一种流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法与流程

本发明涉及一种流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法。

背景技术：

流状滑坡一般指受强降雨或地下水的影响，土体浸水饱和后呈流状滑动的滑坡。对于此类滑坡的治理加固，除采取常用的支挡措施加固外，将滑体中的水及时排出是非常重要的一个方面。目前的滑坡治理设计，一般采用支挡结构结合排水措施的方法，造价较高；且支挡结构多沿与滑动方向垂直的方向呈直线形布置，没有充分发挥侧壁的阻滑能力。因此，需探索一种较适用于流状滑坡的防治技术。

目前滑坡防治中，抗滑桩是最常用的抗滑支挡结构。采用抗滑桩技术治理流状滑坡时，由于桩间距较大(一般为几米)，流状土体易从桩间流走，使得抗滑桩起不到有效的阻滑作用。对于流状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。相对抗滑桩而言，微型桩的间距相对要小，对防止流状土体从桩间流出方面比抗滑桩效果要好。但是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，没有发挥滑坡侧壁的阻滑力。此外，在对流状滑坡治理时，抗滑桩或微型桩群等支挡结构均需结合专门的地下排水措施，综合造价高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法，既能提供足够的阻滑力使滑坡稳定，又可及时排出滑体中的水，防止滑体浸水饱和产生流状滑动，同时降低工程造价，非常适于实用。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法，在流状滑坡中打入多排微型桩，微型桩是采用钻孔、强配筋、注浆工艺施工的小口径灌注桩，相比普通抗滑桩，微型桩群的桩间距较小，可防止滑体从桩间流出。微型组合桩群以一定的弧度布置，从而与侧壁的地层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。另外设置一定比例的排水空心桩，通过在地表抽水的方式排出滑体内部的水。在排水空心桩中安装一定数量的地下水位计，根据实测的地下水位实时确定抽水的时间和抽水量，实现滑坡的智能排水。

本发明排水抗滑拱圈加固的设计原理：

滑坡推力由排水抗滑拱圈的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗。

排水抗滑拱圈的抗滑力由两部分构成，一是拱圈与滑面间的抗剪力，一是微型桩和排水空心桩的抗剪力。

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+τs’as’计算微型桩和排水空心桩的抗剪力；其中，τ’为微型桩和排水空心桩的抗剪力；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；τs’为排水空心桩的抗剪强度；as’为排水空心桩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’为微型桩和排水空心桩的抗剪力。

值得说明的是，排水空心桩采用预制桩，可为钢筋混凝土预制桩或预制钢管桩等，需要在预制桩上设置一定数量的排水孔，排水空心桩的外侧应布设反滤层。

排水空心桩的数量可根据滑坡具体需排出的水量确定，如根据当地地下水的丰沛程度、当地降雨量的大小等综合确定，本发明不限定排水空心桩的布置数量。此外除在拱圈范围内设置排水桩外，也可在滑坡其他部位分散布置一定数量的排水空心桩，使得滑坡中的水分散排出，加大排水效率。

在排水空心桩中布置地下水位计，实时监测地下水位高度。可根据实际情况设定地下水位阈值，若地下水位高度超过设定的阈值则触发报警，而后可以人工操作进行抽水。目前市场上有多种地下水位计，本发明不限定地下水位计的型号。

在排水空心桩中放置排水管，接入位于地面的抽水设备，在需要降水时可人工操作开关进行抽水。本发明不限定抽水设备和抽水管的规格。

本发明的有益效果为：(1)利用拱圈的抗滑力和滑坡侧壁稳定地层的阻滑力共同抵抗滑坡推力，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)设置带排水孔的排水空心桩，通过抽取排水空心桩中的水可有效降低地下水位，防止土体饱和流动；(5)通过设置地下水位计实时监测地下水位高度，在有需要时再进行排水，实现了一定程度的智能化。

附图说明

图1为本发明流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固剖面图；

图2为本发明流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固立面图；

图3为排水空心桩横截面图；

图4为排水空心桩剖面图。

图中标记为：1-滑坡，2-拱圈，3-微型桩，4-排水空心桩，5-桩顶联系梁，6-排水孔，7-钢筋，8-混凝土，9-反滤土工布，10-抽水管，11-抽水装置，12-水位计，13-监测系统。

具体实施方式

如图1所示，一种流状滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法，在滑坡1中打入多排微型桩3和排水空心桩4，并在桩顶用联系梁5联接，组合桩群以一定的弧度布置，与侧壁的地层共同形成拱圈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。微型桩3采用钻孔、强配筋、注浆工艺施工；排水空心桩4采用预制桩，桩身预留排水孔6，以使滑坡中的水深入排水空心桩4的中空部位，此外在排水空心桩4外侧布置反滤土工布9，防治排水孔6堵塞。在排水空心桩6的空心部分设置抽水管10并延伸至地表，通过抽水装置11以在地表抽水的方式排出滑体内部的水。在排水空心桩中安装一定数量的地下水位计12，利用地下水位计监测系统13实时监测滑坡中的地下水位，依据实测的地下水位确定抽水的时间和抽水量，实现滑坡的智能排水。

本发明排水抗滑拱圈加固的设计原理：

滑坡推力由排水抗滑拱圈的抗滑力和侧壁的阻滑力共同抵抗。

排水抗滑拱圈的抗滑力由两部分构成，一是拱圈与滑面间的抗剪力，一是微型桩和排水空心桩的抗剪力。

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+τs’as’计算微型桩和排水空心桩的抗剪力；其中，τ’为微型桩和排水空心桩的抗剪力；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；τs’为排水空心桩的抗剪强度；as’为排水空心桩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’为微型桩和排水空心桩的抗剪力。

值得说明的是，排水空心桩采用预制桩，可为钢筋混凝土预制桩或预制钢管桩等，需要在预制桩上设置一定数量的排水孔，排水空心桩的外侧应布设反滤层。

排水空心桩的数量可根据滑坡具体需排出的水量确定，如根据当地地下水的丰沛程度，当地降雨量的大小等综合确定，本发明不限定排水空心桩的布置数量。此外除在拱圈范围内设置排水桩外，也可在滑坡其他部位分散布置一定数量的排水空心桩，使得滑坡中的水分散排出，加大排水效率。

在排水空心桩中布置地下水位计，实时监测地下水位高度。可根据实际情况设定地下水位阈值，若地下水位高度超过设定的阈值则触发报警，而后可以人工操作进行抽水。目前市场上有多种地下水位计，本发明不限定地下水位计的型号。

在排水空心桩中放置排水管，接入位于地面的抽水设备，在需要降水时可人工操作开关进行抽水。本发明不限定抽水设备和抽水管的规格。

本发明的有益效果为：(1)利用拱圈的抗滑力和滑坡侧壁稳定地层的阻滑力共同抵抗滑坡推力，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)设置带排水孔的排水空心桩，通过抽取排水空心桩中的水可有效降低地下水位，防止土体饱和流动；(5)通过设置地下水位计实时监测地下水位高度，在有需要时再进行排水，实现了一定程度的智能化。

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。