本發(fā)明涉及基礎(chǔ)工程領(lǐng)域，具體是一種高邊坡與基坑的支護結(jié)構(gòu)，以及該支護結(jié)構(gòu)的施工方法。

背景技術(shù)：

1、某耕地邊緣的下方為邊坡，邊坡的底部為建設(shè)用地。建設(shè)用地需要開挖基坑，基坑深度為12m，也即是需要在邊坡底部開挖深達(dá)12米的基坑，再修筑大體積地下結(jié)構(gòu)工程。受建設(shè)用地紅線限制，耕地不能占用，邊坡無充足的放坡距離，基坑開挖范圍與紅線在水平方向的距離僅為10m，并形成高度達(dá)到26m并且接近直立的高邊坡。高邊坡的土層為中風(fēng)化泥巖和泥質(zhì)砂巖，一旦高邊坡失穩(wěn)發(fā)生垮塌，將會對周圍居民和施工人員的人身財產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大威脅，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的損失。

2、由于邊坡頂部為耕地，無法擴大開挖范圍，分級放坡的施工方案不可行。邊坡底部開挖基坑形成敞開空間，沒有穩(wěn)固的地基作支撐，高邊坡重力式擋土墻無法滿足安全性要求。高邊坡采用格構(gòu)梁進行支護，需要將格構(gòu)穩(wěn)固地錨固于邊坡，目前一般通過錨桿對格構(gòu)進行錨固，但是錨桿對格構(gòu)的錨固效果不夠，錨桿與格構(gòu)的整體性不足，邊坡支護仍然較大的存在失穩(wěn)風(fēng)險，尤其是對于高邊坡而言。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明首先提供一種高邊坡與基坑的支護結(jié)構(gòu)，目的是提高高邊坡采用格構(gòu)梁進行支護的整體性和穩(wěn)定性，保證支護結(jié)構(gòu)的安全。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：高邊坡與基坑的支護結(jié)構(gòu)，包括位于坡頂?shù)慕厮疁虾蛪喉斄?、位于坡面的格?gòu)梁、位于坡底的地梁以及向下傾斜設(shè)置于坡體內(nèi)的加勁樁，加勁樁包括在孔內(nèi)高壓旋噴得到的錨固體，以及嵌入錨固體的受力筋；

3、格構(gòu)梁包括沿水平向布置的橫梁以及與橫梁垂直的豎梁，各條豎梁的上端分別與壓頂梁相連，各條豎梁的下端分別與地梁相連，壓頂梁、格構(gòu)梁和地梁均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，橫梁和豎梁的連接處設(shè)有固定孔，加勁樁與固定孔一一對應(yīng)，加勁樁的受力筋的上端貫穿固定孔并通過錨具張拉固定；

4、坡底還間隔設(shè)置支護樁，支護樁的中心線豎直且為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，支護樁背對坡體的一側(cè)為基坑開挖區(qū)，支護樁的下端比基坑底部高程低，各根支護樁的上端通過冠梁相連，支護樁的上端或冠梁通過錨固裝置錨固于坡體，冠梁與地梁之間為排水溝。

5、為了避免加勁樁上端的受力筋和錨具銹蝕，進一步的是：格構(gòu)梁的固定孔處還設(shè)有將受力筋的上端和錨具封閉的封錨體。具體的：封錨體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，封錨體的鋼筋與錨具焊接固定。

6、為了避免格構(gòu)梁的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，進一步的是：格構(gòu)梁設(shè)有至少一條結(jié)構(gòu)縫，結(jié)構(gòu)縫對應(yīng)的平面為豎直面，結(jié)構(gòu)縫內(nèi)充填瀝青填料。

7、加勁樁起到加固坡體以及張拉固定格構(gòu)梁的作用，具體的：加勁樁自下而上分為沉渣段和錨固段，加勁樁的受力筋為鋼絞線，鋼絞線分布于整個錨固段，加勁樁沿其長度方向還間隔設(shè)置至少一個錨盤，鋼絞線貫穿錨盤并與錨盤固定連接。

8、為了確保不同位置的加勁樁均能有效地錨固格構(gòu)梁，進一步的是：各根加勁樁的長度方向相互平行，出露位置高的加勁樁的長度大于出露位置低的加勁樁的長度。

9、為了避免降水從格構(gòu)梁的網(wǎng)格內(nèi)滲入坡體，并促進坡體排水，進一步的是：格構(gòu)梁的網(wǎng)格內(nèi)為格構(gòu)面板，格構(gòu)面板包括與格構(gòu)梁固定連接的鋼筋網(wǎng)，以及向鋼筋網(wǎng)噴砼形成的混凝土板，格構(gòu)面板還設(shè)有泄水孔。

