专利名称：边坡分离式桩板墙支挡结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种地质灾害防治技术，尤其涉及一种边坡分离式桩板墙支挡结构。
背景技术：
随着我国城市、交通、矿山、环保等行业的高速发展，边(滑)坡治理成为一项越来 越重要的工程。在修建建筑物(或构筑物)过程中就不可避免的遇到开挖自然边坡，越来越 多的人工切坡需要治理。目前人工切坡主要采用挡墙或抗滑桩进行加固，但是挡土墙截面 大、圬工数量大、施工进度慢，而抗滑桩直接置于滑坡体的切坡面上(如图1)，抗滑桩的截面 尺寸较大，造成巨大的浪费，同时抗滑桩占用了一定的坡面外空间，对坡外建筑物(或构筑 物)的修建造成影响。因此，研究、引进和推广新型、轻型支挡结构一直是岩土工程技术人员 在工程实践中的一个主要内容。
发明内容
本发明提出了一种边坡分离式桩板墙支挡结构，包括抗滑桩和挡土墙，其改进在 于抗滑桩和挡土墙为分离式结构，挡土墙设置在滑坡体的切坡面处，抗滑桩设置在挡土墙 的上侧、与挡土墙之间相距有空间距离，抗滑桩埋入滑坡体内部并深入到边坡稳定层，抗滑 桩和挡土墙之间通过钢拉杆连接。所述挡土墙上设置有竖向的肋柱，肋柱与抗滑桩一一对应，钢拉杆两端分别与肋 柱和抗滑桩连接。所述挡土墙上设置有多个泄水孔。所述挡土墙与滑坡体的表面土体之间设置有反滤层。抗滑桩设置在滑坡体内部的滑体推力最小位置处。钢拉杆采用螺纹钢筋，螺纹钢筋两端分别与肋柱和抗滑桩的纵向主筋焊接，且螺 纹钢筋被肋柱或抗滑桩上的混凝土裹覆的长度大于30cm。钢拉杆与挡土墙的连接处位置低于钢拉杆与抗滑桩连接处位置。本发明还提出了基于前述的边坡分离式桩板墙支挡结构的抗滑桩参数的确定方 法，其步骤如下1)确定抗滑桩的嵌入位置选取若干个抗滑桩的预设位置，采用有限元强 度折减法计算在不同位置的滑坡体的滑坡推力，选取滑坡推力最小的位置作为抗滑桩的嵌 入位置；2)确定抗滑桩位置后，选取多个抗滑桩桩长，采用有限元强度折减法计算不同抗滑 桩桩长的稳定系数，随桩长的减小安全系数开始急剧下降之前的一点所对应的桩长长度为 确定的桩长。本发明的有益技术效果是抗滑桩和挡土墙为分离式结构，二者分段受力，大大减 小了所受应力，从而节省了挡土墙和抗滑桩的截面积，圬工数量也随之大幅减小；抗滑桩设 置在滑体内，不占用支挡结构以外的空间。
图1、传统桩板墙结构俯视图； 图2、传统桩板墙结构立面视图3、本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构俯视图； 图4、本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构立面视图。附图中，抗滑桩1、钢拉杆2、挡土墙3、肋柱4、滑坡体5、边坡稳定层6，滑动面7。
具体实施例方式参见图1、2，传统桩板墙结构将抗滑桩1和挡土墙3整体布置在滑坡体5下部，滑 坡体5的全部应力由二者共同承担，抗滑桩1和挡土墙3的截面积都需要相当大，才能保证 结构的稳定性，同时也就使圬工数量十分巨大，且需要占用滑坡体5以外的大量空间；并且 传统的桩板墙结构没有进行抗滑桩1位置的优化设计，没有利用滑坡体5的抗力，没有充分 利用土体的抗滑潜力，抗滑桩1上所受的滑坡推力大。针对前述问题，本发明提出了一种边坡分离式桩板墙支挡结构，它仍然采用抗滑 桩1和挡土墙3，但抗滑桩1和挡土墙3为分离式结构，参见图4，挡土墙3设置在滑坡体5 的切坡面处，抗滑桩1设置在挡土墙3的上侧、与挡土墙3之间相距有空间距离，抗滑桩1 埋入滑坡体5内部并深入到边坡稳定层6，抗滑桩1和挡土墙3之间通过钢拉杆2连接。本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构，其最大特色是将抗滑桩1和挡土墙3分离， 抗滑桩1发挥先期支挡作用，提高抗滑桩1的有效利用率，减小挡土墙3所受应力，抗滑桩 1后的土体由挡土墙3和抗滑桩1 (抗滑桩1的抗拉拔力)共同提供支挡应力，抗滑桩1和 挡土墙3分段受力，相对于现有技术来说，可大大缩小抗滑桩1和挡土墙3的截面积，也使 得圬工数量大幅减小，节省工程造价。采用本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构时，需要使抗滑桩1、钢拉杆2和挡土墙 3三者的连接牢固稳定，参见图3，可在挡土墙3上设置多根竖向的肋柱4，肋柱4与抗滑桩 1 一一对应，肋柱4和抗滑桩1处于挡土墙3的两侧，多根钢拉杆2两端分别与肋柱4和抗 滑桩1连接。挡土墙3所承受的滑坡体5 土压力传递到肋柱4上，由抗滑桩1和钢拉杆2 为肋柱4提供反向作用力。肋柱4和挡土墙3可整体制作，仅在钢拉杆2连接处的另一侧 加厚挡土墙3，加厚了的挡土墙3即形成肋柱4。