CN113204828A - 一种考虑滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固设计方法，其实施过程如下：确定建筑物位于危险滑坡前缘影响范围内，建筑物前部、后部肥槽采用填土回填，选取单位宽度滑坡及建筑物为研究对象；对建筑物地下室前部肥槽采取钢花管注浆加固措施，提高该部分复合土体的物理力学指标，进而提高其对建筑物的被动土压力；通过对建筑物后部滑坡采用深埋抗剪桩支护结构，以抵挡滑体产生的下滑力。最后通过对建筑物进行整体抗滑移稳定性验算，从而验证该整体加固设计验算方法的可行性。

Description

一种考虑滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固设计方法
技术领域
本发明涉及边坡支护结构设计方法及抢险救灾加固技术，尤其涉及一种滑坡范围内建筑物加固措施稳定性及可靠性的验证方法。
背景技术
随着各类建设规模的扩大，边坡失稳、滑坡等地质灾害频发，在滑坡防治，尤其是滑坡应急抢险中，不但要求支护加固结构设计可靠、施工方便迅速、经济合理，还应充分考虑滑坡影响范围内建筑物的安全性与稳定性。现有的处理手段如减载、反压及锚索、抗滑桩等支挡形式对场地条件要求较高，且工期一般较长，应用起来有一定限制，而且上述手段往往脱离建筑物只针对滑坡坡体进行支护设计验算。
发明内容
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是：提供一种考虑滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固设计方法，以解决现有滑坡支护手段用于滑坡应急抢险中施工时间长、对滑坡体扰动大和经济性差的问题，并将坡底建构筑的安全性及稳定性纳入该整体支护体系的设计验算过程中。
本发明采取的技术方案为：它包括以下步骤：
步骤一：确定建筑物位于危险滑坡前缘影响范围内，建筑物前部、后部肥槽采用填土回填，选取单位宽度滑坡及建筑物为研究对象，建筑物重量G，地下室深度H，地下室底板与地基接触面、外墙面与肥槽回填土接触面摩擦系数均为μ；
步骤二：初步确定对建筑物地下室前部肥槽内回填土采用钢花管注浆加固措施，建筑物地下室前部土体在建筑物侧向推力作用下将发生沿ob方向挤出破裂破坏，受挤压破裂角θp，对aob三角形范围内土体进行静力平衡分析，即∑Fx＝0，∑Fy＝0，整理得到地下室外墙对该部分填土的支撑力Fp，该力与加固后前部复合土体对建筑物的被动土压力Ep互为作用力与反作用力，进而得到Ep；
∑Fx＝0，即FN cosθp+fN sinθp-Fp＝0
∑Fy＝0，即FN sinθp-fN cosθp-Gp-fp＝0
fp＝μFp
Figure BDA0003100087570000021
Figure BDA0003100087570000022
式中，Fp为地下室外墙对填土的支撑力；
FN为填土破裂面产生的支持力；
fp为地下室外墙对填土产生的摩擦力；
fN为填土破裂面产生的摩擦力；
θp为前部填土破裂角；
μ为外墙面与填土接触面摩擦系数；
Gp为aob三角形范围内土体重量；
Figure BDA0003100087570000023
为填土内摩擦角；
cp为前部填土粘聚力；
l为前部填土破裂面长度；
步骤三：根据有限土体库伦土压力理论，计算建筑物地下室后部填土主动土压力Eat；
Figure BDA0003100087570000024
Figure BDA0003100087570000025
Figure BDA0003100087570000026
式中，Kat为主动土压力系数；
H为建筑物地下室深度；
γt为填土重度；
ct为后部填土粘聚力
θt为后部填土破裂角；
βt为填土表面与水平面的夹角；
αt为建筑物地下室外墙背与水平面的夹角；
δt为填土对建筑物地下室外墙背的摩擦角；
η为计算系数；
步骤四：根据无限土体库伦土压力理论，计算建筑物地下室后部滑体主动土压力Eas；
Figure BDA0003100087570000031
Figure BDA0003100087570000032
Figure BDA0003100087570000033
式中，Kas为主动土压力系数；
H为建筑物地下室深度；
γs为滑体重度；
cs为滑面的粘聚力；
