CN113684843A - 一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于边坡滑坡治理的梁‑锚组合加固方法，在边坡体表层铺设H型钢竖梁(1)，在H型钢锚杆(6)的翼端外边缘焊接节点板(5)，在H型钢竖梁(1)腹部的下孔位置加设一层垫板(2)，通过下孔螺栓(4)将H型钢锚杆(6)、节点板(5)、H型钢竖梁(1)、垫板(2)连接一起；将钢筋锚杆(9)通过H型钢竖梁(1)腹部开设的上孔插入到边坡体内的钻孔中，将钢筋锚杆(9)通过上孔螺栓(10)与H型钢竖梁(1)连接一起，从而将H型钢锚杆(6)、钢筋锚杆(9)与边坡表层的H型钢竖梁(1)构成整体，形成梁‑锚支护体系，承受滑体的弯、剪、拉作用。本发明方法具有施工方便、周期短、加固体系受力均匀合理、节约投资等特点。
Description
技术领域
本发明属于边坡治理技术领域，具体涉及采用梁-锚组合加固治理边坡的方法，适用于各类边坡的滑坡治理，特别适用于岩质边坡的加固治理。
背景技术
随着我国经济的快速发展，科学技术水平不断提高，人类改造自然活动的能力越来越强，由此引发的地质灾害活动也随着不断增多，人类活动遭遇或引发地质灾害的概率相当长时期会居高不下，中国作为矿山地质灾害多发国之一，其地质灾害具有种类多、规模大、分布广、灾情严重、影响范围广阔等特点。主要表现类型为：崩塌、滑坡、泥石流等，因此，如何通过逐步提升地质灾害综合防治能力，继续降低因地质灾害造成人员伤亡以及财产损失的防灾减灾还是很有必要的。
目前，边坡滑坡治理技术主要有疏排水、削坡减载、块石物料压坡、锚杆(索)加固、挡墙支护、抗滑桩等。诸多治理技术中，削坡减载、块石压坡、疏排水对治理滑坡经济、有效，当滑坡产生时，优先采用该方法。而当滑坡不具备削坡或压坡条件，锚杆(索)的加固治理则作为被(主)动的加固治理措施，具有简单易行、经济、安全的特点，在边坡加固治理中常选用该方法。但锚杆(索)在边坡加固治理过程中容易出现应力松弛等，导致边坡加固失效。钢筋混凝土框架梁与锚杆(索)的组合支护体系能有效增强加固岩体的整体性，增加其加固治理效果，被广泛应用在滑坡治理中。但是，通过实际应用表明，钢筋锚杆与钢筋混凝土梁组合体系存在以下缺点：
(1)锚杆钢筋受力方式主要为抗拉，抗剪强度、刚度明显不足；
(2)传统钢筋砼框架梁需要在边坡坡面支模、绑扎、焊接钢筋、浇筑混凝土，工序繁多，施工困难，周期长；
(3)钢筋锚杆承载力较低，抵消滑体剩余下滑力，需要增加钻孔和钢筋数量，增加成本费用。
中国实用新型专利ZL201620606517.x公开了一种适于非煤露天矿边坡滑坡治理的桩-锚-梁一体化结构，含有安装在滑坡体表面的框架梁，还含有2-5排穿过滑坡体、推测结构面并安插在基岩内的锚索、一排锚杆、一排钢轨桩；所述的钢轨桩布设在边坡底部，锚杆布设在边坡的下部，锚索布设在边坡的中上部；锚索、锚杆、钢轨桩的外锚端分别与框架梁横梁、框架梁纵梁的十字交叉部位连接，从而形成非煤露天矿边坡滑坡治理的桩-锚-梁一体化结构。该桩-锚-梁一体化结构提高了加固体的整体受力状态，避免了个别锚索、锚杆因松弛失效以及加固体系抗剪强度的下降而导致边坡加固治理的失败，但仍然存在着对外界复杂荷载承载能力不强、施工工序繁琐等问题。
为了保证加固体系整体受力的合理、协调性，降低施工周期，简化施工工序，节约投资，合理制定边坡治理方案，进行锚杆-梁组合体系优化、增加其群锚效应作用，提出适用于一种边坡滑坡治理的梁-锚框架式组合加固方法显得尤为必要。
发明内容
本发明的目的主要是针对现有技术存在的锚杆(索)在边坡加固治理过程中容易出现应力松弛、对外界复杂荷载承载能力不强或抗剪强度、刚度不足、施工工序复杂等问题，而提供一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，该组合加固方法用于不同岩(土)体边坡，具有施工方便、周期短、加固体系受力均匀合理、节约投资等特点，特别适用于岩质边坡的滑坡加固治理。
