采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置
技术领域
本实用新型涉及公路工程技术领域，尤其涉及一种采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置。
背景技术
在公路工程实践中，由于工程活动、地形地质条件、大气降雨等因素，边坡垮塌及滑坡是较为常见的病害。由于此类病害破坏力度大，治理技术需求高，对工程科研人员一直是一种大的挑战。在实践过程中，根据滑坡体的具体施工工况、岩性特征等综合因素，常用的滑坡治理方式主要有削坡减载，反压回填及抗滑桩或挡墙支挡几种单项或组合方式，但各种方式都有各自的适应条件。对于滑坡体量相对较小且具有坚固持力层地质条件的坡体，采用抗滑桩或大型重力式挡墙费用高、环境适应性差，对环境破坏扰动性大。
实用新型内容
针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供了一种采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置，针对滑坡体量相对较小且具有坚固持力层地质条件的坡体，通过微型钢管桩深入地质持力层，并在微型钢管桩顶部设置混凝土连接层，在混凝土连接层后设置锚杆并深入持力层，保证每个钢管桩的直立稳固以及增加连接层的整体性能，在对环境破坏扰动性小的基础上有效治理滑坡病害。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置，包括：微型钢管桩、锚杆和混凝土连接层；所述微型钢管桩竖直插入坡体至持力层，所述微型钢管桩的顶端与冠梁相连，所述冠梁之间通过连接梁相连，所述冠梁与所述连接梁构成的框架上浇筑混凝土形成所述混凝土连接层；所述锚杆的下端斜向锚入所述坡体的持力层中，所述锚杆的上端固定于所述混凝土连接层上。
在上述技术方案中，优选地，所述微型钢管桩内热轧无缝钢管，所述微型钢管桩内底部预留沉渣段，所述无缝钢管下部按照4目/米预留孔形成花管，所述微型钢管桩顶部伸入所述混凝土连接层不小于30厘米。
在上述技术方案中，优选地，所述微型钢管桩与所述无缝钢管之间注入水泥砂浆液，水灰比采用0.45:1，注浆压力为0.3～0.5MPa。
在上述技术方案中，优选地，所述微型钢管桩可采用钢管之间通过套管连接形成，所述套管的管壁厚度不小于10毫米。
在上述技术方案中，优选地，所述锚杆杆体伸入预先钻设的锚杆孔中，所述锚杆孔中浇筑水泥砂浆，所述锚杆的锚头段加工螺纹并用螺母固定于所述冠梁上，所述锚杆的锚头端采用混凝土封锚。
在上述技术方案中，优选地，所述锚杆孔中采用M30水泥砂浆浇筑，并填充有膨胀剂，所述锚头端采用C25混凝土进行封锚。
在上述技术方案中，优选地，所述锚杆与水平方向的倾角为25°，所述锚杆的设置间距为5米。
在上述技术方案中，优选地，所述混凝土连接层上设置钢筋混凝土框架梁，所述钢筋混凝土框架梁由竖肋和横梁组成，所述钢筋混凝土框架梁由内部设置钢筋骨架和外部现场浇筑混凝土形成。
在上述技术方案中，优选地，所述锚杆杆体上每隔3米固定有一组对中支架。
在上述技术方案中，优选地，所述锚杆孔中浇筑的水泥砂浆形成的保护层厚度不小于25毫米。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：通过微型钢管桩深入地质持力层，并在微型钢管桩顶部设置混凝土连接层，在混凝土连接层后设置锚杆并深入持力层，保证每个钢管桩的直立稳固以及增加连接层的整体性能，在对环境破坏扰动性小的基础上有效治理了滑坡病害。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例公开的采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置的纵切结构示意图；
图2为本实用新型一种实施例公开的采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置的平面布置结构示意图；
图3为本实用新型一种实施例公开的微型钢管桩的结构示意图；
图4为本实用新型一种实施例公开的套管连接的结构示意图；
图5为本实用新型一种实施例公开的锚杆的结构示意图；
图6为本实用新型一种实施例公开的混凝土封锚的结构示意图；
图7为本实用新型一种实施例公开的冠梁与连接梁的断面配筋的结构示意图。
图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：
1.微型钢管桩，11.无缝钢管，12.套管，2.锚杆，21.混凝土封锚，22.对中支架，3.混凝土连接层，31.冠梁，32.连接梁。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：
如图1和图2所示，根据本实用新型提供的一种采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置，包括：微型钢管桩1、锚杆2和混凝土连接层3；微型钢管桩1竖直插入坡体至持力层，微型钢管桩1的顶端与冠梁31相连，冠梁31之间通过连接梁32相连，冠梁31与连接梁32构成的框架上浇筑混凝土形成混凝土连接层3；锚杆2的下端斜向锚入坡体的持力层中，锚杆2的上端固定于混凝土连接层3上。
