CN107679355B - 一种截水导流式锚拉桩板墙及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滑坡防治技术领域，具体涉及一种截水导流式锚拉桩板墙及其设计方法，包括多个透水桩、多个设于透水桩之间的截水墙、及与透水桩相连的锚索结构。本发明能对深层巨大型滑坡起支挡作用，同时还能及时将滑坡体中的地下地表水及时拦截和排走，能及时消除岩土体孔隙水压力、有效降低岩土体自重、减少岩土体强度损失尤其是滑面强度损失、增强岩土体的抗剪强度，同时能够避免地下水向下级滑体入渗、有利于下级滑体甚至整体滑体的稳定，直接效果是降低了桩板墙后土体下滑力，增强了滑面的抗滑能力，从而在设计中可缩小透水桩的截面尺寸，减少施工费用，提高工程经济效益。

Description

一种截水导流式锚拉桩板墙及其设计方法
技术领域
本发明涉及滑坡防治技术领域，具体涉及一种截水导流式锚拉桩板墙及其设计方法。
背景技术
滑坡是威胁我国山区发展的主要地质灾害之一。我国山区地质构造复杂、山高谷陡、岩体破碎、降雨集中等条件，为滑坡的形成提供了一系列有利条件。滑坡灾害的发生，严重威胁着广大人民生命财产安全，制约山区经济的可持续发展，因而必须对滑坡灾害实施有效的防治措施。
桩板墙具有结构简单、圬工量小、施工安全、维护方面、工作寿命长等优点，是目前滑坡灾害防治中广泛使用的工程结构之一，尤其在公路、铁路、城镇、水利水电等滑坡灾害治理中被优先采用。桩板墙通常设置在滑坡体前缘，桩板墙结构中的抗滑桩桩底需深入至滑面一定距离以下，挡土板在桩长范围内有临空面的范围均要设置；要求在使用过程中抗滑桩能提供足够的抗弯、抗剪能力保证坡体的稳定性，挡土板能拦截桩间松散土体、连接抗滑桩同时把土压力传递到抗滑桩上。但是当滑坡体含水丰富、坡体滑坡推力巨大时，目前的桩板墙结构和目前常规的抗滑支挡结构由于存在排水能力有限的问题，往往需要加大结构设计尺寸才能达到支挡不稳定坡体的作用，从而导致工程建设及其后期的维护费用十分昂贵。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有排水、抗滑双重效果的截水导流式锚拉桩板墙及其设计方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种截水导流式锚拉桩板墙，包括多个透水桩、多个设于透水桩之间的截水墙、及与透水桩相连的锚索结构，所述锚索结构包括设置于透水桩上的外锚头、设置于基岩内或稳定层内的锚固段、以及设置于外锚头与锚固段之间的自由段，所述稳定层为滑坡体的滑面以下相对稳定的岩土层；所述透水桩包括中空结构的护壁A、设于护壁A中的抗滑桩、及设于抗滑桩下部、滑面以下的导水洞，所述护壁A的顶部和底部两端分别开口，所述导水洞内充填渗水材料A；所述截水墙包括中空结构的护壁B、设于护壁B中两条连梁、沿连接相邻透水桩方向上下分布的两条连梁、及设于两条连梁之间且远离滑坡体面侧的挡土板，所述两条连梁沿连接相邻透水桩方向上下分布，两条连梁、靠近滑坡体面侧的护壁B和挡土板之间充填渗水材料B，渗水材料B与导水洞内的渗水材料A连通；靠近滑坡体面侧护壁B内设有泄水管。
进一步地，所述外锚头置于透水桩上部斜面上。
进一步地，所述泄水管的高度向截水墙内部方向逐渐变低。
进一步地，在远离滑坡体面侧的护壁B和挡土板内设置溢水管。
进一步地，所述溢水管的高度向截水墙内部方向逐渐变低。
进一步地，在滑坡体外还设置有排水廊道，所述排水廊道与导水洞连接。
进一步地，所述排水廊道倾斜设置。
进一步地，挡土板厚度d4为透水桩截面长度b的1/10-1/5；导水洞截面长度b’与渗水材料B厚度d5相等，导水洞截面宽度a’为透水桩截面宽度a的1/3，导水洞截面长度b’为透水桩截面长度b的1/3；导水洞顶面距滑面的距离h1大于等于3m，导水洞底面距桩底的距离h2为1-2m；泄水管和溢水管采用梅花型布置，泄水管直径d1为透水桩间净距l的1/60-1/40，同排泄水管之间间距应为泄水管直径d1的3-6倍，泄水管长度比护壁B厚度大，并在与土体接触的地方铺设土工布，布设时泄水管应稍微下倾、下倾角度β1为2°-5°；溢水管直径d2与泄水管直径d1相等，末端采用土工布包裹，防止土体进入管体堵塞，布设时溢水管上仰角度β2为45°。
