CN113389210A - 一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法 - Google Patents

Abstract

发明提供一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法。该方法包括勘察、获取土体基本物理力学参数、设置挡墙、进行局部点式加固等步骤。该方法可以准确地在边坡推力最大部位进行加固处理，节省了材料，并且带有抗滑键的挡墙设置有利于进一步提高边坡的稳定性。

Description

一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法

技术领域

本发明涉及边坡加固领域，特别涉及一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法。

背景技术

我国地质条件复杂，山脉纵横交错，边坡分布广泛。随着社会经济不断发展，工程建设涉及到的自然及人工边坡越来越多，加上降雨、地震等外部因素的影响，很容易出现滑坡地质灾害，对我国自然生态环境及人民生命财产安全产生巨大威胁。滑坡是常见的地质灾害之一，在所有类型的地质灾害中占比接近70％。滑坡指位于斜坡的部分岩土体在自身重力以及外力作用下沿着滑面发生的剪切位移，使得岩土体整体朝着斜坡下方移动的现象。为了降低山体滑坡造成的损失，常采取相应的防护措施来对边坡进行支护。在对滑坡区域进行精确测定的情况下，常通过放坡、设置支护结构等方法对边坡进行治理，与此同时，将滑坡治理和生态联系起来也是一个十分重要的研究课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，包括以下步骤：

1)对边坡的几何外形和地层岩性进行勘察，获得边坡所在地层、地下水位的分布情况、滑坡床各部分的位置以及滑坡体各部分的位置。

2)对边坡土体开展试验研究，获取土体的基本物理力学参数。其中，所述基本物理力学参数包括黏聚力c、内摩擦角

和重度γ。

3)对挡土墙和抗滑键进行设计施工。其中，所述挡土墙底部下方竖向设置有抗滑键。所述挡土墙位于滑坡体前缘。所述挡土墙下端嵌固至基岩内。

4)根据滑坡体的体量大小将滑坡体沿滑坡方向分成多个条块。根据极限平衡法对挡墙支护后的条块进行分析，在滑力最大的条块的滑面处进行微生物注浆，微生物浆液与滑面周围土体胶结凝固形成注浆加固体。其中，所述注浆加固体位于滑坡体中后部。

5)验算步骤4)后边坡的稳定性。若未达到预期效果，重复步骤4)。

进一步，所述挡土墙包括一体成型的立板、趾板和踵板。所述立板的底部一侧设置有趾板，另一侧设置有踵板。所述立板沿长度方向上间隔布置多个泄水孔。

进一步，步骤3)具体包括以下步骤：

3.1)根据岩土体物理力学参数以及设置的抗滑键参数，判定抗滑键为柔性桩、刚性桩还是中等柔度桩。

3.2)根据3.1)的判断结果计算桩顶位移并进行转角设计。

3.3)根据挡墙以及挡墙前后土体或者填料的物理力学参数对抗滑键进行水平剪力、弯矩和墙底摩擦阻力计算。

3.4)清楚抗滑键的受力状况后对抗滑键进行设计，再根据所求得的土压力对挡土墙进行设计。

进一步，步骤4)具体包括以下步骤：

4.1)在充分考虑边界条件影响的前提下，对边坡几何外形进行绘制。

4.2)将边坡分为n个条块，则可以得到n+1条竖条边界线。

4.3)基于条分法计算条块的下滑力并根据简化Bishop对安全系数进行计算，简化Bishop计算安全系数公式为：

其中，c_i为黏聚力。b_i为条块宽度。W_i为条块重力。

为内摩擦角。α_i为条块地面与水平面的夹角。FS为安全系数。

4.5)根据所选位置，进行微生物注浆加固。

本发明的技术效果是毋庸置疑的：将带抗滑键的挡墙和注浆加固相结合，更进一步提高了边坡的稳定性，降低了滑坡发生的概率。挡墙泄水孔可以及时排除降雨等带来的水位线升高的问题；抗滑键的加入可以进一步稳固边坡，防止边坡发生滑移面较深的滑动；注浆所使用的可以是微生物菌液，更有利用保护生态环境。以上使得工程中对边坡的加固更具有针对性。

附图说明

图1为条块受力示意图；

图2为未加固边坡安全系数及最大条块推力；

图3为带抗滑键挡墙加固边坡安全系数及最大条块推力；

图4为注浆一次后边坡的安全系数。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例提供一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，包括以下步骤：

1)对边坡的几何外形和地层岩性进行勘察，获得边坡所在地层、地下水位的分布情况、滑坡床各部分的位置以及滑坡体各部分的位置。

2)对边坡土体开展试验研究，获取土体的基本物理力学参数。其中，所述基本物理力学参数包括黏聚力c、内摩擦角

和重度γ。

3)对挡土墙和抗滑键进行设计施工。其中，所述挡土墙底部下方竖向设置有抗滑键。所述挡土墙位于滑坡体前缘。所述挡土墙下端嵌固至基岩内。所述挡土墙包括一体成型的立板、趾板和踵板。所述立板的底部一侧设置有趾板，另一侧设置有踵板。所述立板沿长度方向上间隔布置多个泄水孔。