为实现本发明的上述目的，本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，将原有的钢筋混凝土梁通过H型钢竖梁代替，将原有的单一钢筋锚杆转换成钢筋锚杆与H型钢锚杆组合方式，具体采用以下技术方案：
本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，其特点是采用的加固与支护结构包括H型钢竖梁、H型钢锚杆、钢筋锚杆，并采用以下步骤实施：
1)首先在边坡体内钻孔，孔径大小、钻孔深度、钻孔之间的距离根据设计确定。
2)在需要加固的边坡体表层铺设H型钢竖梁，H型钢竖梁腹部间隔开设上、下两孔，两孔之间的距离与边坡体内的相邻两个钻孔之间距离对应；H型钢竖梁的型号根据设计确定。
3)在H型钢锚杆的翼端外边缘焊接节点板，节点板与H型钢锚杆垂直成T字型，在节点板上位于H型钢锚杆两侧的位置分别开小孔，并在节点板的开小孔边缘的表面焊接螺帽，螺帽焊接在节点板下表面；将H型钢锚杆通过H型钢竖梁腹部隔开设的下孔插入到边坡体内的钻孔中；H型钢锚杆的型号选择根据滑体的剪切应力确定。
4)在H型钢竖梁腹部的下孔位置加设一层垫板，在垫板上开设两小孔，在H型钢竖梁腹板上也开设两小孔，垫板上的两小孔、H型钢竖梁腹板上的两小孔与节点板上的两小孔的孔径大小相同、位置对应；在垫板上的两小孔周围的外表面也焊接螺帽；通过下孔螺栓将H型钢锚杆、节点板、H型钢竖梁、垫板连接一起，并通过焊接将下孔螺栓与螺帽固定一起，从而将H型钢锚杆与边坡表层铺设的H型钢竖梁连接成整体；所述的垫板上的两小孔、H型钢竖梁腹板上的两小孔与节点板)上的两小孔的孔径相等，一般为20～30mm，通常选择20mm。
5)将钢筋锚杆通过H型钢竖梁腹部开设的上孔插入到边坡体内的钻孔中，将钢筋锚杆通过上孔螺栓与H型钢竖梁连接一起，并将上孔螺栓与H型钢竖梁焊接固定，从而使钢筋锚杆与边坡表层铺设的H型钢竖梁连接成整体；所述的钢筋锚杆的直径大小应根据设计下滑力确定，即钢筋锚杆承受的抗拉作用力，H型钢竖梁腹部开设的上孔孔径大小与钢筋锚杆直径等同。
6)对边坡体内的钻孔注入水泥砂浆，使H型钢锚杆与钻孔、钢筋锚杆与钻孔形成整体，H型钢竖梁、垫板、H型钢锚杆、节点板、钢筋锚杆以及下孔螺栓、上孔螺栓、水泥砂浆与边坡体共同构成一体化的梁-锚组合加固结构。
为防止H型钢竖梁腐蚀作用，在H型钢竖梁表面喷有素砼。
为防止H型钢锚杆与钻孔内部岩体大面积接触，所述的H型钢锚杆采用支撑架支撑并通过H型钢竖梁腹部的下孔插入到边坡体内的钻孔中，以便对钻孔注浆之后，钻孔内岩壁与H型钢锚杆能充分接触水泥砂浆，增强其抗拔能力。同样，为防止钢筋锚杆与钻孔内部岩体大面积接触，所述的钢筋锚杆采用支撑架支撑并通过H型钢竖梁腹部的上孔插入到边坡体内的钻孔中，以便对钻孔注浆之后，钻孔内岩壁与钢筋锚杆能充分接触水泥砂浆，增强其抗拔能力。
本发明方法通过以上工序，将H型钢锚杆、钢筋锚杆与边坡表层的H型钢竖梁构成整体，形成梁-锚支护体系，承受滑体的弯、剪、拉作用。
本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法采用以上技术方案后，具有下列积极效果：
(1)受力体系由单一钢筋锚杆转换成H型钢锚杆、钢筋锚杆相结合方式，抗剪、刚度、承载力大幅度增强；
(2)钢筋混凝土框架梁由H型钢竖梁代替，施工简单方便，周期短，节约投资；
(3)在边坡治理实践中，采用钢筋锚杆、H型钢锚杆与H型钢梁相结合的锚固组合体系，三者协同作用，弯、剪、拉同时作用于边坡滑体，受力合理、协调，支护效果非常显著，从而优化边坡治理方案。
附图说明
