一种抗滑桩倾斜复位纠偏与加固方法技术

本发明专利技术公开了一种抗滑桩倾斜复位纠偏与加固方法，该方法是将水泥注浆、预应力锚索加载与掏土结合，通过在产生倾斜的抗滑桩上增设预应力锚索，使预应力锚索的锚固段进入桩内侧的稳定岩土内提供锚固力，在抗滑桩外立面的锚索外端头处设置反力装置，其次在桩身内侧施做垂直掏土孔，然后对锚索进行加载，待桩身复位后对锚索进行锁定，并对桩前土灌注水泥浆，最终达到对发生倾斜的抗滑桩进行复位纠偏和加固的目的。本发明专利技术将垂直钻孔掏土技术、预应力锚索加载控制技术及工程注浆技术三者有效结合，纠偏完成后预应力锚索成为抗滑桩补强加固的一部分，水泥注浆可有效改善桩前岩土物理性能，提高桩前抗力，施工快速，成本较低且效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土工程领域，涉及抗滑桩，具体的说是一种抗滑桩倾斜复位纠偏与加固方法。
技术介绍
抗滑桩是一种抗滑处理的重要工程手段，广泛应用于岩土工程领域。抗滑桩工程因桩前岩土抗力不足而引起的桩身倾斜变形问题在公路、铁路以及市政交通等工程领域比较常见，目前一般采取的技术手段有：对桩背岩土刷方卸载、拆除倾斜变形抗滑桩后原位重新设桩、变形抗滑桩间或桩背增设抗滑桩工程，但是上述几种技术手段都存在不足：桩背岩土刷方卸载，一是桩背需具备刷方卸载的条件，二是无法对产生倾斜变形的桩身无法纠偏，桩身侵占桩前净空；拆除倾斜变形抗滑桩后原位重新设桩，一是造价高，二是拆除过程中，会引起桩背岩土体的滑塌变形，存在施工安全风险；变形抗滑桩间或桩背增设抗滑桩工程，也存在造价高和施工安全风险以及桩身侵占桩前净空的问题。预应力锚索锚固技术由于其结构轻型、施工安全、方法有效、施工速度较快和经济实用，已在全世界大部分国家的铁路、公路、码头、隧道、大坝、地下工程等岩土工程领域的各个行业得到广泛应用，并已产生了巨大的经济效益和社会效益。主要工作机理是钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚固段）锚固在坚硬的岩层中，然后在另一个自由端（称外锚头）通过加力装置进行张拉加载，从而对岩体进行锚固。掏土纠偏/倾法是建/构筑物纠倾的常用和基本手段。其方法是在建/构筑物沉降的一侧或底端进行掏土，减少受力面积，在另一侧或上部荷载的作用下，该侧或该侧底端土体应力增大，最终随着土体应力的重新调整和分布，达到建/构筑物纠倾的目的。建筑工程注浆技术是岩土工程界用于防渗、堵水、固结、降低地表下沉以及提高地基承载力的常用工程手段。将工程注浆技术、掏土法与预应力锚索组合作为抗滑桩倾斜复位纠偏与加固技术，尚未有工程案例。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有抗滑桩倾斜后工程处治技术手段的不足，提供一种相对经济、安全的抗滑桩纠偏与加固方法。