CN109653219A - 一种用于道路滑坡的新型支挡结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于道路滑坡的新型支挡结构，包括口字墩、门型刚构和拱墙，所述门型刚构沿边坡走向依次分布设置，且门型刚构之间均相互平行，相邻两个门型刚构通过拱墙固定连接，位于两端的两个门型刚构的外侧分别固定连接有口字墩。以解决现有支挡结构的抗滑桩存在失效的可能，且整个结构体系横向稳定性难以得到保障的问题。属于支护体系改进领域。

Description

一种用于道路滑坡的新型支挡结构

技术领域

本发明涉及一种用于道路滑坡的新型支挡结构，属于支护体系改进领域。

背景技术

门型刚构(桩拱体系)作为一种全新支护结构体系，是由门架式双排桩支护结构的基础上发展而来。在门型刚构(桩拱体系)支护结构中，上部拱墙负责松散填土或强风化岩体的支档，将土体压力通过桩间拱墙完全传递给桩体；下部排桩承担不稳定岩体的剩余下滑力，并通过门型刚构组成的空间结构来共同抵抗桩后荷载作用。

根据相关研究资料，抗滑桩桩间形成“应力拱”的桩间距存在某一取值范围，超出这一范围后桩间“应力拱”将不再出现，传统门架式双排桩支护结构中桩间“应力拱”承担着将桩间土压力(或滑坡推力)转移到桩体上的作用，但相关研究证明，桩间土拱并不能把土压力完全转移到桩体上,而是残留部分土压力由土体承担。由土体分担滑坡推力的大小又和桩间距与桩径比S/d相关，随着S/d的增大,土体分担滑坡推力增大一旦S/d大于某一值时,坡体在土体分担滑坡推力作用下产生滑动，抗滑桩将失效。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于道路滑坡的新型支挡结构，以解决现有支挡结构的抗滑桩存在失效的可能，且整个结构体系横向稳定性难以得到保障的问题。

为解决上述问题，拟采用这样一种用于道路滑坡的新型支挡结构，包括口字墩、门型刚构和拱墙，所述门型刚构沿同一方向依次分布设置，且门型刚构之间均相互平行，相邻两个门型刚构的一侧通过拱墙固定连接，位于两端的两个门型刚构的外侧分别固定连接有口字墩。

前述新型支挡结构中，所述门型刚构包括首桩、后桩和桩顶连梁，首桩和后桩相互平行地沿竖向设置，首桩和后桩的上端通过横向设置的桩顶连梁固定连接；

前述新型支挡结构中，所述拱墙为侧墙，拱墙的两端分别固定于相邻两个门型刚构的后桩的上端，拱墙的中部为向外侧凸起的弧形拱；

前述新型支挡结构中，所述门型刚构沿同一方向依次等间距分布设置，门型刚构的结构、规格及材质均相同，所述拱墙的结构、规格及材质也都相同；

前述新型支挡结构中，所述口字墩包括桩体和墩体，桩体沿竖向设置，墩体固定于桩体的上端，墩体为横置的“U”形墩体结构，且墩体的两端分别对接于位于端部的门型刚构的首桩和后桩上部的侧面；

前述新型支挡结构中，门型刚构双排桩结构的合理排距范围为3b～5b，b为桩边长，拱板的合理矢跨比范围为1:3～1:7。

与现有技术相比，本发明提供了一种门型刚构组合结构体系，由门型刚构、拱墙、口字墩组成一种空间组合支护结构，将传统门架式双排桩结构中常用的桩间矩形挡土板改为拱墙，改变后的桩间拱墙除了有原挡土板功能外还有以下优势：在桩间形成实体拱替代桩间“应力拱”，根据相关研究资料，抗滑桩桩间形成“应力拱”的桩间距存在某一取值范围，超出这一范围后桩间“应力拱”将不再出现，而实体拱的存在只取决于拱的结构受力情况；传统门架式双排桩支护结构中桩间“应力拱”承担着将桩间土压力(或滑坡推力)转移到桩体上的作用，但相关研究证明，桩间土拱并不能把土压力完全转移到桩体上,而是残留部分土压力由土体承担。由土体分担滑坡推力的大小又和桩间距与桩径比S/d相关，随着S/d的增大,土体分担滑坡推力增大一旦S/d大于某一值时,坡体在土体分担滑坡推力作用下产生滑动，抗滑桩将失效，而实体拱将不会出现上述情况；将连续的门型刚构(桩拱体系)分段，每段门型刚构(桩拱体系)两端设立大刚度的口字墩，用于消解由分段中间门型刚构传来的侧向水平力，保证整个结构体系横向稳定性，具有明确的结构传力路径，其各个组成部分之间的刚度配比可通过力学计算进行最大限度的精确控制，实现支护结构的最大经济性设计。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明所述新型支挡结构体系的典型断面；

