一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)及其高切坡加固施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)及其高切坡加固施工方法，其抗滑支擋結(jié)構(gòu)由弧形分布微樁群、懸臂樁和薄板三部分組合成一個整體抗滑結(jié)構(gòu),所述弧形分布微樁群布置于懸臂樁樁后,其中,兩相鄰懸臂樁之間布置一個弧形分布微樁群,所述薄板固定于相鄰懸臂樁之間。本發(fā)明充分利用懸臂樁間的土拱效應，通過弧形分布微樁群不僅將樁間土體的土壓力絕大部分地傳遞到懸臂樁上，也加固了懸臂樁間的土體，可顯著地減小懸臂樁數(shù)量和其間擋板的厚度及配筋，從而節(jié)約成本。特別是對高切坡工程加固施工，可明顯地減小切坡所造成的樁后土體擾動及回填土石方工程量。
【專利說明】一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)及其高切坡加固施工方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及巖土工程的抗滑支擋結(jié)構(gòu)領域，特別涉及斜/邊坡加固、滑坡治理等懸臂樁抗滑結(jié)構(gòu)。

【背景技術】
[0002]邊坡穩(wěn)定控制及滑坡災害治理是山區(qū)交通工程、城鎮(zhèn)建設、礦山及水電工程等最為重要的巖土工程及工程地質(zhì)問題之一。懸臂抗滑樁廣泛應用于高切方、填方邊坡加固及滑坡地質(zhì)災害治理等工程。懸臂樁自身的抗滑性能及樁間土的穩(wěn)定性是控制懸臂抗滑樁加固效果的重要因素?，F(xiàn)今懸臂抗滑樁的樁間土穩(wěn)定性控制主要采用樁間現(xiàn)澆(或預制)鋼筋混凝土板等進行聯(lián)合支護，形成樁板墻結(jié)構(gòu)。由于懸臂樁間土體具有明顯的土拱效應，充分利用這一原理對優(yōu)化懸臂式抗滑樁截面、配筋及間距等設計具有重要的指導意義。常規(guī)的懸臂樁板墻結(jié)構(gòu)并沒有充分地利用樁間土體的土拱效應，進而造成樁間板仍受較大的土壓力作用，這使得現(xiàn)今的樁間鋼筋混凝土板仍需要較大厚度和較多配筋，而且板體較弱的抗彎抗拉受力機制決定了樁間距也不宜過大。由于相對較小樁間距及較厚樁間板等特征，現(xiàn)常用的懸臂樁板墻抗滑結(jié)構(gòu)成本仍相對較高。特別對于高切坡工程的懸臂樁加固，樁前土開挖及樁間板施工，必定會造成較大范圍的樁間、樁后土體擾動，進而導致較大工程量的樁后土體開挖與回填工程，甚至可能在施工過程中造成災難性滑坡災害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)及其高切坡加固施工方法，此抗滑支擋結(jié)構(gòu)不僅具有很強的整體抗滑性能，而且也可保證樁間土穩(wěn)定又節(jié)約材料及施工成本。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)，所述抗滑支擋結(jié)構(gòu)由弧形分布微樁群、懸臂樁和薄板三部分組合成一個整體抗滑結(jié)構(gòu)，所述弧形分布微樁群布置于懸臂樁樁后，其中，兩相鄰懸臂樁之間布置一個弧形分布微樁群，所述薄板固定于相鄰懸臂樁之間。
[0006]進一步，所述弧形分布微樁群及懸臂樁均穿過潛在滑體并且嵌入穩(wěn)定基巖。
[0007]進一步，所述弧形分布微樁群由多排弧形分布的微樁組成，多排弧形分布微樁所構(gòu)成的微樁群整體排列弧度按雙曲線或圓弧設計。
[0008]進一步，所述弧形分布微樁群至少由三排微樁且排間呈梅花型交錯排列組成。
[0009]進一步，所述微樁排間距約為1.5?2倍微樁直徑，每排微樁的樁中心間距約為2?3倍微樁直徑。