进一步地，渗水材料B与导水洞内的渗水材料A通过透水管连通，透水管的数量n根据公式
Figure BDA0001476906390000021
确定；式中，fc为相应降雨强度下的土体稳定入渗率，通过现场试验确定；A为桩板墙后滑坡体的面积，单位m2；μc为管道系统的流量系数，管道系统包括泄水管、溢水管、渗水材料A、渗水材料B、透水管；d3为拟定的透水管直径，单位m；h0为滑面到导水洞中心的距离，单位m；π为圆周率；g为重力加速度。
一种如上述截水导流式锚拉桩板墙的设计方法，包括如下步骤：
S1.将透水桩截面设置为矩形；根据滑坡现场整体情况，初步拟定透水桩垂直于主滑方向的截面宽度a0、取值2-4m，同时初步拟定透水桩间间距l0、取值为a0的3倍，即先初步设定透水桩截面宽度a值和透水桩间净距l值，然后通过公式验算后进行修正；
S2.通过实际取样实测，确定岩土体容重γ，单位KN/m3；通过钻探资料，确定滑面以上桩的长度hs，单位m；通过室内或现场直剪方法，确定滑坡体中岩土体的粘聚力c、单位kPa，并确定滑坡体中岩土体的内摩擦角
Figure BDA0001476906390000022
单位度；通过承压板试验方法，确定滑坡体中岩土体容许承载力fk，单位kPa；根据设计安全系数，确定设计允许的透水桩在推力作用下的最大位移wmax，单位m；
S3.根据以下公式确定透水桩截面宽度a
Figure BDA0001476906390000031
式中，a—透水桩截面宽度，单位m；
η—透水桩受力分担比，取值30％-50％；
γ—岩土体容重，单位KN/m3，由步骤(二)确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由步骤(二)确定；
c—滑坡体中岩土体的粘聚力，单位kPa，由步骤(二)确定；
Figure BDA0001476906390000032
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由步骤(二)确定；
L—透水桩中心距(即相邻透水桩的中心之间的距离)，单位m，根据步骤(一)中a0+l0确定；
fk—滑坡体中岩土体容许承载力，单位kPa，由步骤(二)确定；
S4.根据以下公式确定透水桩截面长度b
Figure BDA0001476906390000033
式中，b—透水桩截面长度，单位m；
Figure BDA0001476906390000034
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由步骤(二)确定；
γ—岩土体容重，单位KN/m3，由步骤(二)确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由步骤(二)确定；
a—透水桩截面宽度，单位m，由步骤(三)确定；
E—透水桩弹性模量，单位KN/m2，根据透水桩材质确定；
wmax—设计允许的透水桩在推力作用下的最大位移，单位m，由步骤(二)确定。
S5.根据以下公式确定透水桩间净距l
Figure BDA0001476906390000035
式中，l—透水桩间净距，单位m；
b—透水桩截面长度，单位m，由步骤(四)确定；
Figure BDA0001476906390000036
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由步骤(二)确定；
c—滑坡体中岩土体的粘聚力，单位kPa，由步骤(二)确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由步骤(二)确定；
q—均布水平荷载，单位KN/m，根据剩余推力法计算确定；
S6.步骤(四)中确定的透水桩截面长度b即为最终设计时的透水桩截面长度b；将步骤(四)中确定的透水桩截面长度b除以1.5，得到最终设计时的透水桩截面宽度a；将步骤(五)中确定的透水桩间净距l向上取整，得到最终设计时的透水桩间净距l。
