滑坡的支挡单元、支挡结构及施工方法与流程

本发明涉及岩土工程领域，特别是指一种滑坡的支挡单元、支挡结构及施工方法。

背景技术：

我国是地质灾害频发的国家，其中约75％为滑坡灾害。随着地下水的不断侵蚀，岩石裂隙不断发育，稳定的山体可能产生变形与滑动。同时，我国是一个多山区国家，铁路、公路多位于山体坡脚，并沿水体岸边展布，当山体经历水体蓄水与暴雨工况时，原来稳定的山体可能诱发形成潜在滑坡的概率将大大增加，从而可能对山体附近的线路、车辆以及居民产生威胁，因此，必须采取相应的工程措施进行综合治理。

但是，现有技术对滑坡的治理主要存在以下问题：①当遇到大型与特大型滑坡灾害，例如，滑体高度超过100m，体积在数千万方以上时，坡脚处会存在极大的下滑力，而现有的常规工程措施往往无法抵抗如此大的下滑力，不能满足山体的稳定性与变形要求，由此可能会对山体附近的线路稳定和列车安全造成不良影响；②当线路的一侧处于山体坡脚，且线路的另一侧存在河流时，由于地下水出露导致水位较高，无法提供常规结构(例如普通抗滑桩)的施工条件，施工将受到极大的限制。即使付出巨大代价，对工程进行改移，对滑坡区重新规划，降低滑坡治理力度，但产生地质灾害的隐患仍然存在，严重情况下，滑塌体会阻塞河流，堵塞部分与全部河道，形成堰塞湖，从而对下游产生巨大的威胁，进一步会导致需要花费更加高昂的治理费用，由此造成巨大的经济损失；③常规支挡结构无法保证滑坡下滑段落垂直与水平变形的均一性，由此也会对线路行车安全带来较大的安全隐患。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种滑坡的支挡单元、支挡结构及施工方法，以主要解决现有技术所采用的支挡结构无法满足大型、超大型滑坡坡脚稳定性的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明第一方面提供了一种滑坡的支挡单元，所述支挡单元为钢筋混凝土结构，所述支挡单元包括顶板、支撑梁和桩体；