[0010]進一步，所述懸臂樁后側(cè)預留微樁群弧形連接槽，槽寬約為微樁群寬度的2/3，槽高與連接段的微樁高度一致，槽弧形段半徑等于或略大于微樁半徑，懸臂樁側(cè)面的中前部位預留薄板連接槽，薄板連接槽的高度等于薄板高度，其寬度等于或略大于薄板寬度。
[0011]進一步，所述薄板上預留排水孔且板后布設反濾層。
[0012]一種高切坡加固施工方法，包括如下步驟:
[0013]S1.開挖懸臂樁孔并澆注成樁；
[0014]S2.在懸臂樁后鉆多個弧形分布的微樁孔并灌注成樁；
[0015]S3.開挖懸臂樁前及樁間土體，在懸臂樁間澆筑或者插入薄板；
[0016]S4.施作薄板后的反濾層，回填樁間及樁后土至懸臂樁頂。
[0017]進一步，所述步驟SI包括如下分步驟:
[0018]S1-1.按設計要求，在坡面上布設懸臂樁位置并開挖成樁孔；
[0019]S1-2.按設計配筋要求，將制作好的鋼筋籠吊裝入孔；
[0020]S1-3.澆注混凝土成樁，且樁后側(cè)預留微樁連接槽及兩側(cè)面中前部預留薄板連接槽。
[0021]進一步，所述步驟S2包括如下分步驟:
[0022]S2-1.按設計要求，在坡面上弧形布設并鉆微樁孔；
[0023]S2-2.微樁孔內(nèi)下放鋼管，如有配筋則在鋼管內(nèi)再布設鋼筋；
[0024]S2-3.從下至上分段灌注砂漿并提升鉆孔套管，完成所有微樁施工。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明依據(jù)懸臂抗滑樁的土拱效應原理，通過在懸臂樁間布置弧形分布微樁群和薄板，且它們之間相互連接，形成一個可明顯提高抗滑性能及樁間土穩(wěn)定的微樁群-懸臂樁-薄板抗滑組合結(jié)構(gòu)。由于懸臂樁間弧形分布微樁群對樁間土的加固作用，加之微樁群間將更多的土壓力傳遞到懸臂樁上，進而不僅可明顯地增大樁間距，從而減小懸臂抗滑樁數(shù)量，也可大大減小樁間板的厚度及配筋，從而大大地降低工程成本。本發(fā)明之高切坡加固施工方法，由于微樁群有效地控制了樁間土體穩(wěn)定，故顯著地減小了切坡所造成的樁后土體擾動及回填土石方量，有利于坡體穩(wěn)定。
[0026]本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述，其中:
[0028]圖1是本發(fā)明抗滑結(jié)構(gòu)平面示意圖；
[0029]圖2是圖1中A-A剖面圖；
[0030]圖3是圖1中B-B剖面圖；
[0031]圖4是本發(fā)明懸臂樁截面邊界輪廓示意圖；
[0032]圖5是本發(fā)明微樁截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖中標記為:1-懸臂樁；2_微樁；3_薄板；4_反濾層；5_樁后潛在滑體；6_薄板、微樁群與懸臂樁間巖土體；7_鋼管；8_微樁孔壁；9_砂衆(zhòng)；10-微樁群連接槽；11_薄板連接槽；12_排水孔；13_穩(wěn)定基巖；14_樁前巖土體；15_斜/邊坡表面；16_潛在滑動面；17-樁前開挖面；a-懸臂樁中心間距；b-懸臂樁寬；c-微樁排間距；d-微樁群鄰接段間距；S-微樁中心間距；w-微樁群寬度；f_微樁群矢高；r-微樁半徑而-鋼管半徑。

【具體實施方式】
[0034]以下將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。應當理解，優(yōu)選實施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護范圍。
[0035]如圖所示，一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)，所述抗滑支擋結(jié)構(gòu)由弧形分布微樁群、懸臂樁I和薄板3三部分組合成一個整體抗滑結(jié)構(gòu)，所述弧形分布微樁群布置于懸臂樁樁后，其中，兩相鄰懸臂樁之間布置一個弧形分布微樁群，所述薄板固定于相鄰懸臂樁之間。
