CN204343305U - 深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置，第一拱座抗力桩上装有第一拱座抗力墩，第二拱座抗力桩上装有第二拱座抗力墩，位于第一拱座抗力桩和第二拱座抗力桩间的平行排列的若干抗滑桩的顶面形成向外凸起的弧形，装在若干抗滑桩顶面的弧形桩顶连接梁的两端分别与第一拱座抗力墩、第二拱座抗力墩连接。本实用新型能充分利用良好的地质条件和岩土体工程性质，又能充分利用混凝土结构较高的抗压性能，还能改善滑坡或潜在滑动边坡加固抗滑结构受力条件，提高加固治理工程投资效益，降低加固治理工程结构本身安全和施工安全风险。

Description

深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置

技术领域：

本实用新型涉及一种滑体较厚而宽度较小的深槽型潜在滑动边坡及滑坡的加固治理装置。

背景技术：

我国是滑坡地质灾害较为发育的国家，尤其在西南山区滑坡地质灾害更为普遍和严重，造成了巨大的灾难和损失，滑坡分自然演变发生型和人类工程活动诱发型两大类。随着交通等基础设施建设规模和矿产资源开发规模的扩大，人类工程活动对斜坡自然演变过程的扰动力度和广度不断增大，诱发型滑坡数量和规模正迅速的增加，开挖及填筑边坡变形失稳滑动的情况也频繁出现；同时人类生产活动（尤其是工程建设）及生活不断向山区扩展，自然演变型滑坡给人类造成的地质灾害有加重的趋势。嵌固于滑床的抗滑桩和锚固于滑床的预应力锚索加固治理技术，是目前普通潜在滑动边坡加固和滑坡治理的常用技术，因其结构简单，结构计算理论较为完善，施工中对滑坡体扰动小，施工方便灵活，施工条件要求较低，技术成熟可靠而被广泛使用。

最初使用的抗滑桩是悬臂式抗滑桩，此类抗滑桩是靠桩体本身的强度与抗弯刚度，以及滑床岩土体在锚固段提供的反弯矩来平衡滑坡推力（下滑力），达到控制滑坡继续变形失稳的目的，该技术是一种被动型滑坡加固治理技术。因悬臂式抗滑桩内力弯矩分布集中，结构受力状态不佳，对嵌入段滑床岩土体的要求较高等问题，特别是滑体厚度较大而宽度较小，或者滑面较陡推力较大的滑坡，悬臂式抗滑桩加固治理技术的经济性急剧变差，其应用范围受到很大限制。

格梁或锚墩预应力锚索最初主要用于基岩边坡和危岩体（崩塌型滑坡）的加固，该加固治理技术是一种主动型滑坡加固治理技术。该技术是通过高抗拉强度低变形性材料的弹性恢复力（预应力）平衡滑坡推力（下滑力），同时通过与锚索外端连接的格构或锚墩，对滑坡体表面施加的预应力能够提高滑体岩土体及潜在滑面的抗剪能力，达到加固潜在滑动边坡及治理滑坡的目的。因锚索用于土质潜在滑动边坡加固或滑坡治理时其工后松弛性明显，对提供锚固力的滑床岩土体要求较高和防腐难度较大等问题，特别是滑体厚度较大而宽度较小，或者潜在滑面较陡下滑力较大，岩土体物理力学特性较差的边坡及滑坡，预应力锚索加固治理技术的施工难度急剧增加，加固结构的耐久性和经济性较差，其应用范围也受到限制。

为此，工程技术界综合抗滑桩和预应力锚索的优势，在传统的悬臂式抗滑桩基础上加上预应力锚索，锚索的一端固定在桩的上部，另一端锚固在滑床稳定岩土体中，对锚索施加预应力后就为抗滑桩悬臂端提供了一个或多个（多道锚索）拉力，使悬臂桩变为锚拉式抗滑桩。这样改善了悬臂式抗滑桩结构的受力状态，相对降低了单独预应力锚索对滑床的要求，扩大了预应力锚索和抗滑桩技术的应用范围，提高了其技术可靠性和经济合理性，因而锚拉式抗滑桩加固治理滑坡技术又得到较为广泛的应用。