图1为本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法的组合支护剖面图；
图2为本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法的组合支护立面图；
图3为本发明方法采用的H型钢锚杆局部剖面图，即图2之A－A剖面图；
图4为本发明方法采用的钢筋锚杆局部剖面图。
附图标记：1-H型钢竖梁；2-垫板；3-素砼；4-下孔螺栓；5-节点板；6-H型钢锚杆；7-支撑架；8-水泥砂浆；9-钢筋锚杆；10-上孔螺栓。
具体实施方式
为进一步描述本发明，下面结合附图对本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法作进一步详细描述。
由图1所示的本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法的组合支护剖面图并结合图2、图3、图4看出，本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，采用的加固与支护体系包括H型钢竖梁1、垫板2、素砼3、下孔螺栓4、节点板5、H型钢锚杆6、支撑架7、水泥砂浆8、钢筋锚杆9、上孔螺栓10，H型钢锚杆6与H型钢竖梁1通过垫板2、节点板5、下孔螺栓4、上孔螺栓10连接在一起，形成整体，构成梁-锚支护体系，承受边坡滑体荷载作用。
具体实施工序为：
1)首先在边坡体内进行人工机械钻孔，孔径大小、钻孔深度、钻孔之间的距离根据设计确定；
2)在边坡体表层铺设H型钢竖梁1，在H型钢竖梁1腹部间隔开设上、下两孔，两孔之间的距离与边坡体内的相邻两个钻孔之间距离对应；
3)在H型钢锚杆6的翼端外边缘焊接节点板5，节点板5与H型钢锚杆6垂直构成T字型形成整体，在节点板5上位于H型钢锚杆6两侧的位置分别开小孔，并在节点板5的开小孔边缘的表面焊接螺帽，螺帽焊接在节点板5下表面；将H型钢锚杆6通过H型钢竖梁1腹部开设的下孔插入到边坡体内的钻孔中；H型钢锚杆6的型号选择根据滑体的剪切应力确定；为防止H型钢锚杆6与钻孔内部岩体大面积接触，所述的H型钢锚杆6采用支撑架7支撑并通过H型钢竖1梁腹部的下孔插入到边坡体内的钻孔中，以便对钻孔注浆之后，钻孔内岩壁与H型钢锚杆能6充分接触水泥砂浆8，增强其抗拔能力。
4)在H型钢竖梁1腹部的下孔位置加设一层垫板2，在垫板(2)上开设两小孔，孔径为20mm；在H型钢竖梁1腹板上也开设两小孔，垫板2上的两小孔、H型钢竖梁1腹板上的两小孔与节点板5上的两小孔的孔径大小相同、位置对应；在垫板2上的两小孔周围的外表面也焊接螺帽；通过下孔螺栓4将H型钢锚杆6、节点板5、H型钢竖梁1、垫板2连接一起，并通过焊接方式将下孔螺栓4与螺帽固定一起，从而将H型钢锚杆6与边坡表层铺设的H型钢竖梁1连接成整体。
5)将钢筋锚杆9通过H型钢竖梁1腹部开设的上孔插入到边坡体内的钻孔中，将钢筋锚杆9通过上孔螺栓10与H型钢竖梁1连接一起，并将上孔螺栓10与H型钢竖梁1焊接固定，从而使钢筋锚杆9与边坡表层铺设的H型钢竖梁1连接成整体；所述钢筋锚杆9的直径大小根据设计下滑力确定；为防止钢筋锚杆9与钻孔内部岩体大面积接触，所述的钢筋锚杆9亦采用支撑架7支撑并通过H型钢竖梁1腹部的上孔插入到边坡体内的钻孔中，以便对钻孔注浆之后，钻孔内岩壁与钢筋锚杆9能充分接触水泥砂浆，增强其抗拔能力。
6)对边坡体内的钻孔注入水泥砂浆8，使H型钢锚杆6与钻孔、钢筋锚杆9与钻孔形成整体。
通过上述工序，将将H型钢锚杆6、钢筋锚杆9与边坡表层的H型钢竖梁1构成整体，形成梁-锚支护体系，承受滑体的弯、剪、拉作用。
为防止H型钢竖梁1腐蚀作用，在H型钢竖梁1表面喷有素砼3。
