CN107938685A - 一种新型斜撑复合支护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型斜撑复合支护装置，其提供一个竖向支撑结构、一个斜向支撑结构以及一个斜撑基座，该竖向支撑结构同时形成于一个滑床和位于该滑床上部的一个滑坡体，该斜撑基座形成于该滑床，该斜向支撑结构形成于该滑坡体，并且该斜向支撑结构的两个端部分别连接于该竖向支撑结构以及该斜撑基座，从而该新型斜向复合支护基座能够防止该滑坡体从该滑床上滑脱。通过计算得到该竖向支撑结构与该斜向支撑结构的最优交接点，该竖向支撑结构受到部分滑坡力的并将剩余滑坡力传导至该斜向支撑结构，并由该斜向支撑结构将该滑坡力传递到该斜撑基座，该斜撑基座能够将该滑坡力传递到该滑床上，从而防止该滑坡体从该滑床上滑脱。

Description

一种新型斜撑复合支护装置

技术领域

本发明涉及一种斜坡支护装置，更进一步，涉及一种新型斜撑复合支护装置，该新型斜坡复合支护装置用于大型、巨型岩石质斜边坡、高切坡于深基坑边坡，尤其是用于边坡破定存在重要建(构)筑物与坡顶位移需要严格控制的岩石质斜

背景技术

斜坡防滑坡有着非常重要的意义，目前实现斜坡防滑坡的方式有多种，其各有有缺陷。

1、抗滑桩支护技术(钻孔灌注桩型)

在目前边坡、基坑支护中，抗滑桩支护应用比较广泛。它是由钻孔灌注桩直线排列，并由联系梁连接，共同抵抗侧向土压力或滑坡推力的结构形式。

抗滑桩是应用广泛成熟的成桩技术。其优点是：

施工方便，由于注孔灌注桩采用钻机成孔，由于孔径不大，且成圆形，因此一般采用泥浆护壁，然后制作钢筋笼，工序简单，操作方便；

工期短，不须要象人工挖孔桩的边开挖边护壁，因此大大节约工期；

施工安全，钻孔在地面作业，不必象人工挖孔桩作业，作业人员在桩孔底作业，安全性低；

不受季节、气候影响，由于地面作业，钻孔直径不大，受降雨等地表水下渗对土体稳定性的影响小，可以在降雨比较多的季节施工。

但钻孔灌注排桩抗侧向荷载的能力低等缺点阻碍了它的更广泛的使用。它的缺点主要有：

从力学性能角度，圆形桩用于抵抗侧向荷载，在满足抗剪条件下，抵抗弯矩的能力低，主要原因是，圆形截面不是抗弯的有利构件截面，一般采用矩形、“工”形等；因此，对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡根本无法满足工程治理要求。

从经济角度，由于抗弯性能差，需要配置大量钢筋抗弯，材料利用不充分，不经济；

从安全性角度，挠度大，由于桩径不大，桩长细比大，悬臂式的桩挠度大，桩受拉面容易开裂，影响桩寿命，耐久性差，从而降低了安全性。

由于以上缺点，使钻孔灌注排桩只能应用于边坡高度、基坑深度不大或滑坡推力不大的情况，限制了它的使用范围。

2、抗滑桩支护技术(矩形抗滑桩结构)及存在问题

现今的滑坡、边坡工程治理的支挡结构，应用广泛、典型的是人工挖孔的矩形抗滑桩。对滑坡推力或下滑力大的治理工程，往往首选大桩径的抗滑桩。

其施工方法：首先人工挖孔，并逐段护壁；其次，制作、安装钢筋笼；浇灌混凝土。待达到强度，就可起到抗滑支挡作用。

相比钻孔灌注排桩，它具有以下优点：

矩形截面抗滑桩相比圆形截面抗弯性能更好，材料利用更充分，更经济；

受力模式清楚，计算简便。

但这一抗滑结构，存在如下问题：

从力学性能角度，矩形桩虽然在抵抗侧向荷载上优于圆形桩用于，但其抵抗弯矩的能力仍然较低，主要原因是，桩悬臂段是以桩身自身强度来抵抗滑坡推力的作用，其抵抗作用非常有限，桩顶位移大，将导致边坡坡顶存在的既有建(构)筑物发生变形；因此，对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡根本无法满足工程治理要求。

