一种边坡微型抗滑群桩布桩方法及其抗滑稳定性评价与流程

技术特征：

1.一种边坡微型抗滑群桩布桩方法，其特征在于，具体为，在同一桩位将三根或三根以上的微型桩依次打入土体，后打入的微型桩与先打入的微型桩侧面相切，最后打入的微型桩还与最先打入的微型桩侧面相切；设置冠梁将所有打入的微型桩套箍成一个整体；所述微型桩是指桩径为70～400mm的桩柱。

2.根据权利要求1所述的边坡微型抗滑群桩布桩方法，其特征在于，所述冠梁的形状纵向可以依坡面的弧度为折线形状，横向应保持水平；微型桩顶伸出冠梁板，使微型桩与冠梁形成一个整体。

3.权利要求1或2任一所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：边坡土层物理力学参数的确定；

步骤二：抗滑桩设计参数的确定及受力分析；

步骤三：微型抗滑群桩布桩方式的确定；

步骤四：微型抗滑群桩等效模量的确定；

步骤五：微型抗滑群桩等效刚度的确定；

步骤六：微型抗滑群桩内力临界设计参数的确定；

步骤七：微型抗滑群桩桩体抗滑稳定性的评价。

4.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤一中边坡土层物理力学参数的确定的具体方法为：由《边坡工程勘察规范》(YS5230—1996)及《土工试验规程》(SL237—1999)对待测定的边坡进行系统的勘察、试验及调查测绘，运用岩土原位试验或室内土工试验综合测定边坡坡体土层的物理力学参数，包括黏聚力c、内摩擦角天然重度γ；并根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219—2006)“附录C”查表确定地基比例系数m。

5.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤二中抗滑桩设计参数的确定及受力分析的具体方法为：

(1)抗滑桩设计参数的确定

根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219—2006)，结合工程地质资料和设计要求，确定桩的受荷段长度h₁，单位m，锚固段长度h₂，单位m，桩位间距s取3～5m；

(2)抗滑桩所受总推力的确定

每根桩所承受的滑坡推力与被动土压力之差等于桩中心距范围之内的滑坡推力：

P＝(P_T-E_p)·s (1)

式中，P-抗滑桩所受总推力，即抗滑桩总抗滑力，单位kN；P_T-单桩承受的桩前滑坡推力，单位kN，应按不同的滑动面类型选择相应的计算公式，具体见《滑坡防治工程设计与施工技术规范》“附录A”；E_p-桩前被动土压力，单位kN；s-桩位间距，单位m。

6.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤三中微型抗滑群桩布桩方式确定的具体方法为：选定同一桩位中微型桩的根数n，n为≥3的整数；根据同一桩位微型桩根数的不同，有不同的排列组合，原则为：同一水平面上不同微型桩的轴心依次相连形成的多边形为正多边形；

对于同一桩位，微型桩对称依次打设至设计标高，最终形成束状，使桩—桩间土形成一个整体，共同作用；

微型抗滑群桩在沉桩完毕后加设冠梁。

7.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤四中微型抗滑群桩等效模量确定的具体方法为：

$E=\underset{i=0}{\overset{n}{\Σ}}{E}_i{W}_i--\left(2\right)$

式中，E-微型抗滑群桩等效弹性模量，单位kPa；E_i-第i根微型桩的弹性模量i＝0,1,2,3,……n，取整数，i＝0时表示桩间土的压缩模量，根据工程地质手册取值；W_i-第i根微型桩的面积比例系数，A_i-第i根微型桩的横截面面积，单位m²，i＝0时表示桩间土的横截面面积。

8.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤五中微型抗滑群桩等效刚度确定的具体方法为：

三微型抗滑群桩：

四微型抗滑群桩：

五微型抗滑群桩：K＝E·(0.371πD⁴+0.106D⁴)； (5)

n微型抗滑群桩：

式中，K-桩土结构等效刚度，单位kN·m²；E-微型抗滑群桩等效弹性模量，单位kPa；D-微型桩单桩直径，单位m；a_i-第i个桩型心轴至桩土结构横截面型心轴的距离，单位m；I_n-微型桩轴心连线形成的正n边形的截面惯性矩，单位m⁴。

