙下地基土层覆盖层过厚且地基承载力不足，为避免将挡墙置于不稳定的土层上，或避免挡墙基础埋置太深，因此需要采用桩基，在桩基上设置托梁并将挡土墙设在托梁之上，使挡墙获得足够的稳定性和承载力。它是一种常见的路基支挡构造物，当基础埋置深度无法满足或挡土墙基底应力验算不满足时，可采用桩基托梁挡土墙。
3.目前，桩基托梁挡土墙主要有桩基、托梁、挡墙、预应力锚索和竖肋混凝土梁组成，桩基由一次注浆体、钢花管和二次注浆体组成，桩基的钢花管的桩头焊接于托梁内的钢筋网上，托梁现浇于桩基上，挡墙现浇于托梁上，预应力锚索一端锚入山侧土体中，另一端锚固于挡墙上，竖肋混凝土梁现浇于挡墙的背侧以对挡墙形成加强。
4.然而，现有的桩基托梁挡土墙基本上采用现浇工艺进行浇筑，对于施工现场的管理具有较高的要求，需要在施工现场进行混凝土的拌合、钢筋的绑扎，同时需要施工人员昼夜不断地进行混凝土浇筑；现浇式施工工艺的周期也较装配式结构长，对于人工台班数的需要也比装配式施工的需要大很多。
5.现有的桩基托梁挡土墙的桩基由双排或多排钢花管桩制作而成，钢花管成梅花形布置形式，该布置形式将钢花管错位分散布置，具有沉降量小的优点，然而该布置形成也存在以下问题：1、钢花管用量多，相应地需要钻较多的桩孔，工程量较大：2、钢花管分散分布，无法利用群桩效应以提高单个钢花管桩的承载力。


技术实现要素：

6.本发明为了解决上述技术问题，设计了装配式微型桩基托梁锚索挡墙，其采用装配式结构与装配式施工工艺，大幅提高桩基托梁挡墙的施工效率，缩短施工工期，且可节省大量的人力和物力，具有显著的经济价值；同时该装配式微型桩基托梁锚索挡墙的钢花管采用正方形的布置形式以组成微型桩集群，在减少钢花管用量的同时，还可提高桩基的承载力，减少桩孔的施工定位和钻孔的工作量。
7.为了达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现的：
8.装配式微型桩基托梁锚索挡墙，包括微型桩、装配式托梁、装配式挡墙和预应力锚索，微型桩固定于装配式托梁的底部且呈线性分布，装配式挡墙固定于装配式托梁上，预应力锚索锚固于装配式挡墙上，所述的微型桩包括多个钢花管，多个钢花管呈矩阵分布，所述的装配式托梁由若干托梁装配单元组成，托梁装配单元之间通过凹凸结构相互咬合连接，托梁装配单元上预留有后浇洞口，托梁装配单元上预埋有若干对竖向拉筋，所述的装配式挡墙由若干挡墙单元组成，相邻的两个挡墙单元之间通过凸凹结构相互咬合连接，挡墙单
元的一侧一体式连接由竖肋混凝土梁，挡墙单元上预留有倾斜设置的锚索张拉通道，挡墙单元的两侧预留有穿束通道。
9.进一步的，每个所述的钢花管上开有劈裂注浆孔，劈裂注浆孔成螺旋式分布，钢花管的外壁包裹有一次注浆体，钢花管的内壁中包裹有二次注浆体。
10.进一步的，所述的微型桩由9个钢花管按照3
×
3的矩阵分布形式组成。
11.进一步的，所述的锚索张拉通通的倾角为15
°‑
30
°
。
12.进一步的，所述的挡墙单元的两侧预留有泄水孔，泄水孔呈45
°
设置于挡墙单元上。
13.本发明还公开了装配式桩基托梁挡墙的施工方法，包括以下步骤：
14.s1、钢花管加工：在钢花管上开设劈裂注浆孔，劈裂注浆孔成螺旋式分布，随后使用玻璃胶进行堵孔；
15.s2、钻孔：放线并定位微型桩的桩孔位置，确定每个钢花管的钻孔位置，随即垂直向下进行钻孔；
16.s3、对中钢筋和一次注浆管的绑扎固定：在钢花管的外表面环形布置对中钢筋并将一次注浆管绑扎固定于钢花管的外壁上；