施工安全性差；

大矩形截面抗滑桩，当桩深度很大，达30～40m时，采用的仍旧是人工挖孔工艺，要求桩孔满足人工挖孔要求，加上护壁宽，桩截面较大，这样的孔坑需采取特别的桩孔支护护壁手段，如处理不当就可能酿成重大安全事故。

施工期长，受季节影响；

大矩形截面抗滑桩施工，由于采用人工挖孔，人工挖方量大，效率低，施工严重受到挖土方工期的影响，所需施工期长；逢雨季，往往不能施工，受季节影响大。对工期要求严格的治理项目产生极大影响。

3、斜撑结构及存在问题

现有斜撑支护结构主要应用于深基坑或建筑结构临时支护，采用材料主要为钢管、钢梁。用于永久支护存在巨大推力斜边坡的钢筋混凝土斜撑结构未有发现相关研究与应用成果。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种新型斜撑复合支护装置，该新型斜坡复合支护装置用于大型、巨型岩石质斜边坡、高切坡于深基坑边坡，尤其是用于边坡破定存在重要建(构)筑物与坡顶位移需要严格控制的岩石质斜边坡、高切坡与深基坑边坡，以实现防滑坡。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：一种新型斜撑复合支护装置，其用于一个斜坡，该斜坡包括一个滑床以及一个位于该滑床上的滑坡体，该滑坡体具有一个第一孔洞，该滑床具有一个第二孔洞以及一个支座空间，该滑坡体的该第一孔洞对应于且连通于该滑床的该第二孔洞，其中该新型斜撑复合支护装置包括一个竖向支撑结构、一个斜向支撑机构以及一个斜撑基座，该竖向支撑结构同时形成于该滑坡体的该第一孔洞和该滑床的该第二孔洞，该斜撑基座形成于该滑床的该支座空间，该斜向支撑结构形成在该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座之间，以通过该斜向支撑结构连接该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座，并且该斜向支撑结构的延伸方向和该竖向支撑结构的延伸方向形成夹角α。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该斜向支撑结构形成于该斜坡的该滑坡体的表面。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该斜坡的该滑坡体具有一个容纳槽，该容纳槽延伸在该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座之间，该斜向支撑结构形成于该容纳槽，以使该斜向支撑结构的两个端部分别连接于该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该夹角α的取值范围是20°～60°。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该新型斜撑复合支护装置包括一个连接结构，该连接结构设置于该竖向支撑结构和该斜向支撑结构的连接位置。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该竖向支撑结构包括一个竖向钢筋笼体以及形成于该竖向钢筋笼体的混凝土，该斜向支撑结构包括一个斜向钢筋笼体以及形成于该斜向钢筋笼体的混凝土，该斜撑基座包括一个基座钢筋笼体以及形成于该基座钢筋笼体的混凝土，其中该斜向钢筋笼体的两个端部分别连接于该竖向钢筋笼体和该基座钢筋笼体。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该竖向支撑结构包括一个竖向钢筋笼体以及形成于该竖向钢筋笼体的混凝土，该斜向支撑结构包括一个斜向钢筋笼体以及形成于该斜向钢筋笼体的混凝土，该斜撑基座包括一个基座钢筋笼体以及形成于该基座钢筋笼体的混凝土，该连接结构包括一个连接钢筋笼体以及形成于该钢筋连接笼体的混凝土，其中该斜向钢筋笼体的两个端部分别连接于该竖向钢筋笼体和该基座钢筋笼体，该斜向钢筋笼体的顶端部和该竖向钢筋笼体的顶端部分别连接于该连接钢筋笼体。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该竖向钢筋笼体在不同高度位置的钢筋密度不同，该斜向钢筋笼体在不同高度位置的钢筋密度不同。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该连接钢筋笼体水平地延伸。