本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构中，抗滑桩1的位置设计以及整体稳定性分 析均采用有限元强度折减法，有限元强度折减法具有数值分析方法的各种优点，能够对复 杂地貌、地质条件的各种岩土工程进行计算，不受工程的几何形状、边界条件以及材料不均 勻等的限制。可用于均质土坡稳定性的计算和获得滑面的形状和位置、多滑面搜索、三维边 坡稳定性分析、岩质边坡结构面分析。计算采用的软件为大型有限元软件ANSYS商业版。计算按照平面应变问题建立模 型，岩土体采用8节点平面单元PLANE183模拟，抗滑桩1用梁单元BEAM3单元模拟，抗滑桩 1的截面积、惯性矩等可以在其对应的实常数中定义，该单元可以输出轴力、弯矩、剪力等。 当抗滑桩1与钢拉杆2联合使用作为边坡的支护结构时，采用有限元计算充分考虑了钢拉 杆2、抗滑桩1与岩土介质的共同作用。在有限元强度折减法中，不需要预先假设边坡滑动面7的位置和形状。采用的屈服准则为平面应变关联流动条件下的Mohr-Coulomb准则。采用ANSYS商业程序，该程序只 有Mohr-Coulomb的外接圆Drucker-Prager准则(DP4)。采用DP4准则时，需将滑坡体5与 滑动面7的强度参数C、#值的DP4
准则进行转换，就可以获得校正的c、1 值。对于岩土中广泛采用的莫尔一库仑材料，强度折减安全系数F可表示为
权利要求
一种边坡分离式桩板墙支挡结构，包括抗滑桩(1)和挡土墙(3)，其特征在于抗滑桩(1)和挡土墙(3)为分离式结构，挡土墙(3)设置在滑坡体(5)的切坡面处，抗滑桩(1)设置在挡土墙(3)的上侧、与挡土墙(3)之间相距有空间距离，抗滑桩(1)埋入滑坡体(5)内部并深入到边坡稳定层(6)，抗滑桩(1)和挡土墙(3)之间通过钢拉杆(2)连接。
2.根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于所述挡土墙(3)上 设置有竖向的肋柱(4)，肋柱(4)与抗滑桩(1) 一一对应，钢拉杆(2)两端分别与肋柱(4)和 抗滑桩(1)连接。
3.根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于所述挡土墙(3)上 设置有多个泄水孔。
4.根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于所述挡土墙(3)与 滑坡体(5)的表面土体之间设置有反滤层。
5.根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于抗滑桩(1)设置在 滑坡体(5)内部的滑体推力最小位置处。
6.根据权利要求2所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于钢拉杆(2)采用 螺纹钢筋，螺纹钢筋两端分别与肋柱(4)和抗滑桩(1)的纵向主筋焊接，且螺纹钢筋被肋柱 (4)或抗滑桩(1)上的混凝土裹覆的长度大于30cm。
7.根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于钢拉杆(2)与挡土 墙(3 )的连接处位置低于钢拉杆(2 )与抗滑桩(1)连接处位置。
8.如权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构抗滑桩参数的确定方法，其特征在 于1)确定抗滑桩(1)的嵌入位置选取若干个抗滑桩(1)的预设位置，采用有限元强度折 减法计算在不同位置的滑坡体(5)的滑坡推力，选取滑坡推力最小的位置作为抗滑桩(1) 的嵌入位置；2)确定抗滑桩(1)位置后，选取多个抗滑桩(1)桩长，采用有限元强度折减法 计算不同抗滑桩(1)桩长的稳定系数，随桩长的减小安全系数开始急剧下降之前的一点所 对应的桩长长度为确定的桩长。
全文摘要
本发明公开了一种边坡分离式桩板墙支挡结构，其抗滑桩和挡土墙为分离式结构，挡土墙设置在滑坡体的切坡面处，抗滑桩设置在挡土墙的上侧、与挡土墙之间相距有空间距离，抗滑桩埋入滑坡体内部并深入到边坡稳定层，抗滑桩和挡土墙之间通过钢拉杆连接。本发明还公开了基于前述结构的参数确定方法。本发明的有益技术效果是抗滑桩和挡土墙为分离式结构，二者分段受力，大大减小了所受应力，从而节省了挡土墙和抗滑桩的截面积，圬工数量也随之大幅减小；抗滑桩设置在滑体内，不占用支挡结构以外的空间。
文档编号E02D5/02GK101985835SQ20101052265
公开日2011年3月16日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者刘元雪, 单长兵, 周家伍, 李忠友, 王培勇 申请人:刘元雪;周家伍;李忠友