如图3所示，在该实施例中，微型钢管桩1设置在边坡平台上，用于对平台后滑坡体进行加固。根据地质勘察结果并进行计算，确定合适的桩距、排距、桩长等参数。钢管桩应深入持力层。优选地，钢管桩平面呈梅花形布置，微型钢管桩1内热轧无缝钢管11，微型钢管桩1内底部预留沉渣段，无缝钢管11下部按照4目/米预留直径12mm的孔形成花管，微型钢管桩1顶部伸入混凝土连接层3不小于30厘米，桩顶连接冠梁31和连接梁32，冠梁31和连接梁32的宽0.3m、高0.3m，强度等级为C25。优选地，微型钢管桩1与无缝钢管11之间注入水泥砂浆液，水灰比采用0.45:1，注浆压力为0.3～0.5MPa。
如图4所示，在上述实施例中，优选地，微型钢管桩1可采用钢管之间通过套管12连接形成，套管12的管壁厚度不小于10毫米。钢管的接头宜相互错开，同时要保证同一截面接头不得大于50％。
如图5所示，在上述实施例中，为进一步增强加固装置的稳定性及支挡能力，采用锚固方法，改变微型钢管桩1的悬臂受力状态，提高微型钢管桩1的抗弯能力，发挥微型钢管桩1抗剪能力大的优点。优选地，锚杆2杆体伸入预先钻设的锚杆2孔中，锚杆2孔中浇筑水泥砂浆，锚杆2的锚头段加工螺纹并用螺母固定于冠梁31上，锚杆2的锚头端采用混凝土封锚21。具体地，在靠山体侧的微型钢管桩1之间设置锚杆2，锚杆孔的成孔直径为φ90，锚杆2杆体直径为φ32，锚杆2轴向拉力设计荷载为根据受力计算确定，共设置1排。锚杆2长度深入持力层，具体长度根据受力计算及工况确定。如图6所示，优选地，锚头端采用C25混凝土进行现浇封锚，强度等级可与冠梁31相同，混凝土封锚21用来保护内部锚杆2免受外界雨水等侵蚀。优选地，锚杆2与水平方向的倾角为25°，锚杆2的设置间距为5米。
具体地，锚杆孔钻完后及时安装锚杆杆体，锚头段锚杆加工成螺纹并用螺母紧固，螺纹采用标准螺距，螺母采用M30。锚杆注浆采用M30水泥砂浆,当孔内浆液初凝后，应及时进行二次补浆，以使浆液饱满，浆液中应加入适量膨胀剂。
在上述实施例中，优选地，混凝土连接层3上设置钢筋混凝土框架梁，钢筋混凝土框架梁由竖肋和横梁组成，钢筋混凝土框架梁由内部设置钢筋骨架和外部现场浇筑混凝土形成。混凝土等级可采用C25现浇混凝土。冠梁31和连接梁32界面尺寸相同，具体尺寸考虑微钢管桩尺寸及设计强度要求，如图7所示，冠梁31和连接梁32进行钢筋布置，肢筋和架立钢筋设置应符合钢筋混凝土相应规范。
在上述实施例中，优选地，锚杆2杆体上每隔3米固定有一组对中支架22。
在上述实施例中，优选地，锚杆孔中浇筑的水泥砂浆形成的保护层厚度不小于25毫米。
根据上述实施例提供的采用微钢管桩与锚杆联合的加固装置，其整体的施工顺序如下：微型钢管桩1—混凝土冠梁31和连接梁32施工—锚杆2施工—锚头封闭—坡面修整。
具体包括：
(1)微型钢管桩1
1)微型钢管桩1的总体施工工序为：测量放线—布置注浆孔位—钻孔—插入钢管—注浆，应加强施工组织，加快施工进度，钻孔完成后应立即下放钢管和注浆，减少对边坡的扰动。
2)微型桩应先根据平面图的控制点坐标确定布置范围，按间距进行放样。沿坡面的坡率应根据地形变化进行平整，以保证整体工程的美观。
3)钻孔时在松散覆盖层中采用干钻，岩层中可适量加水，以保证不恶化边坡稳定条件和注浆效果，防止塌孔或者堵孔，也可边钻孔边下钢管。
(2)混凝土冠梁31和连接梁32施工
按放线—基础开挖—夯实—浮浆凿除—支模—灌注—养护等工序施工。
1)基础开挖、夯实
开挖前应准确确定其开挖线，严格按照开挖线进行开挖，基础可用人工开挖，开挖时，挖出的土石方装入手推车或翻斗车，运至弃土地点。开挖时，测量放线人员应严格控制标高，严禁超挖。开挖后人工夯实基底，验收合格后进入下道工序施工。
2)浮浆凿除
注浆过程中，桩头部分强度较差，应予以凿除。
3)支模：模板可以根据施工图在施工现场制作，建议采用竹胶板作为外露面，要保证表面平整、光滑，形状、尺寸正确，有足够的强度和刚度。为便于拆模和混凝土表面整洁光滑，应在模板上涂刷隔离剂。外露面混凝土模板应使用同一品种的隔离剂。
4)浇筑混凝土：灌筑混凝土前，应全面地进行复查，确认模板内的杂物、积水已清理干净，然后灌筑混凝土。每一处振动完毕后，应边振动边徐徐提出振动棒，应避免振动棒碰撞模板、钢管及其他预埋件。梁体应每隔10m设置1道伸缩缝，每段之间混凝土应一次灌筑成型，避免出现水平施工缝。浇筑完后应洒水养护。在设有锚杆2的位置预留孔洞，其倾角与设计的锚杆2水平倾角保持一致。
5)脱模：待强度达到75％后方可脱模。
(3)锚杆2施工
1)按设计文件要求，准确定出各锚点位置，定位精度：纵横向±50mm。钻孔要求干钻，禁止采用水钻，以确保锚杆2施工不至于恶化边坡岩体的工程地质条件和保证孔壁的粘结性能。钻孔速度根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变径，造成下锚困难或其它意外事故。
2)钻进达到设计深度后，不能立即停钻，要求稳钻1～2分钟，防止孔底积灰、达不到设计孔径。钻孔孔壁不得有沉渣及水体粘滞，必须清理干净，在钻孔完成后，使用高压空气(风压0.2～0.4MPa)将孔内岩粉及水体全部清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。除相对坚硬完整之岩体锚固外，不得采用高压水冲洗。
3)杆体采用φ32螺纹钢筋，沿锚杆2轴线方向每隔3m设置一组对中支架22，保证锚杆2的保护层厚度不低于25mm。锚筋尾端防腐采用刷漆、涂油等防腐措施处理。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