所述支撑梁的数量为至少两个，每个所述支撑梁上连接有至少两个所述桩体，所述支撑梁和所述桩体均设置在所述顶板的同一侧；

所述桩体的长度至少能穿过滑坡的滑动带，并达到预设深度。

进一步地，所述支撑梁与所述顶板连接或间隔设置；所述支撑梁的数量为两个，两个所述支撑梁平行间隔设置；

每个所述支撑梁上均平行间隔设置有三个所述桩体；其中一个所述支撑梁上的三个所述桩体与另一个所述支撑梁上的三个所述桩体一一对齐。

进一步地，所述桩体的横截面的形状为圆形、方形或矩形。

进一步地，所述桩体为钻冲孔灌注桩、沉管灌注桩或挖孔灌注桩。

进一步地，所述桩体的直径为1.5-2.5m；

和/或，在每个所述支撑梁上平行间隔设置的三个所述桩体中，相邻的两个所述桩体之间的桩间距为所述桩体的直径的3-5倍；

和/或，两个所述支撑梁上一一对齐的两个所述桩体之间的桩间距为所述桩体的直径的2-3倍。

进一步地，所述支撑梁的高度为所述桩体的直径的1-2倍且不小于2m；所述支撑梁的宽度为所述桩体的直径的1-2倍；和/或，

所述顶板的高度为0.8-1.5m；和/或，

所述顶板的长度为10-15m。

本发明第二方面还提供了一种滑坡的支挡结构，所述支挡结构包括至少两个上述所述的支挡单元；

所有所述支挡单元沿滑坡的滑坡体的坡脚并排设置；

所述顶板和所述支撑梁均与所述滑坡体连接；

所述桩体至少能穿过所述滑坡的滑动带，并达到预设深度。。

进一步地，相邻的两个所述支挡单元之间具有伸缩沉降缝。

本发明第三方面还提供了一种用于上述所述的滑坡的支挡结构的施工方法，所述施工方法包括：

按照每个所述支挡单元的所述顶板和所述支撑梁的设定标高与设定尺寸在滑坡的坡脚处的滑坡体上开槽；

按照每个所述支挡单元的所述桩体的设定位置和设定尺寸开挖所述桩体的桩孔；

在所述桩孔中安装钢筋笼；

安装所述顶板的模板与钢筋，以及所述支撑梁的模板与钢筋；

浇筑混凝土，将同一个所述支挡单元的所述桩体、所述顶板和所述支撑梁连成整体。

进一步地，所述钢筋笼的长度需留有可以插入所述支撑梁或所述顶板的余量；和/或，

所述支撑梁中沿高度方向布置的钢筋的长度需留有可以插入所述顶板的余量。

本发明提供了一种滑坡的支挡单元、支挡结构及施工方法，通过在大型与超大型滑坡的坡脚并排设置至少两个支挡单元，可以极大地提高大型和超大型滑坡坡脚的稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种滑坡的支挡单元的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种滑坡的支挡单元的横向视图；

图3为为本发明实施例一提供的一种滑坡的支挡单元的纵向视图；

图4为本发明实施例二提供的一种滑坡的支挡结构的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的一种滑坡的支挡结构的横向示意图；

图6为本发明实施例三提供的一种滑坡的支挡结构的施工方法的流程图。

附图标记：支挡单元100；顶板1；支撑梁2；桩体3；滑坡体200；稳定滑床300；滑动带400。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

在本发明的描述中，方位或位置关系为基于支挡结构的正常使用状态，如附图2和附图4所示的方位或位置关系，其中，“上”为附图2的上方向，“高度”为附图2的上下方向，“横向”为图4的前后方向，“纵向”为图4的前后方向，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明所述的大型滑坡主要是指滑坡体积为30万-100万m³的滑坡，超大型滑坡主要是指滑坡体积大于100万m³的滑坡。

实施例一

本发明实施例一提供了一种滑坡的支挡单元100，如图1至图3所示，该支挡单元100为钢筋混凝土结构，支挡单元100包括顶板1、支撑梁2和桩体3，支撑梁2与顶板1连接，桩体3与支撑梁2连接。

具体地，本实施例的支挡单元100包括一块顶板1，两个支撑梁2和六个桩体3，两个支撑梁2平行间隔设置在顶板1的同一侧。每个支撑梁2上均设置有三个桩体3，三个桩体3平行间隔设置，其中一个支撑梁2上的三个桩体3与另一个支撑梁2上的三个桩体3一一对齐。桩体3的长度需要保证可以穿过滑坡的滑动带400(参考图5)，并达到预设深度。这里所述的预设深度主要是根据桩体3锚固段桩周地层的强度、滑坡推力以及桩体3的刚度、桩截面、桩距等参数计算而获知的，具体的计算方法为本领域公知常识，在此不再赘述。

在其它实施方式中，支撑梁2的数量也可以大于两个，但是至少要保证有两个支撑梁2，同时，每个支撑梁2上至少设置有两个桩体3，支撑梁2之间不限于平行间隔设置，同一个支撑梁2上的桩体3之间也不限于平行间隔设置，不同的支撑梁2上的桩体3之间也不限于一一对齐，总之，只要保证同一个支挡单元100中有至少两个支撑梁2、每个支撑梁2上至少设置有两个桩体3，支撑梁2、桩体3和顶板1可以共同组成一个刚性的结构单元即可。

