一種流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法與流程

本發(fā)明涉及一種流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法。

背景技術(shù)：

流狀滑坡一般指受強(qiáng)降雨或地下水的影響，土體浸水飽和后呈流狀滑動(dòng)的滑坡。對(duì)于此類滑坡的治理加固，除采取常用的支擋措施加固外，將滑體中的水及時(shí)排出是非常重要的一個(gè)方面。目前的滑坡治理設(shè)計(jì)，一般采用支擋結(jié)構(gòu)結(jié)合排水措施的方法，造價(jià)較高；且支擋結(jié)構(gòu)多沿與滑動(dòng)方向垂直的方向呈直線形布置，沒(méi)有充分發(fā)揮側(cè)壁的阻滑能力。因此，需探索一種較適用于流狀滑坡的防治技術(shù)。

目前滑坡防治中，抗滑樁是最常用的抗滑支擋結(jié)構(gòu)。采用抗滑樁技術(shù)治理流狀滑坡時(shí)，由于樁間距較大(一般為幾米)，流狀土體易從樁間流走，使得抗滑樁起不到有效的阻滑作用。對(duì)于流狀滑坡也可以采用微型樁群進(jìn)行加固。微型樁采用鉆孔-配筋-注漿的工藝進(jìn)行施工，一般布置多排，依靠微型樁群的抗剪力或抗彎能力抵抗滑坡推力。相對(duì)抗滑樁而言，微型樁的間距相對(duì)要小，對(duì)防止流狀土體從樁間流出方面比抗滑樁效果要好。但是微型樁群在平面布置上一般設(shè)計(jì)為垂直于滑動(dòng)方向的直線形，僅依靠微型樁群的抗剪或抗彎能力抵抗滑坡推力，沒(méi)有發(fā)揮滑坡側(cè)壁的阻滑力。此外，在對(duì)流狀滑坡治理時(shí)，抗滑樁或微型樁群等支擋結(jié)構(gòu)均需結(jié)合專門的地下排水措施，綜合造價(jià)高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法，既能提供足夠的阻滑力使滑坡穩(wěn)定，又可及時(shí)排出滑體中的水，防止滑體浸水飽和產(chǎn)生流狀滑動(dòng)，同時(shí)降低工程造價(jià)，非常適于實(shí)用。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法，在流狀滑坡中打入多排微型樁，微型樁是采用鉆孔、強(qiáng)配筋、注漿工藝施工的小口徑灌注樁，相比普通抗滑樁，微型樁群的樁間距較小，可防止滑體從樁間流出。微型組合樁群以一定的弧度布置，從而與側(cè)壁的地層共同形成微型組合樁群拱圈，依靠拱圈的抗滑力和側(cè)壁的阻滑力共同抵抗滑坡推力。另外設(shè)置一定比例的排水空心樁，通過(guò)在地表抽水的方式排出滑體內(nèi)部的水。在排水空心樁中安裝一定數(shù)量的地下水位計(jì)，根據(jù)實(shí)測(cè)的地下水位實(shí)時(shí)確定抽水的時(shí)間和抽水量，實(shí)現(xiàn)滑坡的智能排水。

本發(fā)明排水抗滑拱圈加固的設(shè)計(jì)原理：

滑坡推力由排水抗滑拱圈的抗滑力和側(cè)壁的阻滑力共同抵抗。

排水抗滑拱圈的抗滑力由兩部分構(gòu)成，一是拱圈與滑面間的抗剪力，一是微型樁和排水空心樁的抗剪力。

利用計(jì)算拱圈與滑面間的抗剪力；其中，τ為拱圈與滑面間的抗剪力；γ為拱圈的重度；h為拱圈的豎向高度；ag為拱圈與滑面接觸面在水平方向的投影面積；α為設(shè)置拱圈位置滑面的傾角；為拱圈與滑面間的內(nèi)摩擦角；c為拱圈與滑面間的粘聚力。

利用τ’＝τsas+τs’as’計(jì)算微型樁和排水空心樁的抗剪力；其中，τ’為微型樁和排水空心樁的抗剪力；τs為微型樁配筋的抗剪強(qiáng)度；as為微型組合樁群中所有縱向鋼筋的橫截面積；τs’為排水空心樁的抗剪強(qiáng)度；as’為排水空心樁所有縱向鋼筋的橫截面積。

單側(cè)滑坡側(cè)壁的阻滑力t’由下式計(jì)算：

其中，t為拱圈位置的滑坡推力；l為拱圈位置滑坡的寬度；τ為拱圈與滑面間的抗剪力；τ’為微型組合樁群的抗剪力；β為側(cè)壁與滑動(dòng)方向的夾角；為拱圈與側(cè)壁間的內(nèi)摩擦角；c’為拱圈與側(cè)壁間的粘聚力；ac為拱圈與側(cè)壁的接觸面積。

需滿足k·t≤2t’+τ+τ’，式中，k為設(shè)計(jì)安全系數(shù)；t為拱圈位置的滑坡推力；t’為單側(cè)滑坡側(cè)壁的阻滑力；τ為拱圈與滑面間的抗剪力；τ’為微型樁和排水空心樁的抗剪力。

值得說(shuō)明的是，排水空心樁采用預(yù)制樁，可為鋼筋混凝土預(yù)制樁或預(yù)制鋼管樁等，需要在預(yù)制樁上設(shè)置一定數(shù)量的排水孔，排水空心樁的外側(cè)應(yīng)布設(shè)反濾層。