17.s4、注浆：将钢花管逐个插入钻孔中，对一次注浆管灌注混凝土浆液并形成包裹于钢花管外壁的一次注浆体，随后通过钢花管注入混凝土浆液，混凝土浆液形成二次注浆体，部分浆液在灌注压力下经劈裂注浆孔渗出并形成劈裂注浆体；
18.s5、托梁装配：对托梁装配单元进行施工吊装，吊装时，托梁装配单元的后浇洞口对准微型桩的桩头并下方，微型桩的桩头应伸入后浇洞口中50cm，将桩头焊接在后浇洞口中预留的钢筋上，焊接完毕后浇筑混凝土浆液，混凝土浆液的强度应与托梁装配单元的强度一致，然后吊装相邻的托梁装配单元，相邻的两个托梁装配单元之间通过凸凹结构相互咬合，至所有的托梁装配单元装配完成；
19.s6、装配式挡墙装配：对挡墙单元进行施工吊装，吊装时，挡墙单元的穿束通道应于竖向拉筋对齐并使得竖向拉筋穿过穿束通道，然后对穿束通道进行注浆，然后吊装水平相邻的挡墙单元，相邻的两个挡墙单元之间通过凸凹结构相互咬合，至同一层的所有挡墙单元装配完成，然后吊装上一层挡墙单元，上下两层挡墙单元之间通过凸凹的插接结构连接，竖向拉筋穿过上层挡墙单元的穿束通道后，对穿束通道进行注浆，直至所有的挡墙单元装配完毕；
20.s7、锚孔钻孔：将钻头沿挡墙单元的锚索张拉通道插入，对山侧土体进行钻孔，所得的孔道倾角应与锚索张拉通道得倾角相同；
21.s8、锚索张拉：将锚索插入锚索张拉通道中，随后沿锚孔注入浆液，同时对锚索进行张拉，张拉完毕后，使用锚具将锚索固定于挡墙单元上，最后使用混凝土进行封锚，施工完毕。
22.本发明的有益效果时：本发明采用装配式结构与装配式施工工艺，大幅提高桩基托梁挡墙的施工效率，缩短施工工期，且可节省大量的人力和物力，具有显著的经济价值；同时该装配式桩基托梁挡墙的钢花管采用正方形的布置形式以组成微型桩集群，在减少钢花管用量的同时，还可提高桩基的承载力，减少桩孔的施工定位和钻孔的工作量。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
24.图1是装配式微型桩基托梁锚索挡墙的装配结构示意图；
25.图2是所述的托梁装配单元的侧视结构示意图；
26.图3是所述的托梁装配单元的俯视结构示意图；
27.图4是所述的挡墙单元的结构示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.1-微型桩，2-托梁装配单元，3-竖肋混凝土梁，4-挡墙单元，21-咬合凸起，22-咬合凹槽，23-后浇洞口，24-竖向拉筋，41-插接块，42-插接槽，43-锚索张拉通道，44-穿束通道，45-插槽，46-泄水孔。
具体实施方式
30.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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.如图1-4所示，装配式微型桩基托梁锚索挡墙，包括微型桩1、装配式托梁、装配式挡墙和预应力锚索，微型桩1固定于装配式托梁的底部且呈线性分布，装配式挡墙固定于装配式托梁上，预应力锚索锚固于装配式挡墙上，所述的微型桩包括多个钢花管，多个钢花管呈矩阵分布，所述的装配式托梁由若干托梁装配单元2组成，托梁装配单元的一侧设有咬合凸起且另一侧设有咬合凹槽，相邻的托梁装配单元之间2通过凹凸结构相互咬合连接，托梁装配单元2上预留有后浇洞口23，托梁装配单元2上预埋有若干对竖向拉筋24，所述的装配式挡墙由若干挡墙单元4组成，相邻的两个挡墙单元4之间通过凸凹结构相互咬合连接，挡墙单元4的一侧一体式连接由竖肋混凝土梁3，挡墙单元4上预留有倾斜设置的锚索张拉通道43，挡墙单元4的两侧预留有穿束通道44。
