专利名称：钉－锚复合抗滑治理方法及其治理结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种治理边坡和滑坡的技术，尤其是涉及一种钉-锚复合抗滑治理方法及其治理结构。
背景技术：
我国是一个多山的国家，山区、丘陵面积占国土总面积的70％左右。仅以西部地区为例，近10年来，高等级公路、山区城镇、水利水电等土木、水利工程建设的快速发展，产生了越来越多的人工边坡，如重庆境内公路沿线高度超过30m的高切坡累计长度可超过300km，这些人工边坡以及大量的滑坡存在严重的安全隐患(参见图1～图4)。有效治理这些边坡和滑坡，避免地质灾害的发生，对于体现以人为本，构建和谐国家，实现区域社会经济可持续发展，具有重要意义。
迄今，国内外科技工作者针对边坡及滑坡，提出了削方减载、排水、锚杆锚固、锚索锚固、分台阶开挖、抗滑桩、抗滑挡土墙等治理技术类型，尤其是对于安全性较好的边坡主要采用挂网喷浆、锚钉墙或主动拦石网进行防护，而安全性较差的边坡及滑坡则主要采用格构梁锚杆或抗滑桩、抗滑挡土墙进行治理。重庆市地方标准《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/5029-2004)、国家标准《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002)中较详细介绍了挂网喷浆、抗滑桩、抗滑挡土墙、排水技术的设计方法和施工工艺。
对于目前大量存在的松散土体滑坡及破碎岩体、土体边坡，现有治理技术存在三个缺陷(1)采用挂网喷浆、主动拦石网、锚钉墙等防护型技术，不能确保滑坡及边坡的整体稳定。
(2)采用预应力锚索格构，则由于格构地基岩土体较松软，地基系数较小，难于将锚索的预应力施加至设计值，并且土体易于从格构框架中部自由空间突出失稳，使锚索的预应力因土体变形松弛而减小。
(3)由于松散土体滑坡及破碎岩土体边坡的整体性较差，易于变形，难以将滑动力通过锚索传递到稳定的围岩体内。
上述三个缺陷是目前国内外松散岩土体边坡及滑坡锚固工程治理效果较差的根本原因，治理工程尚存在较严重的安全隐患！发明内容针对现有技术的缺陷，本发明给出了一种可以彻底消除松散岩土边坡及滑坡的整体及局部失稳安全隐患的钉-锚复合抗滑治理方法及其治理结构。
一种钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于，它包括以下步骤(1)整平、夯实松散岩土体边坡或滑坡治理部位的地基土体；(2)设置钢筋混凝土格构，由格构梁组合构成；(3)在格构梁上布置锚杆或锚钉；(4)在格构角点部位设置锚索；(5)给锚索施加预应力。
松散岩土体边坡或滑坡治理部位的地基土体整平、夯实后的压实度≥85％。将所述的钢筋混凝土格构浇筑成“井”字形或菱形，格构的横梁与纵梁之间刚性交结，格构梁与地基岩土之间紧密接触。格构梁上锚杆或锚钉间距大于锚杆或锚钉在松散岩土体边坡或滑坡内的破裂锥底部直径d但不大于2.5m，锚杆或锚钉的长度为3～5m，与格构梁尽可能垂直布设。所述的锚索的锚固段设置在松散岩土体边坡或滑坡后部稳定的围岩内。锚索张拉力设计值为锚索拉力设计值的110～120％，即超张拉10～20％。
一种钉-锚复合抗滑治理结构，其特征在于紧贴治理部位的松散岩土体边坡或滑坡设置有刚性交结的格构，在格构上分布有若干与格构近于垂直的锚杆或锚钉，锚杆或锚钉的另一端插入松散岩土体边坡或滑坡；在格构的角点设置有锚索，锚索的锚固段端置于松散岩土体边坡或滑坡后稳定的围岩内。
所述的格构为“井”字形或菱形。所述的锚杆或锚钉的长度为3～5m，锚杆或锚钉在格构上的间距大于锚杆或锚钉在松散岩土体边坡或滑坡内的破裂锥底部直径d但不大于2.5m。
