一種巨型滑坡錨固結構的設計方法技術

一種巨型滑坡錨固結構的設計方法，以能夠有效錨固巨型滑坡滑面，使得承擔巨型滑坡推力的能力得到很大提高，且更為經濟合理。按如下步驟進行設計：根據滑坡設計推力、地質條件及工程經驗確定各排剪力隼沿滑帶的布置位置；確定各排剪力隼的布置方式，以及相鄰兩剪力隼單體的凈距；確定剪力隼單體埋入深度及推力分布模式，通過模型試驗和數值模擬確定優化方案；基于傳統滑坡推力計算采用的傳遞系數法，依次計算各排剪力隼滑坡推力，計算中考慮隼前土體抗力和隼后滑坡推力及抗力的折減；依次按各排剪力隼滑坡推力進行截面及配筋試設計，如無合理方案，則調整該排剪力隼位置返回第4步繼續檢算。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及土木工程，特別涉及一種滑面明確的巨型滑坡治理工程錨固結構及其設計方法。
技術介紹
隨著我國的西部開發、中部崛起的區域發展戰略繼續實施以及“一帶一路”戰略積極推進，我國西部山區鐵路干線加速推進，給鐵路建設帶來了巨大的挑戰。山區鐵路相對于平原鐵路有其獨有的弱點，山區地勢起伏強烈，滑坡災害十分發育。鐵路一直是遭受滑坡危害最頻繁、最嚴重的一項工程之一?；聦﹁F路的危害主要表現為：破壞線路、中斷行車、危害站場、砸壞站房、推移橋墩、錯斷隧道、摧毀明洞、造成人身傷亡和行車事故。因此滑坡治理工程特別重要。而滑坡治理是一項投資巨大、技術復雜、施工危險而艱巨的抗災工程。根據《鐵路工程不良地質勘察規程》(TB10027-2001/J125-2001)規范規定，滑坡按照體積規模大小可分為小型(<4×104m3)、中型(4×104m3～30×104m3)、大型(30×104m3～100×104m3)以及巨型滑坡(>100×104m3)。目前，針對推力較小的中小型滑坡治理，多采用擋土墻等支擋結構；針對推力較大的大型滑坡治理，多采用鋼筋混凝土懸臂式和埋入式抗滑樁。抗滑樁具有抗力大、對滑體穩定影響小、設樁位置靈活等優點。對于一般大型滑坡多以鋼筋混凝土懸臂式抗滑樁為主，而對于厚層大型滑坡，滑坡推力增大，此時若仍然采用鋼筋混凝土懸臂式抗滑樁，并不經濟，宜采用埋入式樁，可有效減少樁身彎矩，節省投資。巨型滑坡是指滑坡體積大于100×104m3、滑帶深度大于25m的滑坡。巨型滑坡通常具有復雜的形成機制，其發生是一個復雜的地質-力學過程，這個過程的發生是以滑動面的貫穿過程為主線的，滑動面的形成及貫穿往往具有累進性破壞的特征。巨型滑坡具有滑帶深度更深，滑坡推力更大等特點，此時，采用傳統的鋼筋混凝土懸臂式及埋入式抗滑樁不僅不經濟而且較難抵抗如此巨大的滑坡推力。除此之外，在巨型滑坡的治理過程中，還會遇到因滑坡推力巨大導致常規的單排抗滑樁難以滿足支擋設計要求的情況。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種巨型滑坡錨固結構，以能夠有效錨固巨型滑坡滑面，使得承擔巨型滑坡推力的能力得到很大提高，且更為經濟合理。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案是：本專利技術的一種巨型滑坡錨固結構，其特征是：它包括沿滑帶延伸方向間隔成排布設的剪力隼，各排剪力隼包括一只剪力隼單體，或者包括橫向間隔布設的至少兩只剪力隼單體，各剪力隼單體上部位于滑體內，下部則穿過滑帶進入穩定地層。