在其它实施方式中，两个支撑梁2与顶板1之间也可以不连接，比如两个支撑梁2与在顶板1之间具有一定的间隙，桩体3穿过支撑梁2与顶板1连接。

进一步地，本实施例的桩体3的横截面的形状为圆形。

普通的抗滑桩一般为矩形抗滑桩，因为在抗滑桩刚度相同或横截面积面积相等的前提下，矩形抗滑桩在不同土质的砂土中均表现出比圆形抗滑桩更好的支挡效果。其主要体现在矩形抗滑桩对桩后滑体的整体支挡效果较好，其桩后滑体的平均位移较小；同时，相邻的抗滑桩之间通常需要通过桩板墙进行连接，而矩形抗滑桩桩间土体的最大位移也要小于与其同刚度或同面积的圆形抗滑桩，这对桩板墙的设计以及滑体绕桩挤出的确定有重要意义。另外，增大圆形抗滑桩的截面半径对加强滑体的支挡效果并不显著，所以，一般情况下，采用矩形抗滑桩治理边滑坡比单纯增大圆形抗滑桩的截面半径更有意义。

而本实施例的桩体3为圆柱形，它与普通的圆形抗滑桩的区别在于，本实施例是将六个桩体3、一块顶板1和两个支撑梁2通过刚性连接组合形成一个结构单元(即支挡单元100)，桩体3与桩体3之间没有设置桩板墙，实际进行防护时，顶板1和两个支撑梁2的同一端与大型滑坡或超大型滑坡的滑坡体200(参考图4)连接。由于支挡单元100的刚度较强，因此，与普通的圆形抗滑桩相比，不需要增大桩体3的截面半径就可以承受比较大的下滑力。

进一步地，本实施例的桩体3为钻冲孔灌注桩。

普通的矩形抗滑桩一般是通过人工开挖的形式在地面上成孔，但是，对于位于沿江(河)岸边展布的滑坡来说，由于地下水出露导致水位较高，所以，在地下水水位较高的地层无法通过人工开挖的方式成孔，而本实施例的桩体3为圆柱形，因此，可以通过机械设备成孔。钻冲孔灌注桩就是通过机械设备在地面上钻冲孔并灌注钢筋混凝土而形成的桩体3，钻冲孔灌注桩的桩长可达80-100m，单桩承载力高，可以适应于地下水水位较高的地层，由此可以减小地下水水位对施工的影响。

在其它实施方式中，桩体3也可以是沉管灌注桩、挖孔灌注桩等混凝土灌注桩。在其它实施方式中，桩体3的横截面的形状也可以为矩形或方形。

进一步地，如图2和图3所示，本实施例的桩体3的直径d为1.5-2.5m，同一个支撑梁2上的三个桩体3之间的桩间距越大，支挡单元100的整体刚度越强，其所能承受下滑力也越大，因此，在现场施工条件允许前提下，可适当增加同一个支撑梁2上的三个桩体3之间的桩间距。优选地，在本实施例的每个支撑梁2上平行间隔设置的三个桩体3中，相邻的两个桩体3之间的桩间距l1为桩体3的直径d的3-5倍，两个支撑梁2上一一对齐的两个桩体3之间的桩间距l2为桩体3的直径d的2-3倍。

进一步地，本实施例的支撑梁2的高度h1为桩体3的直径d的1-2倍且不小于2m。

支撑梁2对于增强同一个支撑梁2上的三个桩体3之间的联系，抵抗桩体3不均匀沉降与协调三个桩体3联合变形方面起到积极的作用，因此，支撑梁2的宽度l3的尺寸可适当增大。优选地，支撑梁2的宽度l3为桩体3的直径d的1-2倍。

进一步地，大型与超大型滑坡通常位于景色秀丽的江河及水库边，因此，可以在顶板1上铺设道路或设置景观带，以开发旅游项目，而为了保证顶板1既能承受一定的下滑力，也能承受道路、景观带以及来往行人对顶板1施加的压力，优选地，顶板1的高度h2可以设置为0.8-1.5m，顶板1的长度h4可以设置为10-15m。

可以理解的是，上述提供的支挡单元100的各种尺寸只是一个较为合适的尺寸范围，在实际施工过程中，可以根据滑坡的具体结构形式进行相应地调整。

实施例二

本发明实施例二提供了一种滑坡的支挡结构，如图4和图5所示，本实施例的支挡结构包括多个实施例一提供的支挡单元100；支挡单元100沿大型滑坡或超大型滑坡的滑坡体200的坡脚并排设置，顶板1和支撑梁2均与坡脚连接，桩体3至少能穿过滑坡的滑动带400，并伸入到稳定滑床300中以达到预设深度。