本专利技术实现目的由以下技术方案完成：一种抗滑桩倾斜复位纠偏与加固方法，包括如下步骤：①布设预应力锚索：根据抗滑桩设计抗滑推力值F计算需布设的预应力锚索总张拉力值T，再根据锚索总张拉力值及锚索拉拔现场基本试验参数确定每孔预应力锚索张拉力值T′、锚索孔数、孔径、每孔锚索钢绞线束数量，然后在产生倾斜变形的抗滑桩上开始安装预应力锚索，预应力锚索在桩立面轴两侧对称布设，预应力锚索穿过抗滑桩桩身并深入到抗滑桩桩背岩土的稳定持力层中，锚索下索完成后在锚索孔注水泥砂浆，锚索下索和注浆完成后，在抗滑桩上预应力锚索的外锚头处采用混凝土现浇制作锚斜托，锚斜托的斜面与预应力锚索的孔道轴线垂直，待锚斜托混凝土和锚索孔内水泥砂浆强度均达到要求，在锚斜托处依次安装锚具、限位板、压力传感器、液压千斤顶和工作锚具，液压千斤顶与电动油泵液压系统采用油管连接，由压力传感器及电动油泵上的油压表共同组成数字测力系统，通过液压千斤顶连接的电动油泵对每一预应力锚索张拉加载每孔预应力锚索设计拉力值T′10%的拉力；②设置掏土孔：在抗滑桩的内侧开始掏土，掏土孔数量根据现场选择的掏土孔孔径、桩身偏移情况计算确定，并保证掏土孔不碰及已施工的预应力锚索，掏土孔分批进行，掏土孔孔径75～300cm,当掏土至预应力锚索数字测力系统的压力传感器和油压表值出现下降时停止掏土；③倾斜抗滑桩的复位纠偏与加固：再次对每一预应力锚索按照每孔预应力锚索设计拉力值T′的0.25倍、0.5倍、0.75倍及最终设计荷载分级加载，加荷速度宜为50KN/min～100KN/min，每级持荷10分钟，加载过程中同步记录油压表和压力传感器的读数，检算载荷力，实时观测抗滑桩的倾斜复位情况，及时反馈数据信息；当预应力锚索加荷值尚未达到设计荷载值，而抗滑桩回倾已经达到复位纠偏目标值时，表示预应力锚索加载工作完成；当锚索加荷值达到设计值并持荷10分钟时，而抗滑桩回倾尚未达到复位纠偏目标值时，暂停预应力锚索加载，然后继续在抗滑桩的内侧增加掏土孔，当掏土至预应力锚索数字测力系统的压力传感器7和油压表值出现下降时停止掏土，再次对预应力锚索进行分级加载，直至达到抗滑桩的复位纠偏目标；④布置水泥注浆孔：一根抗滑桩的复位纠偏完成后，在抗滑桩前方的区域内布置水泥注浆孔，完成注浆，注入的水泥浆液充填桩前土的空隙和孔隙后形成复合体，完成一根抗滑桩的纠偏加固后依次进行下一根，直至完成全部倾斜抗滑桩的纠偏与加固。进一步的，预应力锚索孔位第一排布设在桩顶以下0.5m处，其余按照下排锚索孔位距上排锚索孔位2m的竖向间距布设，每排锚索布设2孔，且呈对称布设与抗滑桩立面轴两侧，加载时应对布设的预应力锚索同步进行张拉加载。进一步的，预应力锚索由6～10根ΦS 15.2的1860级钢绞线组成，锚固段为6～12m，锚索孔下俯角为15°～25°，孔径为130mm～150mm，锚索孔水平方向呈放射状由内向外偏2°。进一步的，掏土孔采用人工掏土或机械钻孔取土,掏土孔深度为孔底钻至桩身理论旋转中心标高位置。进一步的，抗滑桩桩前水泥注浆范围为（b+0.4）m×3m的矩形区域，其中，b为桩身宽度，水泥注浆孔在平面按照梅花型布置，水泥注浆孔的深度为桩前地面标高至桩身偏移旋转中心位置标高，注浆孔孔径75～90cm，纵横向孔间距0.75m，注浆顺序先外后内。进一步的，对于同排多根产生倾斜变形的抗滑桩，须逐桩实施桩身倾斜复位纠偏与加固。本专利技术的有益效果是： 本专利技术抗滑桩的复位纠偏与加固方法，将垂直钻孔掏土技术、预应力锚索加载控制技术及工程注浆技术三者有效结合，通过在产生偏移的抗滑桩上增设预应力锚索，使预应力锚索的锚固段进入稳定岩土内提供锚固力，在锚索外端头设置反力装置，其次在桩身内侧施做垂直掏土孔，然后对锚索施加预应力，待桩身复位后对锚索进行锁定，并对桩前土灌注水泥浆，最终达到对发生倾斜的抗滑桩进行复位纠偏和加固的目的。