3.1)根据岩土体物理力学参数以及设置的抗滑键参数，判定抗滑键为柔性桩、刚性桩还是中等柔度桩。

3.2)根据3.1)的判断结果计算桩顶位移并进行转角设计。

3.3)根据挡墙以及挡墙前后土体或者填料的物理力学参数对抗滑键进行水平剪力、弯矩和墙底摩擦阻力计算。

3.4)清楚抗滑键的受力状况后对抗滑键进行设计，再根据所求得的土压力对挡土墙进行设计。

4)根据滑坡体的体量大小将滑坡体沿滑坡方向分成多个条块。根据极限平衡法对挡墙支护后的条块进行分析，在滑力最大的条块的滑面处进行微生物注浆，微生物浆液与滑面周围土体胶结凝固形成注浆加固体。其中，所述注浆加固体位于滑坡体中后部。

4.1)在充分考虑边界条件影响的前提下，对边坡几何外形进行绘制。

4.2)将边坡分为n个条块，则可以得到n+1条竖条边界线。

4.3)基于条分法计算条块的下滑力并根据简化Bishop对安全系数进行计算，简化Bishop计算安全系数公式为：

其中，c_i为黏聚力。b_i为条块宽度。W_i为条块重力。

为内摩擦角。α_i为条块地面与水平面的夹角。FS为安全系数。

4.5)根据所选位置，进行微生物注浆加固。

5)验算步骤4)后边坡的稳定性。若未达到预期效果，重复步骤4)。

本实施例首先采用挡墙对滑面进行加固，之后进行局部点式加固。可以准确地在边坡推力最大部位进行加固处理，节省了材料，并且带有抗滑键的挡墙设置有利于进一步提高边坡的稳定性。

实施例2：

本实施例主要步骤同实施例1，其中，步骤4.5)中，根据所选位置，采用背包钻机进行钻孔，钻孔呈梅花桩布置，间距5-10m，深度需超过滑面以下1m以上。利用3-5MPa高压注入微生物菌液和反应液(如微生物诱导碳酸钙沉淀，简称为MICP)，使得加固材料与周围土体充分融合，成球形或者微型桩的形状，并结束后在钻孔内进行土体填充。

实施例3：

本实施例主要步骤同实施例1，其中，本实施例以某边坡为研究对象，坡高为15m，坡角为45°。边坡土层的物理力学参数如表1所示。

表1

在本实施例中，根据条分法计算方法，将边坡分为n个条块，则可以得到n+1条竖条边界线，条块受力示意图如图1所示，其中W_i为条块重力，E_i和E_i+1为条块间的法向力，T_i为滑动面的切向反力，N_i为滑动面的法向力。并基于简化Bishop法对未加固边坡进行安全系数的计算，条块间最大推力以及安全系数如图2所示，最大条块推力达到了249.703kN。

施工带抗滑键的挡土墙后，并再次基于条分法和简化Bishop法对边坡进行计算，发现条块最大推力减小至141.819kN，安全系数也有提高，如图3所示。

步骤5)之后，微生物加固土参数如表2所示。

表2

本实施例首先对抗滑键与挡土墙进行了设计，之后再根据极限平衡法计算结果对局部边坡加固位置进行选择，并在边坡上进行钻孔注入微生物菌液和反应液。将带抗滑键的挡墙和注浆加固相结合，可以进一步提高边坡的稳定性，为对边坡采取有效的加固措施提供指导。

Claims (4)

1.一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对边坡的几何外形和地层岩性进行勘察，获得边坡所在地层、地下水位的分布情况、滑坡床各部分的位置以及滑坡体各部分的位置；

2)对边坡土体开展试验研究，获取土体的基本物理力学参数；其中，所述基本物理力学参数包括黏聚力c、内摩擦角

和重度γ；

3)对挡土墙和抗滑键进行设计施工；其中，所述挡土墙底部下方竖向设置有抗滑键；所述挡土墙位于滑坡体前缘；所述挡土墙下端嵌固至基岩内；

4)根据滑坡体的体量大小将滑坡体沿滑坡方向分成多个条块；根据极限平衡法对挡墙支护后的条块进行分析，在滑力最大的条块的滑面处进行微生物注浆，微生物浆液与滑面周围土体胶结凝固形成注浆加固体；其中，所述注浆加固体位于滑坡体中后部；

5)验算步骤4)后边坡的稳定性；若未达到预期效果，重复步骤4)。

2.根据权利要求1所述的一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，其特征在于：所述挡土墙包括一体成型的立板、趾板和踵板；所述立板的底部一侧设置有趾板，另一侧设置有踵板；所述立板沿长度方向上间隔布置多个泄水孔。

3.根据权利要求1所述的一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，其特征在于，步骤3)具体包括以下步骤：

3.1)根据岩土体物理力学参数以及设置的抗滑键参数，判定抗滑键为柔性桩、刚性桩或中等柔度桩；

3.2)根据3.1)的判定结果计算桩顶位移并进行转角设计；

3.3)根据挡墙以及挡墙前后土体或者填料的物理力学参数对抗滑键进行水平剪力、弯矩和墙底摩擦阻力计算；

3.4)清楚抗滑键的受力状况后对抗滑键进行设计，再根据所求得的土压力对挡土墙进行设计。

4.根据权利要求1所述的一种结合抗滑键和局部点式加固的滑坡治理方法，其特征在于，步骤4)具体包括以下步骤：

4.1)绘制边坡几何外形；

4.2)将边坡分为n个条块，则可以得到n+1条竖条边界线；

4.3)基于条分法计算条块的下滑力并根据简化Bishop对安全系数进行计算，简化Bishop计算安全系数公式为：

其中，c_i为黏聚力；b_i为条块宽度；W_i为条块重力；

为内摩擦角；α_i为条块地面与水平面的夹角；FS为安全系数；

4.5)根据所选位置，进行微生物注浆加固。

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