Figure BDA0003100087570000034
为滑面的内摩擦角；
βs为滑体顶部表面与水平面的夹角；
αs为滑体底部与水平面的夹角；
δs为滑体对后部填土的摩擦角；
θs为滑面倾角；
η为计算系数；
步骤五：初步确定对建筑物地下室后部滑体采用微型深埋抗剪桩加固措施，加固设计布置m排抗剪桩，桩间距s，单桩配筋横截面积A，钢筋抗拉强度设计值fy，带入下式计算得到该支护体系单位宽度内产生抗滑力R；
Figure BDA0003100087570000035
步骤六：对建筑物地下室后部滑体进行受力分析，按下式计算滑体剩余下滑力E′as；
E′as＝Eas-R
步骤七：按照下式计算得到建筑物后部填土、滑体及支护措施共同作用后主动土压力值Ea；
Ea＝E′as+Eat
步骤八：根据工程重要性等级，确定抗滑移容许值Fs0，对建筑物进行抗滑移稳定性验算，其抗滑移稳定系数Fs应满足下列关系：
Figure BDA0003100087570000041
本发明的技术效果如下：采用钢筋束与水泥砂浆浇筑而成的深埋抗剪桩对建筑物后部滑坡进行支护加固，抗剪桩嵌入滑面以下，将支护结构体系的抗剪能力有效转化为对对滑面的抗滑力；对建筑物前部回填土采用钢花管注浆加固措施，以提高该部分回填土体的物理力学指标。该整体加固体系在充分考虑坡底建构筑安全性和稳定性，在保证了安全的前提下兼顾经济性，避免不必要的浪费，有助于节省工期，减小灾害发生的可能性。
附图说明
图1为本发明实施方式中整体加固设计体系断面图、示意图；
图2为本发明实施方式中整体加固设计体系验算分析图。
具体实施方式
本发明的实施例：下面将对本发明技术方案的具体实施方式进行清楚、完整地描述。
具体实施过程如下：
如图1所示，确定一建筑物位于危险滑坡前缘影响范围内，建筑物前部、后部肥槽采用填土回填，对地下室前部填土采用钢花管注浆加固措施，后部滑体布置m排深埋抗剪桩支护措施，取单位宽度滑坡及建筑物为研究对象；
如图2所示，建筑物重量G，地下室深度H，地下室底板与地基接触面、外墙面与肥槽回填土接触面摩擦系数均为μ，对建筑物进行受力分析，其本身重量G、前部回填土产生的被动土压力Ep、后部回填土产生的主动土压力Eat、后部滑坡产生的剩余土压力E′as；
如图2所示，初步确定对建筑物地下室前部肥槽内回填土采用钢花管注浆加固措施，建筑物地下室前部土体在建筑物侧向推力作用下将发生沿ob方向挤出破裂破坏，受挤压破裂角θp，对aob三角形范围内土体进行静力平衡分析，即∑Fx＝0，∑Fy＝0，整理得到建筑物对该部分土体的支撑力Fp，该力与加固后前部复合土体对建筑物的被动土压力Ep互为作用力与反作用力，进而得到Ep；
∑Fx＝0，即FN cosθp+fN sinθp-Fp＝0 (1)
∑Fy＝0，即FN sinθp-fN cosθp-Gp-fp＝0 (2)
fp＝μFp (3)
Figure BDA0003100087570000051
将式(3)、(4)分别代入式(1)、(2)，联立求解得：
Figure BDA0003100087570000052
式中，Fp为地下室外墙对填土的支持力；
FN为填土破裂面产生的支持力；
fp为地下室外墙对填土产生的摩擦力；
fN为填土破裂面产生的摩擦力；
θp为前部填土破裂角；
μ为外墙面与填土接触面摩擦系数；
Gp为aob三角形范围内土体重量；
Figure BDA0003100087570000053
为填土内摩擦角；
cp为前部填土粘聚力；
l为前部填土破裂面长度；
如图2所示，根据有限土体库伦土压力理论，计算地下室后部填土对建筑物主动土压力Eat；
Figure BDA0003100087570000061
Figure BDA0003100087570000062
Figure BDA0003100087570000063
将式(8)代入式(7)，将式(7)代入式(6)，整理得：
Figure BDA0003100087570000064
式中，Kat为主动土压力系数；
H为建筑物地下室深度；
γt为填土重度；
ct为后部填土粘聚力
θt为后部填土破裂角；
βt为填土表面与水平面的夹角；
αt为建筑物地下室外墙背与水平面的夹角；
δt为填土对建筑物地下室外墙背的摩擦角；
η为计算系数；
如图2所示，根据无限土体库伦土压力理论，计算建筑物地下室后部滑体主动土压力Eas；
Figure BDA0003100087570000071