9.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤六中微型抗滑群桩内力临界设计参数确定的具体方法为：

依据式(7)、(8)确定微型抗滑群桩内力临界设计参数

$\left\{\begin{array}{c}{x}_y=x_A{A}_1+\frac{{\mathrm{\φ}}_A}{\mathrm{\α}}{B}_1+\frac{M_A}{{\mathrm{\α}}^{2}K}{C}_1+\frac{Q_A}{{\mathrm{\α}}^{3}K}{D}_1\\ M_y={\mathrm{\α}}^{2}K\left(x_{A}L+\frac{{\mathrm{\φ}}_A}{\mathrm{\α}}{B}_3+\frac{M_A}{{\mathrm{\α}}^{2}K}{C}_3+\frac{Q_A}{{\mathrm{\α}}^{3}K}{D}_3\right)\\ Q_y={\mathrm{\α}}^{3}K\left(x_A{A}_4+\frac{{\mathrm{\φ}}_A}{\mathrm{\α}}{B}_4+\frac{M_A}{{\mathrm{\α}}^{2}K}{C}_4+\frac{Q_A}{{\mathrm{\α}}^{3}K}{D}_4\right)\\ {\mathrm{\σ}}_y={\mathrm{myx}}_y\end{array}\right.---\left(7\right)$

式中：α-桩的变形系数，单位m^-1，m、D、K分别代表地基比例系数、微型桩单桩直径、桩土结构等效刚度；x_y、M_y、Q_y-分别表示锚固段桩身任一截面的位移，单位m；弯矩，单位kN·m；剪力，单位kN；随桩的换算深度而异的“m”法的影响函数值，根据《公路桥涵地基与基础设计规范》表P.0.8查表求得；x_A、φ_A、M_A、Q_A-分别表示滑动面处桩的位移，单位m；转角，单位rad；弯矩，单位kN·m；剪力，单位kN；σ_y—纵向侧压力，单位kPa；当桩底为自由端时，M_A、Q_A、x_A、φ_A由式(8)求得

$\left\{\begin{array}{c}{M}_A=\frac{1}{3}{\mathrm{Ph}}_1\\ Q_A=P\\ x_A=\frac{M_A}{{\mathrm{\α}}^{2}K}\·\frac{B_3{C}_4-C_3{B}_4}{A_3{B}_4-B_3{A}_4}+\frac{Q_A}{{\mathrm{\α}}^{3}K}\·\frac{B_3{D}_4-D_3{B}_4}{A_3{B}_4-B_3{A}_4}\\ {\mathrm{\φ}}_A=\frac{M_A}{\mathrm{\α}K}\·\frac{A_4{C}_3-C_4{A}_3}{A_3{B}_4-B_3{A}_4}+\frac{Q_A}{{\mathrm{\α}}^{2}K}\·\frac{A_4{D}_3-D_4{A}_3}{A_3{B}_4-B_3{A}_4}\end{array}\right.---\left(8\right).$

10.根据权利要求3所述的边坡微型抗滑群桩的抗滑稳定性评价方法，其特征在于，所述步骤七中微型抗滑群桩桩体抗滑稳定性评价的具体方法为：

根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219—2006)，确定群桩桩体土层允许侧压力σ_max：

1)如果σ_y≤σ_max，则表明微型抗滑群桩内力强度参数满足其桩体抗滑稳定性要求；

2)如果σ_y＞σ_max，则表明微型抗滑群桩内力强度参数不能满足其桩体抗滑稳定性要求；

此时可采取扩大微型桩截面、减小桩间距、增加微型桩数以改变布桩方法的方式按照前述步骤进行二次计算，直到桩侧承载能力满足要求，即可根据式(7)第3、4式进行下一步结构计算。