一种堆积层滑坡微型组合桩群拱圈加固方法与流程

本发明涉及一种堆积层滑坡微型组合桩群拱圈加固方法。

背景技术：

我国西南山区广泛分布堆积层滑坡，其中很大一部分堆积层滑坡是由早期的崩塌而形成的。崩塌发生后，岩土体堆积于下方的沟谷中形成堆积体。此类堆积体一般比较松散，在降雨等诱发因素作用下容易再次发生滑动，即为堆积层滑坡。此类滑坡由于地处沟谷中，两侧壁多为稳定的基岩，在狭窄地段滑坡具有一定的锁固能力。目前滑坡防治支挡结构多沿与滑动方向垂直的方向呈直线形布置，没有充分发挥下伏沟谷基岩的锁固能力。现有抗滑桩设计时，将抗滑桩按抗弯构件考虑，根据设桩位置的滑坡推力计算桩身的内力，依次确定桩身的横截面尺寸、配筋等。施工时一般采用人工挖孔的方式成孔，然后绑扎钢筋笼，再进行混凝土的浇注。抗滑桩在平面上按直线形布置，依靠抗滑桩的抗弯能力抵抗滑坡推力，同时进行抗剪强度校核。其缺点在于：(1)人工挖孔成孔难度大，工期长；(2)施工人员在地下施工，存在一定的安全隐患；(3)成孔时若采用爆破施工，对滑体扰动较大；(4)成孔尺寸较大，成孔时易降低滑坡稳定性，促使滑坡滑动。(5)仅依靠抗滑桩的抗弯能力抵抗滑坡推力，没有发挥下伏沟谷基岩的锁固能力。另一种现有技术为：对于堆积层滑坡也可以采用微型桩群进行加固。微型桩采用钻孔-配筋-注浆的工艺进行施工，一般布置多排，依靠微型桩群的抗剪力或抗弯能力抵抗滑坡推力。其缺点在于：微型桩群在平面布置上一般设计为垂直于滑动方向的直线形，仅依靠微型桩群的抗剪或抗弯能力抵抗滑坡推力，同样没有发挥下伏沟谷基岩的锁固能力。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种堆积层滑坡微型组合桩群拱圈加固方法，利用微型组合桩群拱圈的抗滑力和滑坡侧壁稳定基岩的阻滑力共同抵抗滑坡推力，充分发挥下伏沟谷基岩的锁固能力，从而降低工程造价。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种堆积层滑坡微型组合桩群拱圈加固方法，在堆积层滑坡的狭窄地带打入一排以上的微型桩，微型桩在平面上按弧度布设，从而与侧壁的基岩共同形成微型组合桩群拱圈，依靠拱圈的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗滑坡推力。

作为优选，本发明微型组合桩群拱圈加固的设计原理：

滑坡推力由微型组合桩群拱圈的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗。

微型组合桩群拱圈的抗滑力由两部分构成，一是拱圈与滑面间的抗剪力，一是微型桩的抗剪力。

利用计算拱圈与滑面间的抗剪力；其中，τ为拱圈与滑面间的抗剪力；γ为拱圈的重度；h为拱圈的竖向高度；ag为拱圈与滑面接触面在水平方向的投影面积；α为设置拱圈位置滑面的倾角；为拱圈与滑面间的内摩擦角；c为拱圈与滑面间的粘聚力。

作为优选，利用τ'＝τsas计算微型组合桩群的抗剪力；其中，τ'为微型组合桩群的抗剪力；τs为微型桩配筋的抗剪强度；as为微型组合桩群中所有纵向钢筋的横截面积。

单侧滑坡侧壁的阻滑力t'由下式计算：

其中，t为拱圈位置的滑坡推力；l为拱圈位置滑坡的宽度；τ为拱圈与滑面间的抗剪力；τ'为微型组合桩群的抗剪力；β为侧壁与滑动方向的夹角；为拱圈与侧壁间的内摩擦角；c'为拱圈与侧壁间的粘聚力；ac为拱圈与侧壁的接触面积。

需满足k·t≤2t'+τ+τ'，式中，k为设计安全系数；t为拱圈位置的滑坡推力；t'为单侧滑坡侧壁的阻滑力；τ为拱圈与滑面间的抗剪力；τ'为微型组合桩群的抗剪力。

作为优选，微型桩的配筋可采用钢筋笼、钢筋束、钢管、型钢等。微型桩的布设型式可采用品字形、行列式等。

本发明的有益效果为：(1)利用微型组合桩群拱圈的抗滑力和滑坡侧壁稳定基岩的阻滑力共同抵抗滑坡推力，充分发挥下伏沟谷基岩的锁固能力，大大减少工程造价。(2)施工时采用钻机成孔，对滑体扰动小，施工方便，安全度高；(3)施工速度快，可快速止滑，特别适用于滑坡应急抢险；(4)混凝土浆液入渗，有效改良滑带岩土性质，提高滑坡自身的抗滑能力。

附图说明

图1为本发明微型组合桩群拱圈布置平面图；

图2为本发明微型组合桩群拱圈布置立面图；

图中标记为：1－滑体，2－拱圈，3－微型桩，4－桩顶联系梁。

具体实施方式

如图1所示，一种堆积层滑坡微型组合桩群拱圈加固方法，在堆积层滑坡的狭窄地带打入多排微型桩3，即在滑体1打入多排微型桩3，微型桩3在平面上按一定的弧度布设，从而与侧壁的基岩共同形成微型组合桩群拱圈2，依靠拱圈2的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗滑坡推力。在微型桩3的上端设置有桩顶联系梁4，用于连接微型桩3。

本发明微型组合桩群拱圈加固的设计原理：

滑坡推力由微型组合桩群拱圈的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗。

微型组合桩群拱圈的抗滑力由两部分构成，一是拱圈与滑面间的抗剪力，一是微型桩的抗剪力。

利用计算拱圈与滑面间的抗剪力；其中，τ为拱圈与滑面间的抗剪力；γ为拱圈的重度；h为拱圈的竖向高度；ag为拱圈与滑面接触面在水平方向的投影面积；α为设置拱圈位置滑面的倾角；为拱圈与滑面间的内摩擦角；c为拱圈与滑面间的粘聚力。

利用τ'＝τsas计算微型组合桩群的抗剪力；其中，τ'为微型组合桩群的抗剪力；τs为微型桩配筋的抗剪强度；as为微型组合桩群中所有纵向钢筋的横截面积。

单侧滑坡侧壁的阻滑力t'由下式计算：

其中，t为拱圈位置的滑坡推力；l为拱圈位置滑坡的宽度；τ为拱圈与滑面间的抗剪力；τ'为微型组合桩群的抗剪力；β为侧壁与滑动方向的夹角；为拱圈与侧壁间的内摩擦角；c'为拱圈与侧壁间的粘聚力；ac为拱圈与侧壁的接触面积。

需满足k·t≤2t'+τ+τ'，式中，k为设计安全系数；t为拱圈位置的滑坡推力；t'为单侧滑坡侧壁的阻滑力；τ为拱圈与滑面间的抗剪力；τ'为微型组合桩群的抗剪力。

通过在堆积层滑坡的狭窄地段以一定的弧度打入微型桩，使得微型桩、堆积体、侧壁基岩共同组成微型组合桩群拱圈，利用拱圈的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗滑坡推力，充分发挥侧壁基岩的锁固阻滑能力，大大减小工程造价，且能实现快速止滑。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。