附图标记：1-口字墩，11-桩体，12-墩体，2-门型刚构，21-首桩，22-后桩，3-拱墙，4-临空地面线，5-填土，6-岩土分界线，7-潜在滑动面，8-强风化岩层，9-岩层分界线，10-中风化岩层。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

参照附图1和图2，本实施例提供一种用于道路滑坡的新型支挡结构，包括口字墩1、门型刚构2和拱墙3，门型刚构2包括首桩21、后桩22和桩顶连梁23，首桩21和后桩22相互平行地沿竖向设置，首桩21和后桩22的上端通过横向设置的桩顶连梁23固定连接，门型刚构2双排桩结构的合理排距范围为3b～5b(b为桩边长)，拱板的合理矢跨比范围为1:3～1:7。

门型刚构2沿同一方向依次等间距分布设置，门型刚构2的结构、规格及材质均相同，且门型刚构2之间均相互平行，相邻两个门型刚构2的一侧通过拱墙3固定连接，所述拱墙3为侧墙，拱墙3的两端分别固定于相邻两个门型刚构2的后桩22的上端，拱墙3的中部为向外侧凸起的弧形拱，所述拱墙3的结构、规格及材质也都相同，位于两端的两个门型刚构2的外侧分别固定连接有口字墩1，口字墩1包括桩体11和墩体12，桩体11沿竖向设置，墩体11固定于桩体11的上端，墩体12为横置的“U”形墩体结构，且墩体12的两端分别对接于位于端部的门型刚构2的首桩21和后桩22上部的侧面。

在门型刚构(桩拱体系)组合结构中，拱墙把桩后岩土体推力分解成水平、竖向分力交给两侧桩体，由于结构具有对称性，则各个拱墙传来的水平分力会相互抵消，只剩(每个分段)两侧的最后一个水平分力传递给口字墩，而垂直支护面的竖向分力(以拱墙的视角来看)则通过拱脚的桩体传递给整个门型刚构承担，最终将其传递给抗滑桩锚固段岩体；另一方面，由桩体直接承担的岩石推力则直接交给整个支护结构，并最终传递至抗滑桩锚固段岩体。根据上述门型刚构(桩拱体系)支护结构传力路径分析可知，由于桩后实体拱墙的存在，一方面可在结构允许的范围内取更大或更小的桩间距，改善门架式双排桩固有桩间距取值区间的限制；另一方面可通过对拱墙结构尺寸的合理选择来最大限度消减支护结构需要直接承受的荷载，进而对整个组合支护结构体系进行合理的刚度配比优化，提高支护结构设计的经济性。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于道路滑坡的新型支挡结构，其特征在于：包括口字墩(1)、门型刚构(2)和拱墙(3)，所述门型刚构(2)沿同一方向依次分布设置，且门型刚构(2)之间均相互平行，相邻两个门型刚构(2)的一侧通过拱墙(3)固定连接，位于两端的两个门型刚构(2)的外侧分别固定连接有口字墩(1)。

2.根据权利要求1所述一种用于道路滑坡的新型支挡结构，其特征在于：所述门型刚构(2)包括首桩(21)、后桩(22)和桩顶连梁(23)，首桩(21)和后桩(22)相互平行地沿竖向设置，首桩(21)和后桩(22)的上端通过横向设置的桩顶连梁(23)固定连接。

3.根据权利要求2所述一种用于道路滑坡的新型支挡结构，其特征在于：所述拱墙(3)为侧墙，拱墙(3)的两端分别固定于相邻两个门型刚构(2)的后桩(22)的上端，拱墙(3)的中部为向外侧凸起的弧形拱。

4.根据权利要求1所述一种用于道路滑坡的新型支挡结构，其特征在于：所述门型刚构(2)沿同一方向依次等间距分布设置，门型刚构(2)的结构、规格及材质均相同，所述拱墙(3)的结构、规格及材质也都相同。

5.根据权利要求2所述一种用于道路滑坡的新型支挡结构，其特征在于：所述口字墩(1)包括桩体(11)和墩体(12)，桩体(11)沿竖向设置，墩体(11)固定于桩体(11)的上端，墩体(12)为横置的“U”形墩体结构，且墩体(12)的两端分别对接于位于端部的门型刚构(2)的首桩(21)和后桩(22)上部的侧面。

6.根据权利要求1所述一种用于道路滑坡的新型支挡结构，其特征在于：门型刚构(2)双排桩结构的合理排距范围为3b～5b，b为桩边长，拱板的合理矢跨比范围为1:3～1:7。