Figure BDA0003100087570000072
Figure BDA0003100087570000073
将式(12)代入式(11)，将式(11)代入式(10)，整理得：
Figure BDA0003100087570000074
式中，Kas为主动土压力系数；
H为建筑物地下室深度；
γs为滑体重度；
cs为滑面的粘聚力；
Figure BDA0003100087570000075
为滑面的内摩擦角；
βs为滑体顶部表面与水平面的夹角；
αs为滑体底部与水平面的夹角；
δs为滑体对后部填土的摩擦角；
θs为滑面倾角；
η为计算系数；
如图2所示，初步确定对建筑物地下室后部滑体采用微型深埋抗剪桩加固措施，加固设计布置m排抗剪桩，桩间距s，单桩配筋横截面积A，钢筋抗拉强度设计值fy，带入式(14)计算得到该支护体系单位宽度内产生抗滑力R；
Figure BDA0003100087570000076
如图2所示，对建筑物地下室后部滑体进行受力分析，按式(15)计算滑体剩余下滑力E′as；
E′as＝Eas-R (15)
如图2所示，按照式(16)计算得到建筑物后部填土、滑体及支护措施共同作用后主动土压力值Ea；
Ea＝E′as+Eat (16)
根据工程重要性等级及灾害危害程度，确定抗滑移容许值Fs0，对建筑物进行抗滑移稳定性验算，其抗滑移稳定系数Fs应满足下列关系：
Figure BDA0003100087570000081
至此，设计验算完成。
本发明针对位于危险滑坡范围内的建筑物，提出了一种整体考虑的安全性及稳定性的滑坡加固设计方法，通过对建筑物地下室前部肥槽采取钢花管注浆加固措施，提高该部分复合土体的物理力学指标，以提高其对建筑物的被动土压力；通过对建筑物后部滑坡采用深埋抗剪桩支护结构，以抵挡滑体产生的下滑力；进一步对建筑物进行抗滑移验算。该整体设计验算方法为滑坡抢险应急工程提供了一种设计可靠、施工迅速、经济合理的整体支护结构设计验算方法。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经创造性劳动的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种考虑滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固设计方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：确定建筑物位于危险滑坡前缘影响范围内，建筑物前部、后部肥槽采用填土回填，选取单位宽度滑坡及建筑物为研究对象，建筑物重量G，地下室深度H，地下室底板与地基接触面、外墙面与肥槽回填土接触面摩擦系数均为μ；
步骤二：初步确定对建筑物地下室前部肥槽内回填土采用钢花管注浆加固措施，建筑物地下室前部土体在建筑物侧向推力作用下将发生沿ob方向挤出破裂破坏，受挤压破裂角θp，对aob三角形范围内土体进行静力平衡分析，即∑Fx＝0，∑Fy＝0，整理得到地下室外墙对该部分填土体的支撑力Fp，该力与加固后前部复合土体对建筑物的被动土压力Ep互为作用力与反作用力，进而得到Ep；
Figure FDA0003100087560000011
式中，Fp为地下室外墙对填土的支撑力；
FN为填土破裂面产生的支持力；
fp为地下室外墙对填土产生的摩擦力；
fN为填土破裂面产生的摩擦力；
θp为前部填土破裂角；
μ为外墙面与填土接触面摩擦系数；
Gp为aob三角形范围内土体重量；
Figure FDA0003100087560000012
为填土内摩擦角；
cp为前部填土粘聚力；
l为前部填土破裂面长度；
步骤三：根据有限土体库伦土压力理论，计算建筑物地下室后部填土主动土压力Eat；
Figure FDA0003100087560000021
Figure FDA0003100087560000022
Figure FDA0003100087560000023
式中，Kat为主动土压力系数；
H为建筑物地下室深度；
γt为填土重度；
ct为后部填土粘聚力
θt为后部填土破裂角；
βt为填土表面与水平面的夹角；
αt为建筑物地下室外墙背与水平面的夹角；
δt为填土对建筑物地下室外墙背的摩擦角；
η为计算系数；
步骤四：根据无限土体库伦土压力理论，计算建筑物地下室后部滑体主动土压力Eas；
