一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系及方法技术

本发明专利技术公开了一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系及方法，包括多个布设在坡体内的锚固单元，所述锚固单元由抗滑主桩、支撑桩、支承台和横向锚索结构组成。其中，抗滑主桩为沿垂直于坡体滑动方向设置的倾斜桩，支撑桩为沿坡体滑动方向设置斜撑，支撑桩通过支承台消散支撑轴力，将滑坡推力转换为轴力，使轴力与地基承载力平衡；同时，桩顶施加横向锚索结构控制桩顶位移，进而使整个锚固体系受力变形协调，抗滑效果好，稳定性和安全性较高，其可以广泛地应用于岩质、土质大型滑坡或高填方边坡，应用范围广，实用性强，推广性高。

【技术实现步骤摘要】
一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系及方法
本专利技术涉及一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系及方法，属于边坡防护

技术介绍
近年来，随着国家对基础设施建设项目投资力度的不断加大，公路、铁路建设项目越来越多。在山区的铁路、公路工程建设中,道路多穿行于河谷山川之间，经常要开挖大量边坡，边坡的开挖破坏了原有植被覆盖层，导致边坡失稳。我国地形复杂，在道路施工过程中，很多地方存在高陡、大型边坡，同时受地形、地质和其他环境因素影响，不同地区的边坡稳定性不同，边坡治理难度也不同，因此道路边坡防护治理已成为管养工程中比较常见的技术难题。在边坡防护治理时，抗滑桩、微型桩结构被广泛应用在边(滑)坡加固治理中，尤其是在大型滑坡，通常采用群桩体系、锚管构架体系、碳纤维增强结构等进行边坡加固。但是，现有的各类锚固体系均是将加固结构插入边坡滑动面内进行支撑固定，固定部位受力薄弱、稳定性受坡体影响加大，不能很好的发挥其加固效果，并且大多锚固体系施工复杂、经费较高，应用受到极大限制。尤其是对于大型滑坡，它属于地质灾害中危险最大的地质灾害之一，大型滑坡的治理更加复杂，难度系数极高，工程费用巨大，而且不易根治。目前大型滑坡往往采用分级支护方进行治理，分级支护是在滑坡的中部或上部采用支护结构分担一定的滑坡推力，但由于中上部滑动面较深，目前没有较好的方法来解决深滑面推力支挡的办法；还有的方法是在滑坡中部采用抗滑短桩像抗滑键一样实现深滑面分级支挡，但该方法仍然存在很多问题，施工困难且不能完全保证抗滑桩的越顶问题。
技术实现思路
<br>鉴于此，本专利技术的目的是提供一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系及方法，可以克服现有技术的不足。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，它包括多个布设在坡体内的锚固单元，所述锚固单元包括斜撑桩，在斜撑桩顶部设有抗滑主桩，底部设有支承台；所述斜撑桩沿坡体滑动方向设置，抗滑主桩沿垂直于坡体滑动方向设置，而支承台水平设置在坡脚处的路面下方。在前述抗滑主桩上还设有横向锚索结构。前述横向锚索结构包括多根横向锚索束，横向锚索束一端穿入坡体内的滑动面，另一端与设置在抗滑主桩桩顶的锚索梁连接。前述斜撑桩沿坡体滑动方向倾斜向下设置，倾斜角为40°-50°；抗滑主桩垂直于坡体滑动方向倾斜打入坡体内，其倾角为40°-50°。在前述相邻锚固单元的锚索梁之间设有连接梁，使两个锚固单元连接在一起。一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固方法，其包括以下步骤：s1、现场采集滑坡实时信息，计算滑坡推力；s2、构建抗滑锚固体系模型，进行抗滑锚固体系模型的受力分析计算；s3、根据步骤s2得出合理的锚固受力体系，使滑坡整体整体性能满足使用要求；s4、在大型滑坡上进行抗滑锚固体系的布置和施工。前述步骤s1和s2中，(a)根据平面滑动法计算出滑坡推力T；(b)再根据坡体岩土体性质将推力荷载T转化为三角形、矩形或梯形荷载分布在抗滑主桩上，将倾斜抗滑桩简化为垂直抗滑桩受力，采用结构力学法求解抗滑桩的受荷段、常规抗滑桩解法求解抗滑桩嵌固段；(c)采用力系平衡法解出支承台(3)需提供的支承力Fn。前述步骤s3中，使锚固体系的强度、刚度、稳定性满足要求，即锚固体系在受滑坡推力的作用下，①抗滑主桩不被剪断、斜撑桩不被压坏、反力台不被冲切破坏；②抗滑主桩、斜撑桩、支承台截面的微变形要满足要求；③锚固体系满足②的要求外，不能产生整体滑移变形破坏，斜撑桩不能发生顺、逆时针旋转破坏，反力台不能产生整体滑移和顺、逆时针翻转破坏。前述步骤s4中，在坡体未被扰动的情况下施作该体系，顺序为：开挖抗滑主桩孔-抗滑主桩施工-打锚索孔-横向锚索束施工-锚索梁施工-开挖斜撑桩和反力台的孔位-支承台和斜撑桩施工-回填压实。进行前述抗滑锚固体系施工时，抗滑主桩与斜撑桩、斜撑桩与支承台之间采用半真性接头连接；抗滑主桩与横向锚索结构之间采用真性接头相连，所述的半真性接头为：斜撑桩的配筋顶端部分延伸至抗滑主桩内实现二者连接，斜撑桩的配筋底端部分伸入支承台内实现二者相连；所述的真性接头为：锚索梁的配筋完全穿过抗滑主桩使锚索梁与抗滑主桩相连。与现有技术比较，本专利技术公开的一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系及方法，所述的锚固体系它包括多个布设在坡体内的锚固单元，所述锚固单元由抗滑主桩、支撑桩、支承台和横向锚索结构组成。其中，抗滑主桩为沿垂直于坡体滑动方向设置的倾斜桩，支撑桩为沿坡体滑动方向设置斜撑，支撑桩通过支承台消散支撑轴力，将滑坡推力转换为轴力，使轴力与地基承载力平衡；同时，桩顶施加横向锚索结构控制桩顶位移，进而使整个锚固体系受力变形协调。本专利技术还公开了一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固方法，通过计算的滑坡推力，结合构建的抗滑锚固体系模型，进行抗滑锚固体系模型的受力分析计算，可以得出合理的锚固受力体系，使滑坡整体性能满足使用要求，最后才进行抗滑锚固体系的布置和施工。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术结构简单，能够在嵌固端较差的情况下抵挡较大滑坡推力，尤其适用于滑坡推力大于300t的情况，可以使抗滑主桩充分地发挥抗滑作用，效果好，稳定性和安全性较高；(2)本专利技术根据锚固体系的实际受力分析，使抗滑主桩能与滑坡推力正交接触，缩短了主桩的转动力臂，斜撑桩使主桩的承载力需求重新分配的同时控制主桩变形，从而降低主桩对庄周土体抗力的过度依赖，将传统的完全被动桩体系改变为半被动半主动体系；(3)在抗滑锚固体系的布置和施工前，进行受力分析计算，可以在保证体系锚固性能的前提下，减少财力、物力和时间投入，经济效益好；(4)本专利技术可以广泛地应用于岩质、土质大型滑坡或高填方边坡，应用范围广，实用性强，推广性高。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术的结构示意图。图2为锚固体系的三维拓扑示意图。图3为锚固体系的力系分布图。图4为坡体滑力计算示意图。图5为滑坡推力分布示意图。图6为转化后的滑坡推力分布示意图。图7为支承台受力分析示意图。图8为锚固体系配筋布置图。图9为图8中A向局部示意图。图10为抗滑主桩施工示意图。图11为抗滑主桩桩孔截面示意图。图12为抗滑主桩桩孔内护臂的配筋布置图。具体实施方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。如图1-图2所示，一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，它包括多个布设在坡体4内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，其特征在于：它包括多个布设在坡体(4)内的锚固单元，所述锚固单元包括斜撑桩(2)，在斜撑桩(2)顶部设有抗滑主桩(1)，底部设有支承台(3)；所述斜撑桩(2)沿坡体滑动方向设置，抗滑主桩(1)沿垂直于坡体滑动方向设置，而支承台(3)水平设置在坡脚处的路面(5)下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，其特征在于：它包括多个布设在坡体(4)内的锚固单元，所述锚固单元包括斜撑桩(2)，在斜撑桩(2)顶部设有抗滑主桩(1)，底部设有支承台(3)；所述斜撑桩(2)沿坡体滑动方向设置，抗滑主桩(1)沿垂直于坡体滑动方向设置，而支承台(3)水平设置在坡脚处的路面(5)下方。