作为对本发明的该新型斜撑复合支护装置的进一步优选的实施例，该竖向钢筋笼体、该斜向钢筋笼体和该连接钢筋笼体之间形成的形状为直角三角形。

本发明的该新型斜撑复合支护装置的有益效果在于：该新型斜撑复合支护装置提供一个竖向支撑结构、一个斜向支撑结构以及一个斜撑基座，该竖向支撑结构同时形成于一个滑床和位于该滑床上部的一个滑坡体，该斜撑基座形成于该滑床，该斜向支撑结构形成于该滑坡体，并且该斜向支撑结构的两个端部分别连接于该竖向支撑结构以及该斜撑基座，从而该新型斜向复合支护基座能够防止该滑坡体从该滑床上滑脱。通过计算得到该竖向支撑结构与该斜向支撑结构的最优交接点，该竖向支撑结构受到部分滑坡力的并将剩余滑坡力传导至该斜向支撑结构，并由该斜向支撑结构将该滑坡力传递到该斜撑基座，该斜撑基座能够将该滑坡力传递到该滑床上，从而防止该滑坡体从该滑床上滑脱。

本发明的该新型斜撑复合支护装置的另外的优点还有：

1、该斜向支撑结构在传导该滑坡体作用于该斜向支撑结构的滑坡力的过程中，充分发挥混凝土抗压强度高的特性，最大程度低利用了混凝土抗压能力将向下的滑坡力传导至滑床上。

2、该新型斜撑复合支护装置在不同边界条件(坡顶位移要求严格)和大推力的滑坡力中的适用性较强，大大地由于传统的边坡治理工程防护结构，特别适用于滑坡力推力巨大的情况下，这种情况传统的边坡治理工程防护结构无法使用。

3、该新型斜撑复合支护装置改变现有的常用边坡治理工程支护结构的受力模式，将依靠支撑结构自身强度抵抗滑坡力的传统受力模式转变为传递滑坡力的受力模式，极大地提升了该新型斜撑复合支护装置的抗滑移能力。

4、由于受力性能的改善，使材料在抵抗弯矩和剪力上都得到了均衡发挥，避免了材料的浪费，降低了造价，相比常用边坡治理工程的支护结构，该新型斜撑复合支护装置的造价能够节约50％以上。

5、由于该新型斜撑复合支护装置以传递滑坡力为主，其抗弯、抗压能力增强，挠度减小，支撑结构的裂缝减少，耐久性增大。

附图说明

为了获得本发明的上述和其他优点和特点，以下将参照附图中所示的本发明的具体实施例对以上概述的本发明进行更具体的说明。应理解的是，这些附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不应被视为对本发明的范围的限制，通过使用附图，将对本发明进行更具体和更详细的说明和阐述。在附图中：

图1是本发明的该新型斜撑复合支护装置的一个实施例的示意图。

图2是本发明的该新型斜撑复合支护装置的另一个实施例的示意图。

图3是本发明的该新型斜撑复合支护装置的另一个实施例的示意图。

图4是本发明的该新型斜撑复合支护装置的一个使用状态的示意图。

图5是图4的局部位置放大示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

如图1至图5所示是依本发明的发明精神提供的一种新型斜撑复合支护装置100，其应用于一个斜坡200，以防止该斜坡200出现滑坡。该斜坡200包括一个滑床210以及一个位于该滑床210上的滑坡体220。该滑坡体220具有一个第一孔洞221，该滑床210具有一个第二孔洞211以及一个支座空间212，该滑坡体220的该第一孔洞221和该滑床210的该第二孔洞211相互对应并且相互连通，优选地，该滑坡体220的该第一孔洞221和该滑床210的该第二孔洞211是通过同一个钻孔工艺形成的。例如，根据现场的地质情况，在设计位置放位孔，然后采用钻机钻孔，以分别在该滑坡体220上形成该第一孔洞221和该滑床210上形成该第二孔洞211，在钻孔的过程中要求匀速、垂直，并钻至设计的深度。在其他的示例中，该第一孔洞221和该第二孔洞211也可以是采用不同的工艺形成。