Figure FDA0003100087560000024
Figure FDA0003100087560000025
Figure FDA0003100087560000026
式中，Kas为主动土压力系数；
H为建筑物地下室深度；
γs为滑体重度；
cs为滑面的粘聚力；
Figure FDA0003100087560000031
为滑面的内摩擦角；
βs为滑体顶部表面与水平面的夹角；
αs为滑体底部与水平面的夹角；
δs为滑体对(后部)填土的摩擦角；
θs为滑面倾角；
η为计算系数；
步骤五：初步确定对建筑物地下室后部滑体采用微型深埋抗剪桩加固措施，加固设计布置m排抗剪桩，桩间距s，单桩配筋横截面积A，钢筋抗拉强度设计值fy，带入下式计算得到该支护体系单位宽度内产生抗滑力R；
Figure FDA0003100087560000032
步骤六：对建筑物地下室后部滑体进行受力分析，按下式计算滑体剩余下滑力E′as；
E′as＝Eas-R
步骤七：按照下式计算得到建筑物后部填土、滑体及支护措施共同作用后主动土压力值Ea；
Ea＝E′as+Eat
步骤八：根据工程重要性等级，确定抗滑移容许值Fs0，对建筑物进行抗滑移稳定性验算，其抗滑移稳定系数Fs应满足下列关系：
Figure FDA0003100087560000033
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114561967A (zh) * 2022-04-06 2022-05-31 中铁二十二局集团第五工程有限公司 滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固结构及方法
CN116484484A (zh) * 2023-06-21 2023-07-25 贵州正业工程技术投资有限公司 抗滑桩与斜撑钢管桩铰接支挡结构协调设计方法及装置
CN116822034A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 贵州正业工程技术投资有限公司 缓倾顺层边坡坡脚反压与护脚挡墙抢险设计方法及装置
CN116815819A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 贵州正业工程技术投资有限公司 顺层路堑边坡抗剪锚杆支护与挡墙加固设计方法及装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114561967A (zh) * 2022-04-06 2022-05-31 中铁二十二局集团第五工程有限公司 滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固结构及方法
CN114561967B (zh) * 2022-04-06 2024-03-12 中铁二十二局集团第五工程有限公司 滑坡坡底建筑物稳定性的整体加固结构及方法
CN116484484A (zh) * 2023-06-21 2023-07-25 贵州正业工程技术投资有限公司 抗滑桩与斜撑钢管桩铰接支挡结构协调设计方法及装置
CN116484484B (zh) * 2023-06-21 2023-09-01 贵州正业工程技术投资有限公司 抗滑桩与斜撑钢管桩铰接支挡结构协调设计方法及装置
CN116822034A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 贵州正业工程技术投资有限公司 缓倾顺层边坡坡脚反压与护脚挡墙抢险设计方法及装置
CN116815819A (zh) * 2023-08-31 2023-09-29 贵州正业工程技术投资有限公司 顺层路堑边坡抗剪锚杆支护与挡墙加固设计方法及装置
CN116815819B (zh) * 2023-08-31 2023-11-07 贵州正业工程技术投资有限公司 顺层路堑边坡抗剪锚杆支护与挡墙加固设计方法及装置
CN116822034B (zh) * 2023-08-31 2023-11-07 贵州正业工程技术投资有限公司 缓倾顺层边坡坡脚反压与护脚挡墙抢险设计方法及装置

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