本发明的有益效果是：本发明的截水导流式锚拉桩板墙，充分利用截水墙的截水和渗水功能，通过截水墙上的泄水管和溢水管(桩板墙置于滑坡体前缘时，主要依靠泄水管；桩板墙置于滑坡体中后部时，同时依靠泄水管和溢水管)汇集并疏导滑坡体中的地下地表水，同时充分利用透水桩的排水功能，将泄水管和溢水管汇集疏导的地下地表水通过透水桩上的导水洞从滑面深部排出；本发明能对深层巨大型滑坡起支挡作用，同时还能及时将滑坡体中的地下地表水及时拦截和排走，能及时消除岩土体孔隙水压力、有效降低岩土体自重、减少岩土体强度损失尤其是滑面强度损失、增强岩土体的抗剪强度，同时能够避免地下水向下级滑体入渗、有利于下级滑体甚至整体滑体的稳定，直接效果是降低了桩板墙后土体下滑力，增强了滑面的抗滑能力，从而在设计中可缩小透水桩的截面尺寸，减少施工费用，提高工程经济效益。
附图说明
图1是本发明截水导流式锚拉桩板墙的主视图。
图2是图1中透水桩的A-A'纵剖面示意图。
图3是图1中截水墙的B-B'纵剖面示意图。
图4是本发明截水导流式锚拉桩板墙的纵剖面示意图。
图5是图4中C-C'剖面示意图。
图6是图4中D-D'剖面示意图。
图中标号如下：
1-透水桩，11-抗滑桩，12-导水洞，13-护壁A，14-渗水材料A，2-截水墙，21-连梁，22-护壁B，23-挡土板，24-泄水管，25-溢水管，26-渗水材料B，31-外锚头，32-锚固段，33-自由段，4-透水管，5-滑面，a-透水桩截面宽度，b-透水桩截面长度，l-透水桩间净距，a’-导水洞截面宽度，b’-导水洞截面长度，d3-透水管直径，d1-泄水管直径，β1-泄水管下倾角度，d2-溢水管直径，β2-溢水管上仰角度，hs-滑面以上桩的长度，h0-滑面到导水洞中心的距离，h1-导水洞顶面距滑面的距离，h2-导水洞底面距桩底的距离，d4-挡土板厚度，d5-渗水材料B厚度。
具体实施方式
下面结合实施例和附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例
如图1-6所示，一种置于滑坡体前缘或滑坡体中后部的截水导流式锚拉桩板墙，包括若干按一定间距设置的透水桩1(起阻滑和导水作用)，设于透水桩1之间的截水墙2(疏导滑坡体中地下地表水)，及与透水桩1相连的锚索结构(改善透水桩的受力条件)；所述锚索结构包括设于透水桩1上的外锚头31(优选置于透水桩1上部斜面上)，设于基岩内或稳定层(即滑面5以下相对稳定的岩土层)内的锚固段32，及外锚头31与锚固段32之间的自由段33；所述透水桩1包括顶面和底面开敞、中空的护壁A13，设于护壁A13中的抗滑桩11，及设于抗滑桩11下部、滑面5以下的导水洞12；导水洞12内充填渗水材料A14；所述截水墙2包括顶面和底面开敞、中空的护壁B22，设于护壁B22中、沿连接相邻透水桩1方向上下分布的两条连梁21，及设于两条连梁21之间、背滑体面侧(较之迎滑体面侧，背滑体面侧位于沿滑坡主滑方向的下游)护壁B22内侧的挡土板23；两条连梁21、迎滑体面侧(较之背滑体面侧，迎滑体面侧位于沿滑坡主滑方向的上游)护壁B22和挡土板23之间充填渗水材料B26，渗水材料B26与导水洞12内的渗水材料A14连通；迎滑体面侧护壁B22内设有泄水管24，泄水管24的高度向截水墙2内部方向逐渐变低(即泄水管24沿滑坡主滑方向下倾)；当所述桩板墙置于滑坡体中后部时，还可在背滑体面侧护壁B22和挡土板23内设置溢水管25，溢水管25的高度向截水墙2内部方向逐渐变低(即溢水管25沿滑坡主滑方向上倾)；同时，可在滑坡体外修建排水廊道与导水洞12连接，排水廊道设有一定坡度，滑坡体中的地下地表水通过泄水管24、溢水管25、渗水材料B26与渗水材料A14的连通汇集于导水洞12中后，由于水力梯度的作用，导水洞12中的水会向排水廊道流动，最终在滑坡体外排出。