近年来，西南地区地震又进入新的活动期，受地震和人类工程活动的影响，西南山区滑坡规模和频率都有增加的趋势，利用上述现有的边坡加固和滑坡治理技术，有的边坡加固和滑坡治理费用高达数亿元，如“5.12”汶川地震灾区的四川德阳清平乡文家沟滑坡体治理费用达2亿多元；四川攀枝花机场填土边坡形成的滑坡综合治理费用达5亿多元，等等。为了既能加固潜在滑动边坡和治理滑坡避免地质灾害，又能节约投资并提高边坡加固和滑坡治理工程的经济效益及社会效益，急需开发一种结构优异，安全可靠，经济合理的深槽型潜在滑动边坡加固和滑坡治理新技术，以应对新的挑战。

现有滑坡治理技术对于深槽型滑坡治理所面临的难题：

所谓“深槽型潜在滑动边坡及滑坡”是指潜在滑动边坡及滑坡任意横剖面内滑体最大厚度与该横剖面内滑体宽度之比小于5的潜在滑动边坡及滑坡；所谓“加固”是指对安全系数达不到安全要求，并且开始加速变形的潜在滑动边坡及斜坡采取的工程措施及其工程活动，以提高斜坡的稳定性达到安全要求；所谓“治理”是指对即将滑动或者已经滑动并会继续滑动，可能引发地质灾害的滑坡采取的工程措施及其工程活动，使滑坡停止滑动并达到安全状态。

对于深槽型潜在滑动边坡及深槽型滑坡，或者滑床岩土体特性及结构较差的潜在滑坡边坡滑坡或，或者其两侧岩土体稳定及结构良好的潜在滑动边坡及滑坡，或者滑面（带）较陡滑动力较大的潜在滑动边坡及滑坡，现有加固治理技术面临的难题如下：（1）对于悬臂式抗滑桩技术，将会出现抗滑桩结构所承受的弯矩大大增加，桩体的长度、桩体截面积或（和）配筋量都大大增加，并且使抗滑桩施工难度大大增加，施工安全风险和永久治理工程安全风险都大大增加，最终使治理工程的综合投资效益大大降低。（2）对于格梁或锚墩预应力锚索技术，因滑床岩土体所能提供的锚固力有限，锚索锚固段加大，同时因潜在滑动边坡及滑坡下滑力较大，锚索预应力或锚索密度加大，滑床锚固体（岩土体）群锚效应更加明显，这样增加了预应力锚索的施工难度和施工质量控制的难度，最终使加固治理工程的综合效益大大降低。（3）对于锚拉抗滑桩技术，虽然综合了上述悬臂式抗滑桩和格梁或锚墩预应力锚索两种技术的优势，在一定程度上克服了上述两种加固治理技术的缺点，但对于上述四种情况下的潜在滑动边坡及滑坡仍然存在明显不足：一是没有充分利用滑坡两侧良好的地质条件，二是未能充分利用混凝土结构良好的抗压性能，三是加固治理工程效益有待进一步提高。

实用新型内容：

针对目前潜在滑动边坡及滑坡上述加固治理技术存在的问题，本实用新型的目的是为了提供一种既能充分利用良好的地质条件和岩土体工程性质，又能充分利用混凝土结构较高的抗压性能，还能改善滑坡或潜在滑动边坡加固抗滑结构受力条件，提高加固治理工程投资效益，降低加固治理工程结构本身安全和施工安全风险的深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置。

本实用新型的目的是这样来实现的：

本实用新型深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置，第一拱座抗力桩上装有第一拱座抗力墩，第二拱座抗力桩上装有第二拱座抗力墩，位于第一拱座抗力桩和第二拱座抗力桩间的平行排列的若干抗滑桩的顶面形成向外凸起的弧形，装在若干抗滑桩顶面的桩顶连接梁的两端分别与第一拱座抗力墩、第二拱座抗力墩连接。