10、支護樁間隔布置，為了確?；娱_挖的安全，進一步的是：支護樁在基坑底部高程之下的長度不小于基坑的深度，相鄰兩根支護樁之間為掛網(wǎng)噴砼形成的樁間護壁。

11、錨固裝置用于固定冠梁和支護樁的上端，進一步的是：錨固裝置包括灌注于錨孔內(nèi)的注漿體，以及嵌入注漿體的錨索，錨索為鋼絞線且至少兩根，錨固裝置分為自由段和錨固段，自由段沿長度方向間隔設(shè)置架線環(huán)，錨固段間隔設(shè)置架線環(huán)和緊箍環(huán)，注漿管錨索貫穿各個架線環(huán)和緊箍環(huán)。

12、為了便于布置錨固裝置，并確保錨固裝置可以提供足夠的抗拔力，更進一步的是：錨固裝置傾斜向下布置，冠梁或支護樁設(shè)有預(yù)留孔，錨索的外露端依次貫穿預(yù)留孔、墊板、斜撐塊、蓋板和承壓板，并通過錨固頭與支護樁或冠梁張拉固定。

13、本發(fā)明還提供一種高邊坡與基坑的支護方法，具體為上述高邊坡與基坑的支護結(jié)構(gòu)的施工方法，目的是提高高邊坡采用格構(gòu)梁進行支護的整體性和穩(wěn)定性，保證支護結(jié)構(gòu)的安全以及施工的安全。高邊坡與基坑的支護方法，包括下述步驟：

14、s1.在坡頂施工截水溝。

15、s2.在坡頂開挖土方，并施工壓頂梁，壓頂梁預(yù)留用于與格構(gòu)梁的豎梁連接的插筋。

16、s3.按設(shè)計坡率自上而下分層開挖邊坡至操作平臺，并對坡面進行修整。

17、s4.施工加勁樁，首先在坡面確定加勁樁的孔位，然后鉆孔并清孔，鉆孔方向傾斜向下布置，再利用旋噴鉆機將受力筋帶入孔內(nèi)，進行高壓旋噴注漿并得到錨固體。

18、為了保證成孔質(zhì)量，進一步的是：步驟s4采用潛孔鉆機鉆孔，并采用套管跟進護壁鉆進。

19、單個加勁樁的受力筋往往并非一根，為了便于同時固定各根受力筋，同時也為了提高加勁樁的抗拔力，進一步的是：步驟s4中，加勁樁的受力筋為鋼絞線，加勁樁沿其長度方向間隔設(shè)置至少一個錨盤，鋼絞線貫穿錨盤并與錨盤固定連接，再利用旋噴鉆機將受力筋和錨盤帶入孔內(nèi)。例如，單個加勁樁的受力筋為3～4根，錨盤均勻設(shè)置3～4個開孔，受力筋貫穿錨盤的開孔后通過螺帽固定。

20、高壓旋噴注漿的壓力根據(jù)地層性質(zhì)而定。為了保證加勁樁可以提供足夠大的抗拔力，進一步的是：步驟s4中，各根加勁樁的長度方向相互平行，出露位置高的加勁樁的長度大于出露位置低的加勁樁的長度，高壓旋噴注漿的壓力不低于20mpa。

21、s5.施工格構(gòu)梁和安裝格構(gòu)面板的鋼筋網(wǎng)，包括：搭設(shè)腳手架→邊坡刻槽→制作、綁扎鋼筋→安裝模板→澆筑混凝土并養(yǎng)護→拆模→加勁樁的張拉并鎖定→清理坡面松動虛土及石塊→坡面掛鋼筋網(wǎng)→拆除腳手架；其中，格構(gòu)梁的橫梁和豎梁的連接處預(yù)留固定孔，加勁樁與固定孔一一對應(yīng)并張拉固定。

22、為了便于格構(gòu)梁的施工，進一步的是：步驟s4在漿體凝固前，向孔內(nèi)插入連接鋼筋，連接鋼筋部分位于孔內(nèi)，部分位于孔外；步驟s5在制作、綁扎鋼筋時，將連接鋼筋與格構(gòu)梁的鋼筋相連。

23、為了避免加勁樁上端的受力筋和錨具銹蝕，進一步的是：在加勁樁張拉并鎖定后，在固定孔施工將受力筋的上端和錨具封閉的封錨體，封錨體為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，封錨體的鋼筋與錨具焊接固定。