所述渗水材料B26与渗水材料A14连通，可以是直接连通(即导水洞沿桩板墙方向扩大尺寸直至渗水材料A14与渗水材料B26直接连通，而不用通过透水管4连通)或通过透水管4连通；渗水材料A14和渗水材料B26均为不同粒径的块石和碎石的混合料(块碎石渗透性能优良)。导水洞12底面与两条连梁21中处于下方的连梁21顶面在同一水平面上。透水桩1、截水墙截面均为矩形。抗滑桩11、护壁A13、连梁21、护壁B22、挡土板23一般采用钢筋混凝土材质。泄水管24、溢水管25、透水管4为高强度钢管或PVC管，根据设计排水量确定泄水管24和溢水管25的数量。
一般根据桩板墙的构造要求决定挡土板23厚度，挡土板23厚度d4为透水桩1截面长度b的1/10-1/5；导水洞12截面长度b’与渗水材料B26厚度d5相等，导水洞12截面宽度a’为透水桩1截面宽度a的1/3，导水洞截面长度b’为透水桩1截面长度b的1/3；导水洞12顶面距滑面5的距离h1大于等于3m，导水洞12底面距桩底的距离h2为1-2m；泄水管24和溢水管25采用梅花型布置，泄水管24直径d1为透水桩1间净距l的1/60-1/40，同排泄水管24之间间距应为泄水管24直径d1的3-6倍，泄水管24长度比护壁B22厚度稍大，并在与土体接触的地方铺设土工布，布设时泄水管24应稍微下倾、下倾角度β1为2°-5°；为方便施工，溢水管25直径d2与泄水管24直径d1相等，末端采用土工布包裹，防止土体进入管体堵塞，布设时溢水管25上仰角度β2为45°。
透水管4的数量n根据公式
Figure BDA0001476906390000061
确定；式中，fc为相应降雨强度下的土体稳定入渗率，通过现场试验确定；A为桩板墙后滑坡体的面积，单位m2，通过地形资料确定；μc为管道系统(包括泄水管、溢水管、渗水材料A、渗水材料B、透水管)的流量系数，通过室内试验确定；d3为拟定的透水管直径，单位m，根据滑坡现场实际情况确定；h0为滑面到导水洞中心的距离(其值越大，排水能力越强)，单位m，根据桩板墙的构造要求确定(导水洞底面与下部连梁顶面高程相同，当确定了导水洞高度后，h0即确定)；π为圆周率，取值3.14；g为重力加速度，取值9.8m/s2。
所述截水导流式锚拉桩板墙的设计方法，根据现有的抗滑桩设计及力学理论，透水桩相关尺寸的确定包括如下步骤：
(一)根据目前较成熟的抗滑桩设计经验，透水桩截面为矩形；根据滑坡现场整体情况，初步拟定透水桩垂直于主滑方向的截面宽度a0、取值2-4m，同时初步拟定透水桩间间距l0、取值为a0的3倍(即先初步设定透水桩截面宽度a值和透水桩间净距l值，然后通过公式验算后进行修正)；
(二)通过实际取样实测，确定岩土体容重γ，单位KN/m3；通过钻探资料，确定滑面以上桩的长度hs，单位m；通过室内或现场直剪方法，确定滑坡体中岩土体的粘聚力c、单位kPa，并确定滑坡体中岩土体的内摩擦角
Figure BDA0001476906390000062
单位度；通过承压板试验方法，确定滑坡体中岩土体容许承载力fk，单位kPa；根据设计安全系数，确定设计允许的透水桩在推力作用下的最大位移wmax，单位m；
(三)根据以下公式确定透水桩截面宽度a
Figure BDA0001476906390000071
式中，a—透水桩截面宽度，单位m；
η—透水桩受力分担比，取值30％-50％；
γ—岩土体容重，单位KN/m3，由步骤(二)确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由步骤(二)确定；
c—滑坡体中岩土体的粘聚力，单位kPa，由步骤(二)确定；
Figure BDA0001476906390000072
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由步骤(二)确定；
L—透水桩中心距(即相邻透水桩的中心之间的距离)，单位m，根据步骤(一)中a0+l0确定；
fk—滑坡体中岩土体容许承载力，单位kPa，由步骤(二)确定；
(四)根据以下公式确定透水桩截面长度b
Figure BDA0001476906390000073
式中，b—透水桩截面长度，单位m；
Figure BDA0001476906390000074
