专利名称：一种新的边坡加固排桩设计方法
技术领域：
本发明涉及一种边坡加固的排桩方法，尤其是一种用于对滑坡体进行锚固的排桩方法。
背景技术：
滑坡是建设工程中常见的一种不良地质现象，在工程选址的过程中应尽量避开滑坡体，但由于受到客观条件的限制或未能探明等原因，在实际工程中仍会遇到各种滑坡问题，这时就需要采取有效的工程措施对其进行整治。
设置抗滑支挡结构阻止坡体的滑动是目前工程中最为有效的处理手段，其中又以抗滑桩的应用最为广泛。其基本抗滑原理是在滑坡带的适当位置处设置一系列桩，这些桩穿过滑动带进入下部的稳定地基，利用桩的锚固段来阻止坡体的滑动。
抗滑桩根据实际需要可以选择各种不同的形式，如成排独立放置或按梅花形交错布置的排式单桩，桩上部以承台相连的承台式桩，钻孔灌注排桩等等。与其他的结构性加固措施相比，抗滑桩具有如下突出的优点(1)抗滑能力强，可用于推力大、滑动带深的滑坡；(2)桩的形式多样，桩位布置灵活，可根据需要设置在最利于抗滑的位置；(3)开挖量小，施工方便，不易恶化滑坡状态。
在实际工程中使用抗滑桩的基本条件是(1)滑坡具有明显的滑动面，滑动面的上部位非流塑性的土体，能够被桩稳定住；(2)滑动面以下的土体是较为完整的岩石层或密实的土层，能提供足够的锚固力。
通常，抗滑桩的设计原理中，埋置抗滑桩前后土的性质被认为不变。事实上，土体结构在一定条件下会自然成拱，无论是岩石还是松散堆积体，这一性质已为大家所熟知。当抗滑桩按一定方式布置时，当上部土体的局部下滑变形，就会在桩的上部一定区域内形成拱形，土体结构自身被压实形成自锁状态。一般地，土体越密实，其抗剪强度越大，这样坡体的稳定程度就会加强。因此，合理设计抗滑桩的布置与埋置方式，对于滑坡的治理效果非常重要。
由于现行抗滑桩的设计原理未考虑土体能够成拱这一特性，相对整个滑坡体，不论是抗滑桩的排列方式、排列密度，还是每个桩的强度都是单独考虑的，而未能将桩的设置方式与土体的自然特性有机地结合起来，因而现行排桩方式工程量大，治理成本高，治理效果低。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的边坡加固排桩方法，该方法充分利用土体在一定条件下能够自然成拱这一特性，通过将抗滑桩按特定方式布置，从而提高抗滑桩对滑坡的锚固效率，降低工程造价。
为达到上述目的，本发明一种新的边坡加固排桩设计方法利用土体成拱原理，将抗滑排桩按V形布置，V形开口方向面向滑坡体。
进一步地，所述V形为无尖顶V形，该V形最小开口宽度及其夹角与滑坡体物理状况相匹配。
进一步地，所述抗滑排桩由若干个单桩相接或间隔适当距离排列而成。
进一步地，所述抗滑排桩为具有适当厚度和宽度的单个整体结构。
本发明排桩设计方法与现有采用同样投影面积的桩相比，抗滑力可提高13％左右。采用该布置方法设计排桩，可使坡体内形成许多局部的拱形，即使土体有局部的变形，也会越压越密，从而局部稳定性得到加强，而坡体整体由于抗滑桩的存在更加稳定。
图1为滑坡构造示意图；图2为本发明排桩布置示意图；图3为图2排桩俯视图；图4为本发明模拟实验装置结构示意图。
具体实施例方式
图1所示为滑坡地质构造示意图，滑带1位于滑床2上，滑带沿其与滑床之间的滑动面3向下滑动。
图2、图3所示为本发明排桩布置示意图，排桩4由若干根相接的单桩构成，相临两排桩构成一无尖顶的V形，V形开口面向滑体方向，两排桩之间的最小间距及夹角与滑坡带的物理状态相匹配。根据滑坡体的几何特征，可间隔适当距离设置若干组V形布置的排桩单元。
如图4所示为验证本发明所做的模拟装置结构示意图，该装置为开口箱，深度10厘米，底板上装有两片与木箱长度方向呈45°夹角的木板桩，底板上贴一层砂纸，砂纸上装满黏土，黏土参数为c＝13.0kPa，φ＝23°，ρ＝2.00g/cm3。
实验过程中，将木箱靠近木板桩一端固定，另一端徐徐拉起，在此过程中，可以观察到坡体上开裂的现象，以及在两木板桩上方所产生的拱托效应。
然后将两木板桩设置成平面与木箱长度方向相垂直状态，并将二者间距调整到与木板桩V形布置时相同的距离，重复上述实验。
经过多组对比实验后，得出的结果为木板桩按V形布置时，每次均产生成拱效应，在木箱一定倾斜角度范围内，成拱的效果逐渐加强；当将木板桩垂直设置后，两木板桩上方无明显成拱效应产生。在将同样体积(重量)的土体阻止住不滑落的情况下，V形布置的木板桩所允许的木箱倾斜角度至少高出2°。
权利要求
1.一种新的边坡加固排桩设计方法，其特征在于，该方法利用土体成拱原理，将抗滑排桩按V形布置，V形开口方向面向滑坡体。
2.如权利要求1所述的一种新的边坡加固排桩设计方法，其特征在于，所述V形为无尖顶V形，该V形最小开口宽度及其夹角与滑坡体物理状况相匹配。
3.如权利要求2所述的一种新的边坡加固排桩设计方法，其特征在于，所述抗滑排桩由若干个单桩相接或间隔适当距离排列而成。
4.如权利要求2所述的一种新的边坡加固排桩设计方法，其特征在于，所述抗滑排桩为具有适当厚度和宽度的单个整体结构。
全文摘要
本发明公开了一种新的边坡加固排桩设计方法，该方法利用土体成拱原理，将抗滑排桩按V形布置，V形开口方向面向滑坡体。本发明排桩设计方法与现有采用同样投影面积的桩相比，抗滑力可提高20％左右。采用该布置方法设计排桩，可使坡体内形成许多局部的拱形，即使土体有局部的变形，也会越压越密，从而局部稳定性得到加强，而坡体整体由于抗滑桩的存在更加稳定。
文档编号E02D17/20GK1560382SQ20041000453
公开日2005年1月5日 申请日期2004年2月20日 优先权日2004年2月20日
发明者丁桦, 张均锋, 尚晓江, 邱峰, 丁 桦 申请人:中国科学院力学研究所