进一步地，相邻的两个支挡单元100之间具有伸缩沉降缝(未示出)，也就是说，相邻的两个支挡单元100之间具有一定的间隙，该间隙既具有伸缩缝的功能，也具有沉降缝的功能，由此可以避免温度应力和不均匀沉降对支挡结构造成破坏。

具体地，顶板1的上端面可以与坡脚的地面基准面齐平，也可以嵌入地表，其支挡单元100的横向尺寸按照3个桩体3布置形式确定，同时应满足稳定性要求，支挡单元100的纵向尺寸应根据桩体3布置形式和相关伸缩缝要求进行设置，支挡单元100的数量根据大型滑坡或超大型滑坡的滑坡体200的坡脚的纵向尺寸确定，但是，至少要设置两个支挡单元100。

顶板1的上端面还可以形成有效的平台，以避免二次开发时造成的经济浪费。同时，还可以结合工程所在地特色，在顶板1的上端面设置道路、观景台等设施，以多方面全方位发展地方特色，提高当地的经济效益。

进一步地，支挡结构还包括护栏(未示出)，护栏设置在顶板1远离坡脚的一侧，当在顶板1的上端面设置道路、观景台等设施时，护栏可以对行人和游客起到防护作用。

与普通的抗滑桩相比，本实施例提供的支挡结构的抗滑力可达普通抗滑桩的4-6倍，因此，该支挡结构可以有效地提高大型和超大型滑坡坡脚的稳定性。

实施例三

本发明实施例三提供了一种滑坡的支挡结构的施工方法，该施工方法主要用于对实施例二提供的支挡结构进行施工。如图6所示，所述施工方法主要包括以下几个步骤：

步骤一：按照每个支挡单元100的顶板1和支撑梁2的设定标高与设定尺寸在滑坡的坡脚处的滑坡体200上开槽；

实际施工时，应根据坡脚的长度来确定支挡单元100的数量，但是至少要设置两个支挡单元100。可以采用专业设备将顶板1与支撑梁2按照设定标高与设定尺寸在滑坡体上进行开挖，必要时，可以进行施工临时防护；施工前还需要平整场地，如果原坡脚设置有其它设施的话，也需要将相应的设施拆除或临时改移，必要时，还需要对山体进行临时防护。

步骤二：按照每个支挡单元100的桩体3的设定位置和设定尺寸开挖桩体3的桩孔；

如果设置的是钻冲孔灌注桩的话，可以采用冲击钻、旋挖钻等成孔。

需要说明的是，步骤一和步骤二之间没有先后顺序之分。

步骤三：在桩孔中安装钢筋笼；

实际施工时，可以为钢筋笼的长度留足余量，以便于钢筋笼位于桩孔外的一端可以插入支撑梁2或顶板1中，以提高支挡单元100的刚度。

步骤四：安装所述顶板的模板与钢筋，以及所述支撑梁的模板与钢筋；

实际施工时，支撑梁2中沿高度方向布置的钢筋的长度也可以留足余量，以便于支撑梁2的钢筋靠近顶板1的一端可以插入顶板1的模板中，以进一步增加桩体3、支撑梁2和顶板1之间的刚性连接。

步骤五：浇筑混凝土，将同一个支挡单元100的桩体3、顶板1和支撑梁2连成整体。

具体地，通过现浇的方式对支挡单元100进行施工，浇筑前，安装顶板1和支撑梁2的模板与钢筋，然后，在桩孔、顶板1和支撑梁2的模板中浇筑混凝土，将桩体3、支撑梁2和顶板1连成整体。如果在施工之初挖了基坑，那么施工完成后，还需要将基坑回填。

上述各实施例分别提供了一种滑坡的支挡单元、支挡结构及施工方法，通过在大型与超大型滑坡的坡脚并排设置至少两个支挡单元，可以极大地提高大型和超大型滑坡坡脚的稳定性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。