本专利技术高效、可控、抗滑桩纠偏加固准确，纠偏完成后预应力锚索成为抗滑桩补强加固的一部分，使纠偏加固资源得到了合理的利用和配置，节省了投资、减少了浪费，水泥注浆可有效改善桩前岩土物理性能，提高桩前抗力，施工快速，成本较低且效果好。本专利技术同时达到了对抗滑桩倾斜进行纠偏与加固的目的，较目前常用的对桩背岩土刷方卸载、拆除倾斜变形抗滑桩后原位重新设桩、变形抗滑桩间或桩背增设抗滑桩等抗滑桩倾斜处治工程手段，具有造价低、施工安全、工期短等诸多优点，另外，本专利技术技术实施后，使倾斜抗滑桩得到纠偏，避免了桩身倾斜引起的桩身变形侵界问题。附图说明图1.为本专利技术结构示意图；图2.为本专利技术的桩头预应力锚索加载示意图；图3. 为本专利技术的锚索孔水平方向放射状图；图4. 为本专利技术的桩身立面锚索孔位布置示意图。图中：1.抗滑桩；2.预应力锚索；3.锚斜托；4.锚具；5. 限位板；6. 压力传感器；7. 液压千斤顶；8. 工作锚具；9. 掏土孔；10.水泥注浆孔。具体实施方式以下结合具体实施案例和附图对本专利技术在实现目标时所采用的技术手段和方法做进一步解释说明。如图1、图2所示，将本专利技术的技术手段和方法用于某边坡抗滑桩纠偏与加固工程中，其具体实施步骤如下：首先，根据抗滑桩1的设计抗滑推力值计算布设预应力锚索2的总张拉力T，再根据锚索总张拉力T及锚索拉拔现场基本试验参数确定每孔预应力锚索设计拉力值T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗滑桩倾斜复位纠偏与加固方法，其特征在于：包括如下步骤：①布设预应力锚索：根据抗滑桩（1）设计抗滑推力值F计算需布设的预应力锚索（2）总张拉力值T，再根据锚索总张拉力值及锚索拉拔现场基本试验参数确定每孔预应力锚索张拉力值T′、锚索孔数、孔径、每孔锚索钢绞线束数量，然后在产生倾斜变形的抗滑桩（1）上开始安装预应力锚索（2），预应力锚索（2）在桩立面轴两侧对称布设，预应力锚索（2）穿过抗滑桩桩身并深入到抗滑桩桩背岩土的稳定持力层中，锚索下索完成后在锚索孔注水泥砂浆，锚索下索和注浆完成后，在抗滑桩（1）上预应力锚索（2）的外锚头处采用混凝土现浇制作锚斜托（3），锚斜托（3）的斜面与预应力锚索（2）的孔道轴线垂直，待锚斜托混凝土和锚索孔内水泥砂浆强度均达到要求，在锚斜托（3）处依次安装锚具（4）、限位板（5）、压力传感器（6）、液压千斤顶（7）和工作锚具（8），液压千斤顶（7）与电动油泵液压系统采用油管连接，由压力传感器（6）及电动油泵上的油压表共同组成数字测力系统，通过液压千斤顶连接的电动油泵对每一预应力锚索张拉加载每孔预应力锚索设计拉力值T′10%的拉力；②设置掏土孔：在抗滑桩（1）的内侧开始掏土，掏土孔（9）数量根据现场选择的掏土孔（9）孔径、桩身偏移情况计算确定，并保证掏土孔（9）不碰及已施工的预应力锚索（2），掏土孔（9）分批进行，掏土孔（9）孔径75～300cm,当掏土至预应力锚索（2）数字测力系统的压力传感器（6）和油压表值出现下降时停止掏土；③倾斜抗滑桩的复位纠偏与加固：再次对每一预应力锚索（2）按照每孔预应力锚索设计拉力值T′的0.25倍、0.5倍、0.75倍及最终设计荷载分级