本发明的优点是(1)锚杆或锚钉使松散岩土体边坡或滑坡治理部位的岩土体成为准刚性体，达到提高地基岩土体承载力和地基系数的作用，利于锚索受力和传力，进而使格构-锚杆或锚钉-锚索构成有机的联合受力系统，充分发挥锚杆或锚钉及锚索的锚固及联合受力系统的抗滑支挡作用。
(2)可以彻底消除松散岩土边坡及滑坡整体及局部失稳的安全隐患。
(3)本发明可操作性强、实用价值大。
图1-图4为人工边坡及滑坡现状；图5为钉-锚复合抗滑治理方法的流程图；图6为钉-锚复合抗滑治理结构工程应用示意图；图7为钉-锚复合抗滑治理结构平面图；图8为钉-锚复合抗滑治理结构元三维示意图；图9为钉-锚复合抗滑治理结构元平面示意图；图10为锚钉或锚杆布置示意图；图11为格构梁上锚杆或锚钉破裂锥示意图。
附图中，松散岩土体边坡或滑坡1，格构2，格构内自由岩土空间3，锚杆或锚钉破裂锥的锥底4，破裂锥内岩土体5，破裂锥的侧面抗剪强度6，锚杆或锚钉7，锚索8，围岩9，破裂锥底部直径d。
具体实施例方式
本发明可以有效解决松散岩土体边坡及滑坡的治理难题，“钉-锚复合抗滑治理结构”由钢筋混凝土格构、格构梁上的锚杆或锚钉和格构角点的锚索三部分组成，技术理念是格构梁上的锚杆或锚钉可以提高边坡松散岩土体及滑坡体工程治理区域的整体刚度，使其成为准刚性体，增强格构地基岩土体的地基系数，预应力锚索可以将治理部位刚度较大的岩土体(准刚性体)锚固在稳定岩土体(围岩)内，并承受散体边坡及滑坡的推力及土压力，达到抗滑支挡作用。
一种钉-锚复合抗滑治理方法(参见图5)，它包括以下步骤第一步，整平、夯实松散岩土体边坡或滑坡治理部位的地基土体。根据边坡及滑坡地表形态及推力值大小确定需要治理的边坡或滑坡区域，拟定抗滑支挡部位(参见图6)，清除支挡部位的地表浮土，整平场地，并进行动力夯实，使地基的压实度不小于85％，提高地基的承载能力，承受格构自重及施加给锚索的预应力值。
第二步，设置钢筋混凝土格构。在整平、夯实后的地基上设置钢筋混凝土格构，格构外貌可设置为“井”字型(参见图7)或菱形，由纵、横格构梁组合构成。格构梁采用现场浇筑，格构横梁和纵梁之间刚性交结。格构梁与地基之间紧密接触，运用弹性地基梁理论计算格构梁的内力，据此按照现有相关技术规范进行格构梁的钢筋配置。
第三步，在格构梁上布置锚杆或锚钉，使治理部位的松散土体或破碎岩体成为准刚性体。在格构梁上按照一定间距钻孔设置锚杆或锚钉(参见图8～图11)。锚杆或锚钉插入松散岩土体边坡或滑坡后，在锚杆或锚钉锚固体周边会产生破裂面，该锚固体形状呈锥体，故将其称为“破裂锥”(参见图10、图11)。锚杆或锚钉在格构梁上的设置间距以不小于破裂锥底部直径d为原则，但最大间距不超过2.5m，破裂锥底部直径大小根据地基土体的强度确定。锚杆或锚钉的长度3～5m。锚杆或锚钉与格构梁尽可能垂直布设。
第四步，在格构角点设置锚索(格构的横梁与纵梁的相交点为格构角点)。将治理部位的准刚性体锚固到松散岩土体边坡及滑坡体后部稳定的围岩内。锚索拉力设计值根据边坡或滑坡推力确定，锚索、位于格构梁上的锚头及伸入稳定围岩内的锚索锚固段设计方法参照现有相关技术规范实施。
第五步，给锚索施加预应力。锚索张拉力的设计值根据地基系数及锚索拉力设计值综合确定，以张拉后使地基不发生超过现有相关技术规定的容许变形值为原则，锚索张拉力设计值一般为锚索拉力设计值的110～120％，即超张拉10～20％。
一种钉-锚复合抗滑治理结构，其特征在于紧贴治理部位的松散岩土体边坡或滑坡1设置有由格构梁刚性交结构成的格构2，在格构2上分布有若干与格构2近于垂直的锚杆或锚钉7，锚杆或锚钉7的另一端插入松散岩土体边坡或滑坡1；在格构2角点设置有锚索8，锚索8的锚固段置于松散岩土体边坡或滑坡1后稳定的围岩9内。
所述的格构2为“井”字形或菱形。所述的锚杆或锚钉7的长度为3～5m，其在格构2上的间距大于锚杆或锚钉7在松散岩土体边坡或滑坡1内的破裂锥底部直径d但不超过2.5m。
利用钉-锚复合抗滑治理结构治理松散岩土体边坡及滑坡的传力机理为边坡及滑坡推力→准刚性体→格构→锚索→边坡及滑坡后部稳定围岩内。