需要进行说明的是，本发明术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的部件或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法已经在国内某铁矿、中国国企控制的某海外铜矿边坡滑坡治理中进行试验验证，实际应用结果表明，这种梁-锚组合加固支护体系充分利用了钢筋锚杆强抗拉、抗弯能力以及H型钢锚杆强抗剪能力、刚度等力学特点，受力合理、均匀、协调，支护效果非常显著；并利用H型钢竖梁替代钢筋混凝土梁，具有施工简单、施工周期短、投资成本低等优点。可以肯定，本发明一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法将会在不同(岩)土体尤其在岩质边坡中将得到越来越广泛的应用。
Claims (5)
1.一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，其特征在于：采用的加固与支护结构包括H型钢竖梁(1)、H型钢锚杆(6)、钢筋锚杆(9)，并采用以下步骤实施：
1)首先在边坡体内钻孔，孔径大小、钻孔深度、钻孔之间的距离根据设计确定；
2)在边坡体表层铺设H型钢竖梁(1)，H型钢竖梁(1)腹部间隔开设上、下两孔，两孔之间的距离与边坡体内的相邻两个钻孔之间距离对应；
3)在H型钢锚杆(6)的翼端外边缘焊接节点板(5)，节点板(5)与H型钢锚杆(6)垂直构成T字型，在节点板(5)上位于H型钢锚杆(6)两侧的位置分别开小孔，并在节点板(5)的开小孔边缘的表面焊接螺帽，螺帽焊接在节点板(5)下表面；将H型钢锚杆(6)通过H型钢竖梁(1)腹部开设的下孔插入到边坡体内的钻孔中；H型钢锚杆(6)的型号选择根据滑体的剪切应力确定；
4)在H型钢竖梁(1)腹部的下孔位置加设一层垫板(2)，在垫板(2)上开设两小孔，在H型钢竖梁(1)腹板上也开设两小孔，垫板(2)上的两小孔、H型钢竖梁(1)腹板上的两小孔与节点板(5)上的两小孔的孔径大小相同、位置对应；在垫板(2)上的两小孔周围的外表面也焊接螺帽；通过下孔螺栓(4)将H型钢锚杆(6)、节点板(5)、H型钢竖梁(1)、垫板(2)连接一起，并通过焊接将下孔螺栓(4)与螺帽固定一起，从而将H型钢锚杆(6)与边坡表层铺设的H型钢竖梁(1)连接成整体；
5)将钢筋锚杆(9)通过H型钢竖梁(1)腹部开设的上孔插入到边坡体内的钻孔中，将钢筋锚杆(9)通过上孔螺栓(10)与H型钢竖梁(1)连接一起，并将上孔螺栓(10)与H型钢竖梁(1)焊接固定，从而使钢筋锚杆(9)与边坡表层铺设的H型钢竖梁(1)连接成整体；所述钢筋锚杆(9)的直径大小根据设计下滑力确定；
6)对边坡体内的钻孔注入水泥砂浆(8)，使H型钢锚杆(6)与钻孔、钢筋锚杆(9)与钻孔形成整体。
2.如权利要求1所述的一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，其特征在于：在H型钢竖梁(1)表面喷有素砼(3)。
3.如权利要求1或2所述的一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，其特征在于：所述的H型钢锚杆(6)采用支撑架(7)支撑并通过H型钢竖梁(1)腹部的下孔插入到边坡体内的钻孔中。
4.如权利要求3所述的一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，其特征在于：所述的钢筋锚杆(9)亦采用支撑架(7)支撑并通过H型钢竖梁(1)腹部的上孔插入到边坡体内的钻孔中。
5.如权利要求4所述的一种用于边坡滑坡治理的梁-锚组合加固方法，其特征在于：所述的垫板(2)上的两小孔、H型钢竖梁(1)腹板上的两小孔与节点板(5)上的两小孔的孔径为20～30mm。
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