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由步骤(二)确定；
γ—岩土体容重，单位KN/m3，由步骤(二)确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由步骤(二)确定；
a—透水桩截面宽度，单位m，由步骤(三)确定；
E—透水桩弹性模量，单位KN/m2，根据透水桩材质确定；
wmax—设计允许的透水桩在推力作用下的最大位移，单位m，由步骤(二)确定；
(五)根据以下公式确定透水桩间净距l
Figure BDA0001476906390000075
式中，l—透水桩间净距，单位m；
b—透水桩截面长度，单位m，由步骤(四)确定；
Figure BDA0001476906390000081
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由步骤(二)确定；
c—滑坡体中岩土体的粘聚力，单位kPa，由步骤(二)确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由步骤(二)确定；
q—均布水平荷载，单位KN/m，根据剩余推力法计算确定；
(六)步骤(四)中确定的透水桩截面长度b即为最终设计时的透水桩截面长度b；将步骤(四)中确定的透水桩截面长度b除以1.5，得到最终设计时的透水桩截面宽度a；将步骤(五)中确定的透水桩间净距l向上取整，得到最终设计时的透水桩间净距l；步骤(六)是对步骤(三)中得到的透水桩截面宽度a和步骤(五)中得到的透水桩间净距l进行修正，以确定最终的透水桩截面宽度a和透水桩间净距l；最终设计时的透水桩间净距l能最大限度减少透水桩的根数，从而使滑坡防治设计节省大量投资。
试验例
某巨型古滑坡体平面呈舌形，其纵长900m，横轴宽810m，面积0.47km2，体积1429×104m3。为了控制该滑坡体继续变形，采用排水、抗滑、监测等一系列的防治工程对其进行综合整治，其中在滑坡体中后部布置本发明的截水导流式锚拉桩板墙。
所述桩板墙包括27个按一定间距设置、截面为矩形的透水桩1，设于透水桩1之间、截面为矩形的截水墙2，及与透水桩1相连的锚索结构。所述锚索结构包括设于透水桩1上的外锚头31，设于基岩内或稳定层内的锚固段32，及外锚头31与锚固段32之间的自由段33。
透水桩1包括顶面和底面开敞、中空的护壁A13，设于护壁A13中的抗滑桩11，及设于抗滑桩11下部、滑面5以下的导水洞12；导水洞12内充填由粒径60mm-600mm的块石和碎石混合而成的渗水材料A14。抗滑桩11、护壁A13采用钢筋混凝土材质。
截水墙2包括顶面和底面开敞、中空的护壁B22，设于护壁B22中、沿连接相邻透水桩1方向上下分布的两条连梁21，及设于两条连梁21之间、背滑体面侧护壁B22内侧的挡土板23。两条连梁21、迎滑体面侧护壁B22和挡土板23之间充填渗水材料B26，渗水材料B26为粒径60mm-600mm的块石和碎石混合料；渗水材料B26与导水洞12内的渗水材料A14通过透水管4连通。迎滑体面侧护壁B22内设有泄水管24，背滑体面侧护壁B22和挡土板23内设有溢水管25，泄水管24和溢水管25的高度向截水墙2内部方向逐渐变低。导水洞12底面与两条连梁21中处于下方的连梁21顶面在同一水平面上。连梁21、护壁B22、挡土板23采用钢筋混凝土材质；泄水管24、溢水管25为高强度PVC管，透水管4为高强度钢管。
透水桩1相关尺寸的确定按如下步骤进行：
第一步，根据滑坡现场整体情况，初步拟定透水桩1垂直于主滑方向的截面宽度a0为2m，同时初步拟定透水桩1间间距l0为6m。
第二步，通过实际取样实测，确定岩土体容重γ为21KN/m3；通过钻探资料，确定滑面5以上桩的长度hs为34m；通过现场直剪方法，确定滑坡体中岩土体的粘聚力c为19kPa，滑坡体中岩土体的内摩擦角
Figure BDA0001476906390000091
为25°；通过承压板试验方法，确定滑坡体中岩土体容许承载力fk为217kPa；根据设计安全系数，确定设计允许的透水桩1在推力作用下的最大位移wmax为0.01m。