目前在我国境内存在数百万个松散岩土体边坡及滑坡，随着国民经济建设事业的快速发展，在未来十年内将涌现出数千万个类似的松散岩土体边坡及滑坡。本项技术可以增强松散岩土边坡及滑坡锚固治理的有效性、针对性、合理性，消除边坡及滑坡对坡前居民、道路、房屋、市政设施等生命财产的安全隐患，因此，应用前景极其广泛，可产生巨大的社会、经济及环境效益。
权利要求
1.一种钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于，它包括以下步骤(1)整平、夯实松散岩土体边坡或滑坡治理部位的地基土体；(2)设置钢筋混凝土格构，由格构梁组合构成；(3)在格构梁上布置锚杆或锚钉；(4)在格构角点部位设置锚索；(5)给锚索施加预应力。
2.根据权利要求1所述的钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于松散岩土体边坡或滑坡治理部位的地基整平、夯实后的压实度≥85％。
3.根据权利要求1所述的钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于将所述的钢筋混凝土格构浇筑成“井”字形或菱形，格构的横梁与纵梁之间刚性交结，格构梁与地基岩土之间紧密接触。
4.根据权利要求1所述的钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于格构梁上锚杆或锚钉的间距大于锚杆或锚钉在松散岩土体边坡或滑坡内的破裂锥底部直径d但不大于2.5m，锚杆或锚钉的长度为3～5m，与格构梁尽可能垂直布设。
5.根据权利要求1所述的钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于所述的锚索的锚固段设置在松散岩土体边坡或滑坡后部稳定的围岩内。
6.根据权利要求1所述的钉-锚复合抗滑治理方法，其特征在于锚索张拉力设计值为锚索拉力设计值的110～120％，即超张拉10～20％。
7.一种钉-锚复合抗滑治理结构，其特征在于紧贴治理部位的松散岩土体边坡或滑坡(1)设置有刚性交结的格构(2)，在格构(2)上分布有若干与格构(2)近于垂直的锚杆或锚钉(7)，锚杆或锚钉(7)的另一端插入松散岩土体边坡或滑坡(1)；在格构(2)的角点设置有锚索(8)，锚索(8)的锚固段置于松散岩土体边坡或滑坡(1)后稳定的围岩(9)内。
8.根据权利要求7所述的钉-锚复合抗滑治理结构，其特征在于所述的格构(2)为“井”字形或菱形。
9.根据权利要求7所述的钉-锚复合抗滑治理结构，其特征在于所述的锚杆或锚钉(7)的长度为3～5m，锚杆或锚钉(7)在格构梁上的间距大于锚杆或锚钉(7)在松散岩土体边坡或滑坡内的破裂锥底部直径d但不超过2.5m。
全文摘要
本发明公开了一种钉－锚复合抗滑治理方法及其治理结构。该方法的步骤为1)整平、夯实松散岩土体边坡或滑坡治理部位的地基土体；2)设置钢筋混凝土格构，由格构梁组合构成；3)在格构梁上布置锚杆或锚钉；4)在格构角点部位设置锚索；5)给锚索施加预应力。治理结构为紧贴治理部位的松散岩土体边坡或滑坡设置有刚性交结的格构，在格构上分布有若干与其近于垂直的锚杆或锚钉，锚杆或锚钉的另一端插入松散岩土体边坡或滑坡内；在格构的角点设置有锚索，锚索的锚固段置于松散岩土体边坡或滑坡后稳定的围岩内。本发明的优点是锚杆或锚钉使治理部位的松散土体成为准刚性体，使格构－锚杆或锚钉－锚索构成有机的联合受力系统，彻底消除松散岩土体边坡及滑坡整体及局部失稳的安全隐患。
文档编号E02D3/00GK1916297SQ20061009509
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月4日 优先权日2006年9月4日
发明者陈洪凯, 唐红梅 申请人:陈洪凯, 唐红梅