[0036]本實施例中，所述弧形分布微樁群及懸臂樁均穿過潛在滑體并且嵌入穩(wěn)定基巖13，微樁嵌入深度約其長度的0.1?0.2倍，懸臂樁嵌入深度需滿足整體抗滑安全設計要求。
[0037]本實施例中，所述弧形分布微樁群由多排弧形分布的微樁2組成，多排弧形分布微樁所構(gòu)成的微樁群整體排列弧度按雙曲線或圓弧設計，弧度矢高取經(jīng)驗值約0.4?0.6倍懸臂樁凈間距(a_b)。
[0038]本實施例中，所述弧形分布微樁群至少由三排微樁且排間呈梅花型交錯排列組成，微樁排間距c約為1.5?2倍微樁直徑2r,每排微樁的樁中心間距s約為2?3倍微樁直徑2r。
[0039]本實施例中，微樁采用鉆孔樁，成孔過程中應控制孔壁穩(wěn)定以避免塌孔閉孔等現(xiàn)象；鉆孔微樁結(jié)構(gòu)可選取鋼管-砂漿樁，鋼管半徑約為0.5?0.8倍微樁半徑；如果樁后潛在滑體5的下滑力較大，也可在鋼管-砂漿樁的鋼管內(nèi)再布設鋼筋。
[0040]本實施例中，懸臂樁后側(cè)預留微樁群弧形連接槽，槽寬約為微樁群寬度w的2/3，槽高與連接段的微樁高度一致，槽弧形段半徑等于或略大于微樁半徑r;懸臂樁側(cè)面的中前部位預留薄板連接槽，薄板連接槽的高度等于薄板高度，其寬度等于或略大于薄板寬度。
[0041]本實施例中，微樁群在懸臂樁附近的鄰接段間距d約為1.5-2倍微樁直徑2r，因此微樁群寬度w約為b/2-(0.5?l)r。
[0042]本實施例中，在懸臂樁間布設薄板，薄板上預留排水孔且板后布設反濾層4，薄板通過懸臂樁上預留的薄板連接槽與懸臂樁相連。
[0043]本實施例中，薄板可采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板或嵌掛預制板，其高度略大于懸臂樁懸臂段高度h，厚度不超過樁最長邊長的1/10。如果采用現(xiàn)澆方案則懸臂樁上的薄板連接槽需預留連接鋼筋，如采用預制板則其寬度略小于薄板連接槽寬度。
[0044]本實施例利用弧形分布微樁群-懸臂樁-薄板抗滑組合結(jié)構(gòu)，以防止?jié)撛诓环€(wěn)定滑體5沿潛在滑動面16滑動，并保證懸臂樁I的樁間巖土穩(wěn)定。
[0045]本實施例懸臂樁I采用現(xiàn)場澆注鋼筋混凝土，深入穩(wěn)定基巖13的深度需滿足斜/邊坡整體抗滑安全設計要求。如圖4所示:懸臂樁I后側(cè)預留微樁群連接槽10，槽寬約為微樁群寬度w的2/3，槽弧形段半徑等于或略大于微樁半徑r ;懸臂樁I側(cè)面中前部位預留薄板連接槽11，其槽寬等于或略大于薄板厚度，其高度等于薄板高度。
[0046]本實施例微樁2采用鉆孔樁，施工過程中注意維護孔壁8的穩(wěn)定。鋼管7的半徑Π約為微樁半徑r的0.5?0.8倍。弧形微樁群的矢高f取經(jīng)驗值約0.4?0.6倍懸臂樁凈間距(a-b)。微樁群至少由三排且排間呈梅花型交錯排列組成，微樁排間距c約為1.5?2倍微樁直徑2r,每排微樁的樁中心間距s約為2?3倍微樁直徑2r。微樁群寬度w約為b/2-(0.5?I) r，微樁群鄰接段間距d約為1.5-2倍微樁直徑2r。
[0047]本實施例的高切坡加固施工方法，其具體實施步驟如下:
[0048]S1.開挖懸臂樁孔并澆注成樁，其包括三個分步驟:首先根據(jù)坡體抗滑穩(wěn)定性分析，設計樁截面大小、間距及配筋等，在坡面15上布設懸臂樁I位置并開挖成樁孔；進而將預先按配筋要求制作好的鋼筋籠吊裝入樁孔；然后澆注混凝土成樁，且在樁后側(cè)面預留微樁連接槽10及兩側(cè)面預留薄板連接槽11。
[0049]S2.鉆微樁孔并灌注成微樁2，其包括三個分步驟:根據(jù)樁間土穩(wěn)定性要求，設計微樁排數(shù)、寬度、直徑及布置等，在坡面15上布設并鉆微樁孔；繼而在微樁孔內(nèi)下放鋼管7至微樁孔底，如有配筋則在鋼管內(nèi)再布設鋼筋；然后從下至上分段灌注砂漿并逐漸提升鉆孔套管，完成所有微樁施工。