本專利技術所要解決的另一問題是提供一種巨型滑坡錨固結構的設計方法，該方法包括如下步驟：1)根據滑坡設計推力、地質條件及工程經驗確定各排剪力隼沿滑帶(12)的布置位置；2)確定各排剪力隼的布置方式，以及相鄰兩剪力隼單體的凈距；3)確定剪力隼單體埋入深度及推力分布模式，通過模型試驗和數值模擬確定優化方案；4)基于傳統滑坡推力計算采用的傳遞系數法，依次計算各排剪力隼滑坡推力，計算中考慮隼前土體抗力和隼后滑坡推力及抗力的折減；5)依次按各排剪力隼滑坡推力進行截面及配筋試設計，如無合理方案，則調整該排剪力隼位置返回第4步繼續檢算。本專利技術的有益效果是，以剪力隼作為組合的結構，能有效錨固巨型滑坡滑面并整體承擔滑坡推力，解決鋼筋混凝土懸臂式及埋入式抗滑樁設計時尺寸過大或無法抵抗滑坡推力的問題，而且更為經濟合理。附圖說明本說明書包括如下四幅附圖：圖1是本專利技術一種巨型滑坡錨固結構的示意圖；圖2是本專利技術一種巨型滑坡錨固結構中剪力隼的布置方式示意圖；圖3是本專利技術一種巨型滑坡錨固結構中剪力隼的布置方式示意圖；圖4是本專利技術一種巨型滑坡錨固結構考慮隼間土影響的滑坡推力示意圖。圖中示出零部件、部位名稱及所對應的標記：坡面10、滑體11、滑帶12、穩定地層13、剪力隼單體20，隼前21，隼后22。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。參照圖1，本專利技術的一種巨型滑坡錨固結構包括沿滑帶12延伸方向間隔成排布設的剪力隼，各排剪力隼包括一只剪力隼單體20，或者包括橫向間隔布設的至少兩只剪力隼單體20，各剪力隼單體20上部位于滑體11內，下部則穿過滑帶12進入穩定地層13。以剪力隼作為組合的結構，能有效錨固巨型滑坡滑面并整體承擔滑坡推力，解決鋼筋混凝土懸臂式及埋入式抗滑樁設計時尺寸過大或無法抵抗滑坡推力的問題，而且更為經濟合理。參照圖1，所述剪力隼單體20頂部埋入深度為相應位置處滑體11厚度的1/4～1/3。剪力隼的布設一般有圖2和圖3示出的兩種典型方式。參照圖2，所述各剪力隼單體20在橫斷面上按矩陣布設，相鄰兩剪力隼單體20的凈距為2～4B，B為剪力隼單體20的寬度。參照圖3，所述各剪力隼單體20在橫斷面上按梅花型布設，相鄰兩剪力隼單體20的凈距為2～3B，B為剪力隼單體20的寬度。本專利技術一種巨型滑坡錨固結構的設計方法，包括如下步驟：1)根據滑坡設計推力、地質條件及工程經驗確定各排剪力隼沿滑帶12的布置位置；2)確定各排剪力隼的布置方式，以及相鄰兩剪力隼單體20的凈距；3)確定剪力隼單體20埋入深度及推力分布模式，通過模型試驗和數值模擬確定優化方案；4)基于傳統滑坡推力計算采用的傳遞系數法，依次計算各排剪力隼滑坡推力，計算中考慮隼前21土體抗力和隼后22滑坡推力及抗力的折減；5)依次按各排剪力隼滑坡推力進行截面及配筋試設計，如無合理方案，則調整該排剪力隼位置返回第4步繼續檢算。具體要求參見《混凝土結構設計規范》GB50010和《建筑抗震設計規范》GB50011。所述步驟3)中的優化方案為，剪力隼單體20頂部埋入深度為相應位置處滑體11厚度的1/4～1/3；各排剪力隼的間距小于4B；最后排剪力隼隼前21沿樁長推力分布模式近似為梯形分布，隼后22抗力分布模式近似為三角形分布；前排剪力隼隼前21沿樁長推力分布模式近似為矩形分布，隼后22抗力分布模式近似為三角形分布。