24、s6.在格構(gòu)梁的網(wǎng)格內(nèi)噴砼，得到格構(gòu)面板。為了保證格構(gòu)面板的質(zhì)量，并促進坡體排水，進一步的是：步驟s6中，格構(gòu)面板分至少兩次噴射，格構(gòu)面板還設(shè)有泄水孔。

25、s7.重復(fù)上述步驟s3～s6，直至施工至坡底。

26、為了避免格構(gòu)梁的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞，進一步的是：步驟s3和s7中，格構(gòu)梁設(shè)有至少一條結(jié)構(gòu)縫，結(jié)構(gòu)縫對應(yīng)的平面為豎直面，結(jié)構(gòu)縫內(nèi)充填瀝青填料。

27、s8.在坡底施工地梁，各豎梁的下端均與地梁連接。

28、s9.在坡底施工排水溝。

29、s10.在坡底施工支護樁，支護樁的中心線豎直且為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，支護樁的下端比基坑底部高程低。

30、s11.施工冠梁，各根支護樁的上端通過冠梁相連。

31、s12.施工錨固裝置，錨固裝置與支護樁的上端或冠梁張拉固定。

32、錨固裝置用于固定冠梁和支護樁的上端，進一步的是：步驟s11中，支護樁上端或冠梁預(yù)留有用于施工并固定錨固裝置的預(yù)留孔；步驟s12中，經(jīng)預(yù)留孔進行鉆孔，鉆孔結(jié)束后進行清孔，再組裝錨索并將其插入錨孔內(nèi)，再向錨孔內(nèi)高壓注漿，最后將錨索與支護樁或冠梁張拉固定。

33、為了提高錨固裝置的抗拔力，更進一步的是：步驟s12中，施工錨固裝置的注漿管為兩根，向錨孔內(nèi)高壓注漿分兩次進行，錨索為鋼絞線且至少兩根，錨固裝置分為自由段和錨固段，自由段間隔設(shè)置架線環(huán)，錨固段間隔設(shè)置架線環(huán)和緊箍環(huán)，錨索貫穿各個架線環(huán)和緊箍環(huán)；錨固裝置傾斜向下布置，錨索的外露端自下而上依次貫預(yù)留孔、墊板、斜撐塊、蓋板和承壓板，并通過錨固頭與支護樁或冠梁張拉固定。

34、s13.分層開挖基坑，并支護樁之間坑壁進行支護。

35、支護樁間隔布置，為了確?；娱_挖的安全，進一步的是：步驟s10中，支護樁的樁孔通過旋挖鉆機跳挖成孔，支護樁在基坑底部高程之下的長度不小于基坑的深度；步驟s13中，分層開挖基坑后，在相鄰兩根支護樁之間掛網(wǎng)噴砼并形成的樁間護壁。

36、本發(fā)明的有益效果是：壓頂梁、格構(gòu)梁、地梁和加勁樁整體對坡體起到框箍效果，可以有效應(yīng)對邊坡的土拱效應(yīng)，提高支護結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性，保證邊坡支護的安全。加勁樁在完成鉆孔后，利用旋噴鉆機將受力筋帶入孔內(nèi)，并進行高壓旋噴注漿，噴射過程同步對孔周圍的巖土體進行切割，并且漿液在高壓作用下進入裂隙形成錨固體，對邊坡巖土體進行加固，將不穩(wěn)定的巖塊與穩(wěn)定巖體連接起來，也使錨固體、受力筋與孔底、孔周圍的巖土體形成一個整體結(jié)構(gòu)，使加勁樁通過受力筋、錨固體及孔周圍巖土體共同受力。錨固體在高壓旋噴過程中還會形成擴徑部，也即是加勁樁位于孔內(nèi)的部位具有擴徑部，增大了加勁樁的抗拔力。加勁樁與格構(gòu)梁張拉固定，加勁樁能有效控制支護結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力，達(dá)到有效約束坡體變形，減少坡體蠕變變形的目的。壓頂梁、格構(gòu)梁、地梁和加勁樁形成高邊坡的支護結(jié)構(gòu)，支護樁、冠梁和錨固裝置形成基坑垂直開挖的支護結(jié)構(gòu)，兩種支護結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成高邊坡與基坑的支護結(jié)構(gòu)，降低了支護樁的支護深度，降低了加勁樁的支護長度和施工難度，進而降低了工程造價。

37、本發(fā)明適用于占地范圍受限的高邊坡支護，同時坡頂存在對變形要求高的建筑物，坡底施工空間受限的高邊坡，也可用于淺層坡體的防治，以及坡率變化平緩、起伏不大的邊坡。