[0050]S3.開挖懸臂樁I前土體，完成薄板施工，其包括兩個分步驟:待懸臂樁及微樁完全凝固到設計強度后，開挖懸臂樁I前方及樁間土體至樁前地面17標高；再施工薄板(預制板嵌入及砂漿填縫或現(xiàn)澆鋼筋混凝土)，薄板上留設多排排水孔12。
[0051]S4.施作薄板前反濾層4，回填樁間及樁后土至樁頂。待薄板施工完畢且達到穩(wěn)定強度后，施作薄板后方的反濾層4，以提高排水孔12的排水效果；然后在微樁群、懸臂樁及薄板所圍成的土體6內(nèi)補充填土并壓實至樁頂。
[0052]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述抗滑支擋結(jié)構(gòu)由弧形分布微樁群、懸臂樁和薄板三部分組合成一個整體抗滑結(jié)構(gòu)，所述弧形分布微樁群布置于懸臂樁樁后，其中，兩相鄰懸臂樁之間布置一個弧形分布微樁群，所述薄板固定于相鄰懸臂樁之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述弧形分布微樁群及懸臂樁均穿過潛在滑體并且嵌入穩(wěn)定基巖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述弧形分布微樁群由多排弧形分布的微樁組成，多排弧形分布微樁所構(gòu)成的微樁群整體排列弧度按雙曲線或圓弧設計。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述弧形分布微樁群至少由三排微樁且排間呈梅花型交錯排列組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述微樁排間距約為1.5?2倍微樁直徑，每排微樁的樁中心間距約為2?3倍微樁直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述懸臂樁后側(cè)預留微樁群弧形連接槽，槽寬約為微樁群寬度的2/3，槽高與連接段的微樁高度一致，槽弧形段半徑等于或略大于微樁半徑，懸臂樁側(cè)面的中前部位預留薄板連接槽，薄板連接槽的高度等于薄板高度，其寬度等于或略大于薄板寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗滑支擋結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述薄板上預留排水孔且板后布設反濾層。
8.一種高切坡加固施工方法，其特征在于:包括如下步驟: 51.開挖懸臂樁孔并澆注成樁； 52.在懸臂樁后鉆多個弧形分布的微樁孔并灌注成樁； 53.開挖懸臂樁前及樁間土體，在懸臂樁間澆筑或者插入薄板； 54.施作薄板后的反濾層，回填樁間及樁后土至懸臂樁頂。
9.如權(quán)利要求8所述的高切坡加固施工方法，其特征在于:所述步驟SI包括如下分步驟: S1-1.按設計要求，在坡面上布設懸臂樁位置并開挖成樁孔； S1-2.按設計配筋要求，將制作好的鋼筋籠吊裝入孔； 51-3.澆注混凝土成樁，且樁后側(cè)預留微樁連接槽及兩側(cè)面中前部預留薄板連接槽。
10.如權(quán)利要求8所述高切坡加固施工方法，其特征在于:所述步驟S2包括如下分步驟: 52-1.按設計要求，在坡面上弧形布設并鉆微樁孔； S2-2.微樁孔內(nèi)下放鋼管，如有配筋則在鋼管內(nèi)再布設鋼筋； S2-3.從下至上分段灌注砂漿并提升鉆孔套管，完成所有微樁施工。
【文檔編號】E02D29/02GK104404971SQ201410705479
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】黃達, 戴超, 曾彬, 顧東明, 鐘助 申請人:重慶大學