2.根据权利要求1所述的大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，其特征在于：在抗滑主桩(1)上还设有横向锚索结构。


3.根据权利要求2所述的大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，其特征在于：所述横向锚索结构包括多根横向锚索束(6)，横向锚索束(6)一端穿入坡体(4)内的滑动面(401)，另一端与设置在抗滑主桩(1)桩顶的锚索梁(7)连接。


4.根据权利要求3所述的大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，其特征在于：所述斜撑桩(2)沿坡体滑动方向倾斜向下设置，倾斜角为40°-50°；抗滑主桩(1)垂直于坡体滑动方向倾斜打入坡体(4)内，其倾角为40°-50°。


5.根据权利要求1-4任一所述的大型滑坡的悬臂抗滑锚固体系，其特征在于：在相邻锚固单元的锚索梁(7)之间设有连接梁(8)，使两个锚固单元连接在一起。


6.一种大型滑坡的悬臂抗滑锚固方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、现场采集滑坡实时信息，计算滑坡推力；
s2、构建抗滑锚固体系模型，进行抗滑锚固体系模型的受力分析计算；
s3、根据步骤s2得出合理的锚固受力体系，使滑坡整体整体性能满足使用要求；
s4、在大型滑坡上进行抗滑锚固体系的布置和施工。


7.根据权利要求6所述的大型滑坡的悬臂抗滑锚固方法，其特征在于：步骤s1和s2中，
(a)根据平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙万学，李昌龙，魏小楠，赵振宇，吴维义，姬同旭，陆瑜，谢贝贝，
申请(专利权)人：贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52