该新型斜撑复合支护装置100包括一个竖向支撑结构1、一个斜向支撑结构2以及一个斜撑基座3，该竖向支撑结构1同时形成于该滑坡体220的该第一孔洞221和该滑床210的该第二孔洞211，该斜撑基座3形成于该支座空间212，该斜向支撑结构2形成在该竖向支撑结构1的顶端部和该斜撑基座3之间，以通过该斜向支撑结构2连接该竖向支撑结构1的顶端部和该斜撑基座3，并且该斜向支撑结构2的延伸方向和该竖向支撑结构1的延伸方向形成夹角α，这样，改竖向支撑结构1受到部分滑坡力，该滑坡力由该滑坡体220做相对于该滑床210的向下的运动形成，另一部分滑坡力传导至该斜向支撑结构2，并通过该斜向支撑结构二2将该部分滑坡力传导至该斜撑基座3，然后通过该斜撑基座3传导至该滑床210上，从而避免该滑坡体220从该滑床220上滑脱，本发明的该新型斜撑复合支护装置提供的传递滑坡力的受力模式，能够极大地提升了该新型斜撑复合支护装置的抗滑移能力，并增强该新型斜撑复合支护装置的抗弯、抗压能力，挠度减小，支撑结构的裂缝减少，耐久性增大。优选地，该夹角α的取值范围是20°～60°，例如45°或者30°，其根据需要被设置。

在一个实施例中，该斜向支撑结构2形成以该斜坡200的该滑坡体220的表明。在另一个实施例中，该斜坡200的该滑坡体220具有一个容纳槽222，该容纳槽220延伸在该斜向支撑结构1的该顶端部和该斜撑基座3之间，该斜向支撑结构2形成于该容纳槽222，以使该斜向支撑结构2的两个端部分别连接于该竖向支撑结构1的顶端部和该斜撑基座3，这样，能够避免该斜向支撑结构2凸出于该斜坡200的该滑坡体220。

该新型斜撑复合支护装置包括一个连接结构4，该连接结构4设置于该竖向支撑结构1和该斜向支撑结构2的连接位置，以增强该新型复合支护装置的稳定性。

如图1所实施，该竖向支撑结构1包括一个竖向钢筋笼体11以及形成于该竖向钢筋笼体11的混凝土，该斜向支撑结构2包括一个斜向钢筋笼体21以及形成于该斜向钢筋笼体21的混凝土，该斜撑基座3包括一个基座钢筋笼体31以及形成于该基座钢筋笼体31的混凝土，该连接结构4包括一个连接钢筋笼体41以及形成于该连接钢筋笼体41的混凝土，其中该斜向钢筋笼体21的两个端部分别连接于该竖向钢筋笼体11和该基座钢筋笼体31，该斜向钢筋笼体21的顶端部和该竖向钢筋笼体11的顶端部分别连接于该连接钢筋笼体41。优选地，该竖向钢筋笼体11在不同高度位置的钢筋密度不同，该斜向钢筋笼体21在不同高度位置的钢筋密度不同。更优选地，该连接钢筋笼体41水平地延伸。并且，该竖向钢筋笼体11、该斜向钢筋笼体21和该连接钢筋笼体41之间形成的形状为直角三角形。

具体地说，在将该竖向钢筋笼体11从该滑坡体220的该第一孔洞221插入到该滑床210的该第二孔洞211，并且该竖向钢筋笼体11位于该第一孔洞221和该第二孔洞211，然后将混凝土浇筑在该第一孔洞221和该第二孔洞211，以使该竖向钢筋笼体11和浇筑在该第一孔洞221和该第二孔洞211内的混凝土形成该竖向支撑结构1。优选地，浇筑时，混凝土的下落高度小于或者等于2m。依同样的方式，先在该支座空间212内形成该斜撑基座3，然后在该容纳槽222内形成该斜向支撑结构3，并且在该斜向支撑结构2和该竖向支撑结构1的连接位置形成该连接结构4，以形成该新型斜撑复合支护装置。