采用本实用新型进行深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理方法，包括以下步骤：

（1）根据深槽型潜在滑动边坡及滑坡空间几何参数确定最佳加固或抗滑横剖面位置，并确定抗滑桩桩顶及弧形连接梁高程范围；

（2）根据潜在滑动边坡或滑坡加固或抗滑横剖面位置的下滑力和安全系数要求确定加固或抗滑力；

（3）根据加固或抗滑横剖面潜在滑动边坡或滑坡的宽度、最大厚度和两侧地质条件确定潜在滑动边坡或滑坡加固治理范围，以此确定加固或抗滑结构弧形连接梁跨度和矢高；

（4）根据跨度布置潜在滑动边坡或滑坡两侧拱端抗力墩或抗力桩位置；

（5）根据相关规范要求确定弧形抗滑桩间距、截面尺寸及混凝土强度等级，并确定抗滑桩桩顶弧形连系梁截面尺寸及混凝土强度等级；

（6）根据潜在滑动边坡或滑坡所需加固力或抗滑力计算确定抗滑桩桩长，根据桩体和连接梁内力计算结果并结合构造要求确定抗滑桩和连接梁配筋；

（7）根据潜在滑动边坡或滑坡两侧地质结构及岩土体工程特性和拱端所需要的抗力确定抗力墩或抗力桩几何尺寸、空间位置、混凝土强度等级和计算及构造配筋；

（8）根据上述确定的几何参数、混凝土强度等级和配筋量绘制施工图；

（9）根据施工图进行放线定点，现场确定结构的坐标；首先施工拱座抗滑墩或抗滑桩，再施工弧形连接梁，最后施工抗滑桩；

（10）抗滑结构施工过程中，先期施工的单项工程的节点预留后期施工需要连接钢筋。

本实用新型空间结构体系在滑坡体中的具体分布曲线形式，应根据滑坡体的地形地貌条件及滑坡推力优化确定。可进行现场浇筑，可根据滑坡体的地形条件及地质条件，确定抗滑桩的施工方式。

本实用新型既能充分利用良好的地质条件和岩土体工程性质，又能充分利用混凝土结构较高的抗压性能，还能改善滑坡或潜在滑动边坡加固抗滑结构受力条件，提高加固治理工程投资效益，降低加固治理工程结构本身安全和施工安全风险。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型结构透视示意图。

图3为弧形桩顶连接梁结构示意图。

图4为拱座抗力墩与拱座抗力桩连接示意图。

具体实施方式：

参见图1～图4，本实施例深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置，第一拱座抗力桩1上装有第一拱座抗力墩2。第二拱座抗力桩3上装有第二拱座抗力墩4。位于第一拱座抗力桩和第二拱座抗力桩间的平行排列的若干抗滑桩5的顶面形成向外凸起的弧形，装在若干抗滑桩顶面的弧形桩顶连接梁6的两端分别与第一拱座抗力墩、第二拱座抗力墩连接。图1、图2中序号7、8、9、10分别为滑床、滑体、潜在滑动边坡或滑坡推力方向、边坡潜在滑面或滑坡滑面。

本实用新型利用拱的受力原理，通过在桩顶设置弧形连接梁，对抗滑桩位移进行有效约束，同时将滑坡推力向两侧拱座传递。

本实用新型的实施包括以下步骤：

1）根据滑坡体地形地貌条件，确定桩顶连接梁的具体参数，主要包括跨度及矢高；

2）根据连接梁线型以及滑坡推力，确定抗滑桩的布桩位置、桩间距及桩顶高程；

3）根据抗滑桩设置处滑坡体地形地貌及岩土体工程性质，确定抗滑桩施工方式；

4）抗滑桩施工过程中，在桩顶预留钢筋，以便与桩顶连接梁进行固结；如桩顶弧形连接梁跨度较大，可分段施工，但不宜在桩顶处设置分段点；

5）抗滑桩及桩顶连接梁施工完成后，可根据坡面地形条件，在桩前回填土体；

6）根据连接梁高程，可对坡面进行局部修整。

Claims (1)

1.深槽型潜在滑动边坡及滑坡加固治理装置，其特征在于第一拱座抗力桩上装有第一拱座抗力墩，第二拱座抗力桩上装有第二拱座抗力墩，位于第一拱座抗力桩和第二拱座抗力桩间的平行排列的若干抗滑桩的顶面形成向外凸起的弧形，装在若干抗滑桩顶面的桩顶连接梁的两端分别与第一拱座抗力墩、第二拱座抗力墩连接。