本技术属于边坡支护技术领域,公开了一种基于注浆钢管桩‑格构梁预应力锚索的放坡坡面支护方法,为了解决现有支护体系中注浆钢管桩无法给预应力锚索周围的土体提供足够抗剪能力的问题。本发明包括:(1)边坡处理;(2)测量放线,确定预应力锚索和注浆钢管桩的位置;所述预应力锚索和所述注浆钢管桩相互交错布置;(3)施工预应力锚索和注浆钢管桩;所述预应力锚索和注浆钢管桩均沿着垂直于边坡坡面的方向布置在岩土体中;(4)格构梁施工,所述格构梁的每一个连接节点均对应预应力锚索或者注浆钢管桩。本发明通过改变注浆钢管桩的布置方式,使得注浆钢管桩能够为预应力锚索周围土体更多的抗剪能力,进而提高边坡支护的稳定性。
背景技术
预应力锚索是一种常用的边坡主动柔性防护结构,通过在边坡岩土体中钻孔,将锚索一端锚固于稳定的基岩层中,另一端施加张拉力,实现锚索与滑体岩土体的共同作用。这种方式可以有效地调整边坡岩土体的应力状态,增强边坡的整体稳定性。预应力锚索以其施工灵活、效果显著的特点,被广泛应用于边坡工程中。
锚索的主要受力材料是钢绞线,它由多根高强度钢丝绞合而成,根据工程需求,钢绞线表面可采用镀锌、铝合金或环氧树脂涂层,以提高其力学性能和耐久性。钢绞线具有极高的轴向拉伸强度和良好的变形能力,但在抗剪性能方面相对较弱。因此,在实际工程中,仅依靠预应力锚索抵抗边坡滑动存在着如下缺点:
1、抗剪能力不足:预应力锚索主要通过其高强度的轴向拉伸性能抵抗滑动力。然而,在剪切力作用下(如边坡受雨水侵蚀、地震荷载或坡顶堆载等外部因素影响时),锚索难以提供足够的抗剪能力,导致边坡整体抗滑性能减弱。
2、局部损伤与系统失效:在长期受力条件下,预应力锚索由于疲劳作用和外部环境影响,可能出现局部损伤,例如索体断裂或锚固端松动等。这些损伤若未及时修复,将在锚索内逐步扩展,最终削弱锚索的整体承载能力,导致支护系统失效,显著增加边坡滑坡的风险。
3、环境条件影响显著:恶劣环境(如持续降雨、地震或施工扰动)会改变预应力锚索的受力状态,进一步削弱其抗剪能力,降低支护系统的稳定性,难以长期有效维持边坡安全。
基于以上原因,在边坡支护时,预应力锚索通常会与其他构件一起组合使用形成边坡支护体系。而注浆钢管桩注浆后形成高强度的钢管桩桩体,其刚度高、抗剪性能优越,能够大幅度提高支护体系的抗剪能力。
因此,预应力锚索与注浆钢管桩二者相互结合的支护体系正越来越多的用于边坡支护中。例如申请号为2023223707011的专利公开一种用于微型钢管桩-锚索支护体系的补强行微型钢管桩,包括微型钢管桩、同轴套设在所述微型钢管桩外侧的水泥浆柱,所述微型钢管桩内部填充有水泥砂浆,还包括多根预埋在所述水泥浆柱内部的补强钢筋;所述补强钢筋与所述微型钢管桩平行,多根所述补强钢筋沿所述微型钢管桩周向均匀间隔分布,所述补强钢筋侧壁与所述微型钢管桩侧壁焊接,所述补强钢筋位于滑动面处。
申请号为2020100157126的专利公开一种崩破积高边坡柔性处理结构及其施工方法,具有自上而下分级开挖的边坡,对应每级边坡设有马道;沿所述马道布置有若干钢管桩,钢管桩下端穿过地层不整合界线,钢管桩上端露出于马道上,所述马道上浇筑有与所述钢管桩结合的压顶梁,所述边坡坡面上布置有框格梁,框格梁下方经锚拉板连接下方马道上的压顶梁;其中所述锚拉板经若干预应力锚索固定于边坡上,所述框格梁经若干砂浆锚杆固定于边坡。
又例如申请号为2019102393718的专利公开一种压入式微型钢管桩-锚索联合土质边坡支护结构及其施工方法,包括若干微型钢管桩、桩顶冠梁及锚索,各微型钢管桩均通过静压法压入土中,且微型钢管桩的桩端伸入滑动面以下,而桩顶高出地表设置;同排微型钢管桩中,各微型钢管桩的桩顶通过同一根桩顶冠梁连接成一体;且同排微型钢管桩中,相邻两根微型钢管桩之间均布置有一根锚索;锚索的锚固段位于滑动面以下,而锚索的索头则与桩顶冠梁锁固。
如申请号为2020111879179的专利公共一种复合钢管桩基坑支护结构及其施工方法,该结构包括竖直且线性排列的若干钢管桩,钢管桩底部打入土层,管内浇筑自密实的混凝土,且各钢管桩顶部浇筑冠梁形成整体结构,所浇筑的冠梁在钢管桩靠基坑坑内的方向侧设有预留位置;在各钢管桩所围成的支护范围内逐层开挖基坑的过程中,对应每次新开挖的土层,在所述冠梁的预留位置处开始逐段浇筑出若干竖直排列的方形肋柱;其中,每完成一段方形肋柱的浇筑后,在该段方形肋柱上且靠基坑坑内方向侧设置横向放置的腰梁,各所述腰梁上设有若干腰梁锚孔,各所述腰梁锚孔内穿入一锚索或锚杆,施工锚索或锚杆,并利用锚具紧固锚索或锚杆及腰梁于方形肋柱上。
如申请号为2019106681343的专利公开一种放坡与钢管桩锚协同支护体系,包括护栏、钢花管、50mm厚混凝土、打入式地锚、插筋、冠梁、预应力锚索、100mm厚混凝土、钢管桩、基坑内主体结构)、污水管、监测点和降水井;护栏设置在为基坑外部周围的临边防护性设施;基坑的放坡段采用多级分坡结构,钢花管对多级分坡结构的坡面主动土压力区进行注浆;分级的坡面喷射的50mm厚混凝土;喷射的50mm厚混凝土中焊接有钢筋网与插筋结构;打入式地锚为多级分坡结构的坡面钢筋网片的连接结构,插筋与打入式地锚的作用一致,均是为了提高钢筋网片与多级分坡结构的坡面附着力;冠梁将钢管桩形成的排桩连接成为一个整体,同时为预应力锚索张拉提供一个张拉固定台座;预应力锚索将冠梁及腰梁承载的侧压力传递给地层,预应力锚索是一个传力构件。
如同上述举例的注浆钢管桩-预应力锚索的构成的支护体系,注浆钢管桩均是竖直向下植入到边坡土体中,并且均注浆钢管桩均是布置在边坡的马道(或者平台)上,而预应力锚索沿着坡面布置。虽然预应力锚索的端部锚固在注浆钢管桩的上端,但是由于注浆钢管桩与预应力锚索的间隔距离较远,导致注浆钢管桩为坡面的土体提供的抗剪作用力较小。当坡面土体自身抗剪强度变化时(如边坡受雨水侵蚀、地震荷载或坡顶堆载等外部因素影响时),预应力锚索难以提供足够的抗剪能力,导致边坡整体抗滑性能减弱。
实现思路