例如，在该竖向支撑结构1形成后，待混凝土常规养护7天，强度达到40％，在该滑坡体220的临空侧，进行该斜向支撑结构2和该斜撑基座3的浇筑，施工形成该斜向支撑结构2和该斜撑基座3，然后再进行该竖向支撑结构1和该斜向支撑结构2的教诲点以上部分混凝土的浇筑形成该连接结构4。施工前，先清理该竖向支撑结构1和该斜向支撑结构2的交汇点处可能的浮土和渣滓，以保证该竖向支撑结构1和该斜向支撑结构2的交汇处以上的混凝土的可靠粘结。在该竖向支撑结构1和该斜向支撑结构2的交汇点以上支模板，然后进行混凝土浇筑，振动棒震捣密实，常规养护，拆除模板后形成该连接结构4。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种新型斜撑复合支护装置，其用于一个斜坡，该斜坡包括一个滑床以及一个位于该滑床上的滑坡体，该滑坡体具有一个第一孔洞，该滑床具有一个第二孔洞以及一个支座空间，该滑坡体的该第一孔洞对应于且连通于该滑床的该第二孔洞，其特征在于，该新型斜撑复合支护装置包括一个竖向支撑结构、一个斜向支撑机构以及一个斜撑基座，该竖向支撑结构同时形成于该滑坡体的该第一孔洞和该滑床的该第二孔洞，该斜撑基座形成于该滑床的该支座空间，该斜向支撑结构形成在该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座之间，以通过该斜向支撑结构连接该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座，并且该斜向支撑结构的延伸方向和该竖向支撑结构的延伸方向形成夹角α。

2.如权利要求1所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该斜向支撑结构形成于该斜坡的该滑坡体的表面。

3.如权利要求1所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该斜坡的该滑坡体具有一个容纳槽，该容纳槽延伸在该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座之间，该斜向支撑结构形成于该容纳槽，以使该斜向支撑结构的两个端部分别连接于该竖向支撑结构的顶端部和该斜撑基座。

4.如权利要求1所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该夹角α的取值范围是20°～60°。

5.如权利要求1所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该新型斜撑复合支护装置包括一个连接结构，该连接结构设置于该竖向支撑结构和该斜向支撑结构的连接位置。

6.如权利要求1-5中的任意一个所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该竖向支撑结构包括一个竖向钢筋笼体以及形成于该竖向钢筋笼体的混凝土，该斜向支撑结构包括一个斜向钢筋笼体以及形成于该斜向钢筋笼体的混凝土，该斜撑基座包括一个基座钢筋笼体以及形成于该基座钢筋笼体的混凝土，其中该斜向钢筋笼体的两个端部分别连接于该竖向钢筋笼体和该基座钢筋笼体。

7.如权利要求5所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该竖向支撑结构包括一个竖向钢筋笼体以及形成于该竖向钢筋笼体的混凝土，该斜向支撑结构包括一个斜向钢筋笼体以及形成于该斜向钢筋笼体的混凝土，该斜撑基座包括一个基座钢筋笼体以及形成于该基座钢筋笼体的混凝土，该连接结构包括一个连接钢筋笼体以及形成于该钢筋连接笼体的混凝土，其中该斜向钢筋笼体的两个端部分别连接于该竖向钢筋笼体和该基座钢筋笼体，该斜向钢筋笼体的顶端部和该竖向钢筋笼体的顶端部分别连接于该连接钢筋笼体。

8.如权利要求7所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该竖向钢筋笼体在不同高度位置的钢筋密度不同，该斜向钢筋笼体在不同高度位置的钢筋密度不同。

9.如权利要求7所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该连接钢筋笼体水平地延伸。

10.如权利要求7所述的一种新型斜撑复合支护装置，其特征在于，该竖向钢筋笼体、该斜向钢筋笼体和该连接钢筋笼体之间形成的形状为直角三角形。