第三步，根据以下公式确定透水桩1截面宽度a
Figure BDA0001476906390000092
第四步，桩身材料采用C30钢筋混凝土，透水桩1弹性模量E为30×106KN/m2。根据以下公式确定透水桩1截面长度b
Figure BDA0001476906390000093
第五步，根据剩余推力法计算确定均布水平荷载q为6200KN/m。根据以下公式确定透水桩1间净距l
Figure BDA0001476906390000094
第六步，第四步中确定的透水桩1截面长度b即为最终设计时的透水桩1截面长度b，即最终透水桩1截面长度b取3.6m；将第四步中确定的透水桩1截面长度b除以1.5，得到最终设计时的透水桩1截面宽度a，即最终透水桩1截面宽度a取2.4m；将第五步中确定的透水桩1间净距l向上取整，得到最终设计时的透水桩1间净距l，即最终透水桩1间净距l取6m。
挡土板23厚度d4为透水桩1截面长度b的1/10，即0.36m。根据桩板墙的构造要求，拟定滑面5以下透水桩1长度为10m，导水洞12高度为3m；导水洞12截面宽度a’为透水桩1截面宽度a的1/3，即0.8m；导水洞12截面长度b’为透水桩1截面长度b的1/3，即1.2m；渗水材料B26厚度d5与导水洞12截面长度b’相等，即1.2m；导水洞12顶面距滑面5的距离h1为5m，导水洞12底面距桩底的距离h2为2m。
结合当地气象资料，最近多年来1小时最大降雨量为28.0mm/h，通过现场试验确定在此降雨强度下的土体稳定入渗率fc为31.5％；通过地形资料确定桩板墙后滑坡体的面积A为0.235×106m2；渗水材料A14和渗水材料B26为粒径60mm-600mm的块石和碎石混合料，通过室内试验确定管道系统的流量系数μc为0.47；根据滑坡现场实际情况确定拟定的透水管4直径d3为0.1m；根据桩板墙的构造要求确定滑面5到导水洞12中心的距离h0为6.5m。通过公式
Figure BDA0001476906390000101
确定透水管4的数量n为14根；14根透水管4在高度上均布设置7排、沿滑动方向均布设置2列。泄水管24直径d1为透水桩1间净距l的1/60、即0.1m，泄水管24下倾角度β1为2°；溢水管25直径d2与泄水管24直径d1相等、即0.1m，溢水管25上仰角度β2为45°。
需要说明的是，本发明的截水导流式锚拉桩板墙可在滑坡体前缘布置，此时可不设置溢水管25。导水洞12可沿桩板墙方向扩大尺寸直至渗水材料A14与渗水材料B26直接连通，而不用设置透水管4进行连通。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，包括多个透水桩、多个设于透水桩之间的截水墙、及与透水桩相连的锚索结构，所述锚索结构包括设置于透水桩上的外锚头、设置于基岩内或稳定层内的锚固段、以及设置于外锚头与锚固段之间的自由段，所述稳定层为滑坡体的滑面以下相对稳定的岩土层；所述透水桩包括中空结构的护壁A、设于护壁A中的抗滑桩、及设于抗滑桩下部、滑面以下的导水洞，所述护壁A的顶部和底部两端分别开口，所述导水洞内充填渗水材料A；所述截水墙包括中空结构的护壁B、设于护壁B中两条连梁、沿连接相邻透水桩方向上下分布的两条连梁、及设于两条连梁之间且远离滑坡体面侧的挡土板，所述两条连梁沿连接相邻透水桩方向上下分布，两条连梁、靠近滑坡体面侧的护壁B和挡土板之间充填渗水材料B，渗水材料B与导水洞内的渗水材料A连通；靠近滑坡体面侧护壁B内设有泄水管。
2.根据权利要求1所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，所述外锚头置于透水桩上部斜面上。
3.根据权利要求1所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，所述泄水管的高度向截水墙内部方向逐渐变低。
4.根据权利要求1所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，在远离滑坡体面侧的护壁B和挡土板内设置溢水管。