參照圖4，受隼間土體影響，多排剪力隼滑坡推力的計算方法與單排剪力隼滑坡推力的計算方法不同，本專利技術各排剪力隼所需承受的滑坡推力計算，考慮了隼前21土體抗力，隼后22滑坡推力及抗力的折減，具體各排剪力隼滑坡推力計算方法如下：其中： F b n = ∫ 0 h n m H yx y d y ]]>式中：Fn為第n排剪力隼所承受的滑坡推力；En為第n-1排剪力隼至第n排剪力隼之間土體剩余下滑力，按照傳遞系數法計算；Fbn為第n排剪力隼，隼前21抗力；φen為第n排剪力隼，隼后22滑坡推力折減系數；φfn為第n排剪力隼，隼后22抗力折減系數；dn為第n排剪力隼，排間距；Bn為第n排剪力隼，隼間距；hn為第n排剪力隼，滑面到隼頂的距離；mH為地基系數隨深度變化的比例系數；xy為第n排剪力隼地層y處水平位移值；y為第n排剪力隼截面至滑面的距離。本專利技術的一種巨型滑坡錨固結構的施工方法如下：①采用跳挖法進行剪力隼挖孔，具體挖孔方法可參照常規抗滑樁施工方法。②埋入鋼筋籠后澆筑混本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種巨型滑坡錨固結構，其特征是：它包括沿滑帶(12)延伸方向間隔成排布設的剪力隼，各排剪力隼包括一只剪力隼單體(20)，或者包括橫向間隔布設的至少兩只剪力隼單體(20)，各剪力隼單體(20)上部位于滑體(11)內，下部則穿過滑帶(12)進入穩定地層(13)。

【技術特征摘要】
1.一種巨型滑坡錨固結構，其特征是：它包括沿滑帶(12)延伸方向間隔成排布設的剪力隼，各排剪力隼包括一只剪力隼單體(20)，或者包括橫向間隔布設的至少兩只剪力隼單體(20)，各剪力隼單體(20)上部位于滑體(11)內，下部則穿過滑帶(12)進入穩定地層(13)。2.如權利要求1所述一種巨型滑坡錨固結構，其特征是：所述剪力隼單體(20)頂部埋入深度為相應位置處滑體(11)厚度的1/4～1/3。3.如權利要求1所述一種巨型滑坡錨固結構，其特征是：所述各剪力隼單體(20)在橫斷面上按矩陣布設，相鄰兩剪力隼單體(20)的凈距為2～4B，B為剪力隼單體(20)的寬度。4.如權利要求1所述一種巨型滑坡錨固結構，其特征是：所述各剪力隼單體(20)在橫斷面上按梅花型布設，相鄰兩剪力隼單體(20)的凈距為2～3B，B為剪力隼單體(20)的寬度。5.如權利要求1至4任意一頂所述一種巨型滑坡錨固結構的設計方法，包括如下步驟：1)根據滑坡設計推力、地質條件及工程經驗確定各排剪力隼沿滑帶(12)的布置位置；2)確定各排剪力隼的布置方式，以及相鄰兩剪力隼單體(20)的凈距；3)確定剪力隼單體(20)埋入深度及推力分布模式，通過模型試驗和數值模擬確定優化方案；4)基于傳統滑坡推力計算采用的傳遞系數法，依次計算各排剪力隼滑坡推力，計算中考慮隼前(21)土體抗力和隼后(22)滑坡推力及抗力的折減；5)依次按各排剪力隼滑坡推力進行截面及配筋試設計，如無合理方案，則調整該排剪力隼位置返回第4步繼續檢算。6.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏永幸，徐駿，郭海強，楊泉，高柏松，肖飛知，王珣，
申請(專利權)人：中鐵二院工程集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：四川;51