加载，加荷速度宜为50KN/min～100KN/min，每级持荷10分钟，加载过程中同步记录油压表和压力传感器的读数，检算载荷力，实时观测抗滑桩的倾斜复位情况，及时反馈数据信息；当预应力锚索（2）加荷值尚未达到设计荷载值，而抗滑桩（1）回倾已经达到复位纠偏目标值时，表示预应力锚索（2）加载工作完成；当锚索加荷值达到设计值并持荷10分钟时，而抗滑桩回倾尚未达到复位纠偏目标值时，暂停预应力锚索（2）加载，然后继续在抗滑桩（1）的内侧增加掏土孔（9），当掏土至预应力锚索（2）数字测力系统的压力传感器7和油压表值出现下降时停止掏土，再次对预应力锚索进行分级加载，直至达到抗滑桩（1）的复位纠偏目标；④布置水泥注浆孔：一根抗滑桩的复位纠偏完成后，在抗滑桩（1）前方的区域内布置水泥注浆孔（4），完成注浆，注入的水泥浆液充填桩前土的空隙和孔隙后形成复合体，完成一根抗滑桩的纠偏加固后依次进行下一根，直至完成全部倾斜抗滑桩的纠偏与加固。...

【技术特征摘要】
1.一种抗滑桩倾斜复位纠偏与加固方法，其特征在于：包括如下步骤：①布设预应力锚索：根据抗滑桩（1）设计抗滑推力值F计算需布设的预应力锚索（2）总张拉力值T，再根据锚索总张拉力值及锚索拉拔现场基本试验参数确定每孔预应力锚索张拉力值T′、锚索孔数、孔径、每孔锚索钢绞线束数量，然后在产生倾斜变形的抗滑桩（1）上开始安装预应力锚索（2），预应力锚索（2）在桩立面轴两侧对称布设，预应力锚索（2）穿过抗滑桩桩身并深入到抗滑桩桩背岩土的稳定持力层中，锚索下索完成后在锚索孔注水泥砂浆，锚索下索和注浆完成后，在抗滑桩（1）上预应力锚索（2）的外锚头处采用混凝土现浇制作锚斜托（3），锚斜托（3）的斜面与预应力锚索（2）的孔道轴线垂直，待锚斜托混凝土和锚索孔内水泥砂浆强度均达到要求，在锚斜托（3）处依次安装锚具（4）、限位板（5）、压力传感器（6）、液压千斤顶（7）和工作锚具（8），液压千斤顶（7）与电动油泵液压系统采用油管连接，由压力传感器（6）及电动油泵上的油压表共同组成数字测力系统，通过液压千斤顶连接的电动油泵对每一预应力锚索张拉加载每孔预应力锚索设计拉力值T′10%的拉力；②设置掏土孔：在抗滑桩（1）的内侧开始掏土，掏土孔（9）数量根据现场选择的掏土孔（9）孔径、桩身偏移情况计算确定，并保证掏土孔（9）不碰及已施工的预应力锚索（2），掏土孔（9）分批进行，掏土孔（9）孔径75～300cm,当掏土至预应力锚索（2）数字测力系统的压力传感器（6）和油压表值出现下降时停止掏土；③倾斜抗滑桩的复位纠偏与加固：再次对每一预应力锚索（2）按照每孔预应力锚索设计拉力值T′的0.25倍、0.5倍、0.75倍及最终设计荷载分级加载，加荷速度宜为50KN/min～100KN/min，每级持荷10分钟，加载过程中同步记录油压表和压力传感器的读数，检算载荷力，实时观测抗滑桩的倾斜复位情况，及时反馈数据信息；当预应力锚索（2）加荷值尚未达到设计荷载值，而抗滑桩（1）回倾已经达到复位纠偏目标值时，表示预应力...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏元，张志强，戴楠，于贵，舒中文，吴坤，邹文龙，张惠超，
申请(专利权)人：中铁西北科学研究院有限公司西南分院，
类型：发明
国别省市：四川;51