5.根据权利要求4所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，所述溢水管的高度向截水墙内部方向逐渐变低。
6.根据权利要求1所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，在滑坡体外还设置有排水廊道，所述排水廊道与导水洞连接。
7.根据权利要求6所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，所述排水廊道倾斜设置。
8.根据权利要求4所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，挡土板厚度d4为透水桩截面长度b的1/10-1/5；导水洞截面长度b’与渗水材料B厚度d5相等，导水洞截面宽度a’为透水桩截面宽度a的1/3，导水洞截面长度b’为透水桩截面长度b的1/3；导水洞顶面距滑面的距离h1大于等于3m，导水洞底面距桩底的距离h2为1-2m；泄水管和溢水管采用梅花型布置，泄水管直径d1为透水桩间净距l的1/60-1/40，同排泄水管之间间距应为泄水管直径d1的3-6倍，泄水管长度比护壁B厚度大，并在与土体接触的地方铺设土工布，布设时泄水管应稍微下倾、下倾角度β1为2°-5°；溢水管直径d2与泄水管直径d1相等，末端采用土工布包裹，防止土体进入管体堵塞，布设时溢水管上仰角度β2为45°。
9.根据权利要求8所述的一种截水导流式锚拉桩板墙，其特征在于，渗水材料B与导水洞内的渗水材料A通过透水管连通，透水管的数量n根据公式
Figure FDA0002616474920000021
确定；式中，fc为相应降雨强度下的土体稳定入渗率，通过现场试验确定；A为桩板墙后滑坡体的面积，单位m2；μc为管道系统的流量系数，管道系统包括泄水管、溢水管、渗水材料A、渗水材料B、透水管；d3为拟定的透水管直径，单位m；h0为滑面到导水洞中心的距离，单位m；π为圆周率；g为重力加速度。
10.一种如权利要求1-9任一项所述截水导流式锚拉桩板墙的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.将透水桩截面设置为矩形；根据滑坡现场整体情况，初步拟定透水桩垂直于主滑方向的截面宽度a0，取值2-4m，同时初步拟定透水桩间间距l0，取值为a0的3倍，即先初步设定透水桩截面宽度a值和透水桩间净距l值，然后通过公式验算后进行修正；
S2.通过实际取样实测，确定岩土体容重γ，单位KN/m3；通过钻探资料，确定滑面以上桩的长度hs，单位m；通过室内或现场直剪方法，确定滑坡体中岩土体的粘聚力c，单位kPa，并确定滑坡体中岩土体的内摩擦角
Figure FDA0002616474920000022
单位度；通过承压板试验方法，确定滑坡体中岩土体容许承载力fk，单位kPa；根据设计安全系数，确定设计允许的透水桩在推力作用下的最大位移wmax，单位m；
S3.根据以下公式确定透水桩截面宽度a
Figure FDA0002616474920000023
式中，a—透水桩截面宽度，单位m；
η—透水桩受力分担比，取值30％-50％；
γ—岩土体容重，单位KN/m3，由S2确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由S2确定；
c—滑坡体中岩土体的粘聚力，单位kPa，由S2确定；
Figure FDA0002616474920000024
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由S2确定；
L—相邻透水桩的中心之间的距离，单位m，根据S1中a0+l0确定；
fk—滑坡体中岩土体容许承载力，单位kPa，由S2确定；
S4.根据以下公式确定透水桩截面长度b
Figure FDA0002616474920000031
式中，b—透水桩截面长度，单位m；