32.每个所述的钢花管上开有劈裂注浆孔，劈裂注浆孔成螺旋式分布，钢花管的外壁包裹有一次注浆体，钢花管的内壁中包裹有二次注浆体。
33.本实施例中微型桩1由9个钢花管组成，9个钢花管按照3
×
3的矩阵分布形式组成，相邻的两个微型桩的间距d为5m，微型桩为正方形结构，其边侧l为1.25m，其改变了传统的钢花管按照梅花桩的布置形状进行布置，微型桩的钢花管集中一处，利用群桩效应获得比各桩体的承载力之和更大的基础承载力，同时微型桩采用集中布桩的形式，可有效减少梅花形布桩形式需要的钢花管及钻孔数量，提高施工的效率。
34.所述的锚索张拉通道43的倾角为15
°‑
30
°
。
35.此外，所述的挡墙单元4的两侧预留有泄水孔46，泄水孔呈45
°
设置于挡墙单元上。
36.本实施例中，托梁装配单元和挡墙单元均采用装配式结构，减少施工现场混凝土拌合、浇筑和凝结的工时，同时也减少施工现场的扬尘和现场管理的工作量。
37.本实施例中，竖向拉筋24沿微型桩的中轴线布置，挡墙单元置于托梁装配单元2上时，可使其重心位于微型桩的中轴线线上，便于挡墙单元的自重通过托梁装配单元2传递至微型桩1上，防止托梁装配单元2承受偏心荷载而发生翘边的问题。
38.同时，本发明还公开了装配式桩基托梁挡墙的施工方法，包括以下步骤：
39.s1、钢花管加工：在钢花管上开设劈裂注浆孔，劈裂注浆孔成螺旋式分布，随后使用玻璃胶进行堵孔；
40.s2、钻孔：放线并定位微型桩的桩孔位置，确定每个钢花管的钻孔位置，随即垂直向下进行钻孔；
41.s3、对中钢筋和一次注浆管的绑扎固定：在钢花管的外表面环形布置对中钢筋并将一次注浆管绑扎固定于钢花管的外壁上；
42.s4、注浆：将钢花管逐个插入钻孔中，对一次注浆管灌注混凝土浆液并形成包裹于钢花管外壁的一次注浆体，随后通过钢花管注入混凝土浆液，混凝土浆液形成二次注浆体，部分浆液在灌注压力下经劈裂注浆孔渗出并形成劈裂注浆体；
43.s5、托梁装配：对托梁装配单元进行施工吊装，吊装时，托梁装配单元的后浇洞口对准微型桩的桩头并下方，微型桩的桩头应伸入后浇洞口中50cm，将桩头焊接在后浇洞口中预留的钢筋上，焊接完毕后浇筑混凝土浆液，混凝土浆液的强度应与托梁装配单元的强度一致，然后吊装相邻的托梁装配单元，相邻的两个托梁装配单元之间通过凸凹结构相互咬合，至所有的托梁装配单元装配完成；
44.s6、装配式挡墙装配：对挡墙单元进行施工吊装，吊装时，挡墙单元的穿束通道应于竖向拉筋对齐并使得竖向拉筋穿过穿束通道，然后对穿束通道进行注浆，然后吊装水平相邻的挡墙单元，相邻的两个挡墙单元之间通过凸凹结构相互咬合，至同一层的所有挡墙单元装配完成，然后吊装上一层挡墙单元，上下两层挡墙单元之间通过凸凹的插接结构连接，竖向拉筋穿过上层挡墙单元的穿束通道后，对穿束通道进行注浆，直至所有的挡墙单元装配完毕；
45.s7、锚孔钻孔：将钻头沿挡墙单元的锚索张拉通道插入，对山侧土体进行钻孔，所得得孔道倾角应与锚索张拉通道得倾角相同；
46.s8、锚索张拉：将锚索插入锚索张拉通道中，随后沿锚孔注入浆液，同时对锚索进行张拉，张拉完毕后，使用锚具将锚索固定于挡墙单元上，最后使用混凝土进行封锚，施工完毕。
47.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
48.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。