Figure FDA0002616474920000032
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由S2确定；
γ—岩土体容重，单位KN/m3，由S2确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由S2确定；
a—透水桩截面宽度，单位m，由S3确定；
E—透水桩弹性模量，单位KN/m2，根据透水桩材质确定；
wmax—设计允许的透水桩在推力作用下的最大位移，单位m，由S2确定；
S5.根据以下公式确定透水桩间净距l
Figure FDA0002616474920000033
式中，l—透水桩间净距，单位m；
b—透水桩截面长度，单位m，由S4确定；
Figure FDA0002616474920000034
—滑坡体中岩土体的内摩擦角，单位度，由S2确定；
c—滑坡体中岩土体的粘聚力，单位kPa，由S2确定；
hs—滑面以上桩的长度，单位m，由S2确定；
q—均布水平荷载，单位KN/m，根据剩余推力法计算确定；
S6.S4中确定的透水桩截面长度b即为最终设计时的透水桩截面长度b；将S4中确定的透水桩截面长度b除以1.5，得到最终设计时的透水桩截面宽度a；将S5中确定的透水桩间净距l向上取整，得到最终设计时的透水桩间净距l。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110674553B (zh) * 2019-09-30 2021-07-02 河南大学 一种预应力锚索埋入式桩计算方法
CN113006097A (zh) * 2021-03-01 2021-06-22 枣庄学院 一种治理巨型滑坡的通透式截水抗滑结构及其施工方法
CN114575357B (zh) * 2022-03-16 2023-10-27 兰州理工大学 一种自排水组合滑坡支挡结构及施工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191308799A (en) * 1913-04-14 1913-07-24 Giulio Serrazanetti Improvements in Retaining Walls for Preventing Land Slips.
CN101298780A (zh) * 2008-06-23 2008-11-05 云南省公路规划勘察设计院 一种高轻型锚索桩板墙及其施工方法
CN101565940A (zh) * 2009-05-12 2009-10-28 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 一种重力坝与不良地质岸坡的联接结构及其施工方法
CN106836275A (zh) * 2017-04-13 2017-06-13 中国地质科学院探矿工艺研究所 用于快速防护冰碛物边坡的景观生态友好型挡墙、实施方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB191308799A (en) * 1913-04-14 1913-07-24 Giulio Serrazanetti Improvements in Retaining Walls for Preventing Land Slips.
CN101298780A (zh) * 2008-06-23 2008-11-05 云南省公路规划勘察设计院 一种高轻型锚索桩板墙及其施工方法
CN101565940A (zh) * 2009-05-12 2009-10-28 中国水电顾问集团华东勘测设计研究院 一种重力坝与不良地质岸坡的联接结构及其施工方法
CN106836275A (zh) * 2017-04-13 2017-06-13 中国地质科学院探矿工艺研究所 用于快速防护冰碛物边坡的景观生态友好型挡墙、实施方法

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