排水空心樁的數(shù)量可根據(jù)滑坡具體需排出的水量確定，如根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤呢S沛程度、當(dāng)?shù)亟涤炅康拇笮〉染C合確定，本發(fā)明不限定排水空心樁的布置數(shù)量。此外除在拱圈范圍內(nèi)設(shè)置排水樁外，也可在滑坡其他部位分散布置一定數(shù)量的排水空心樁，使得滑坡中的水分散排出，加大排水效率。

在排水空心樁中布置地下水位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位高度。可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定地下水位閾值，若地下水位高度超過(guò)設(shè)定的閾值則觸發(fā)報(bào)警，而后可以人工操作進(jìn)行抽水。目前市場(chǎng)上有多種地下水位計(jì)，本發(fā)明不限定地下水位計(jì)的型號(hào)。

在排水空心樁中放置排水管，接入位于地面的抽水設(shè)備，在需要降水時(shí)可人工操作開(kāi)關(guān)進(jìn)行抽水。本發(fā)明不限定抽水設(shè)備和抽水管的規(guī)格。

本發(fā)明的有益效果為：(1)利用拱圈的抗滑力和滑坡側(cè)壁穩(wěn)定地層的阻滑力共同抵抗滑坡推力，大大減少工程造價(jià)；(2)施工時(shí)采用鉆機(jī)成孔，對(duì)滑體擾動(dòng)小，施工方便，安全度高；(3)施工速度快，可快速止滑，特別適用于滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)；(4)設(shè)置帶排水孔的排水空心樁，通過(guò)抽取排水空心樁中的水可有效降低地下水位，防止土體飽和流動(dòng)；(5)通過(guò)設(shè)置地下水位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位高度，在有需要時(shí)再進(jìn)行排水，實(shí)現(xiàn)了一定程度的智能化。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固剖面圖；

圖2為本發(fā)明流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固立面圖；

圖3為排水空心樁橫截面圖；

圖4為排水空心樁剖面圖。

圖中標(biāo)記為：1-滑坡，2-拱圈，3-微型樁，4-排水空心樁，5-樁頂聯(lián)系梁，6-排水孔，7-鋼筋，8-混凝土，9-反濾土工布，10-抽水管，11-抽水裝置，12-水位計(jì)，13-監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種流狀滑坡智能型排水抗滑拱圈加固方法，在滑坡1中打入多排微型樁3和排水空心樁4，并在樁頂用聯(lián)系梁5聯(lián)接，組合樁群以一定的弧度布置，與側(cè)壁的地層共同形成拱圈2，依靠拱圈2的抗滑力和側(cè)壁的阻滑力共同抵抗滑坡推力。微型樁3采用鉆孔、強(qiáng)配筋、注漿工藝施工；排水空心樁4采用預(yù)制樁，樁身預(yù)留排水孔6，以使滑坡中的水深入排水空心樁4的中空部位，此外在排水空心樁4外側(cè)布置反濾土工布9，防治排水孔6堵塞。在排水空心樁6的空心部分設(shè)置抽水管10并延伸至地表，通過(guò)抽水裝置11以在地表抽水的方式排出滑體內(nèi)部的水。在排水空心樁中安裝一定數(shù)量的地下水位計(jì)12，利用地下水位計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)13實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)滑坡中的地下水位，依據(jù)實(shí)測(cè)的地下水位確定抽水的時(shí)間和抽水量，實(shí)現(xiàn)滑坡的智能排水。

本發(fā)明排水抗滑拱圈加固的設(shè)計(jì)原理：

滑坡推力由排水抗滑拱圈的抗滑力和側(cè)壁的阻滑力共同抵抗。

排水抗滑拱圈的抗滑力由兩部分構(gòu)成，一是拱圈與滑面間的抗剪力，一是微型樁和排水空心樁的抗剪力。

利用計(jì)算拱圈與滑面間的抗剪力；其中，τ為拱圈與滑面間的抗剪力；γ為拱圈的重度；h為拱圈的豎向高度；ag為拱圈與滑面接觸面在水平方向的投影面積；α為設(shè)置拱圈位置滑面的傾角；為拱圈與滑面間的內(nèi)摩擦角；c為拱圈與滑面間的粘聚力。

利用τ’＝τsas+τs’as’計(jì)算微型樁和排水空心樁的抗剪力；其中，τ’為微型樁和排水空心樁的抗剪力；τs為微型樁配筋的抗剪強(qiáng)度；as為微型組合樁群中所有縱向鋼筋的橫截面積；τs’為排水空心樁的抗剪強(qiáng)度；as’為排水空心樁所有縱向鋼筋的橫截面積。

單側(cè)滑坡側(cè)壁的阻滑力t’由下式計(jì)算：

其中，t為拱圈位置的滑坡推力；l為拱圈位置滑坡的寬度；τ為拱圈與滑面間的抗剪力；τ’為微型組合樁群的抗剪力；β為側(cè)壁與滑動(dòng)方向的夾角；為拱圈與側(cè)壁間的內(nèi)摩擦角；c’為拱圈與側(cè)壁間的粘聚力；ac為拱圈與側(cè)壁的接觸面積。

需滿足k·t≤2t’+τ+τ’，式中，k為設(shè)計(jì)安全系數(shù)；t為拱圈位置的滑坡推力；t’為單側(cè)滑坡側(cè)壁的阻滑力；τ為拱圈與滑面間的抗剪力；τ’為微型樁和排水空心樁的抗剪力。

值得說(shuō)明的是，排水空心樁采用預(yù)制樁，可為鋼筋混凝土預(yù)制樁或預(yù)制鋼管樁等，需要在預(yù)制樁上設(shè)置一定數(shù)量的排水孔，排水空心樁的外側(cè)應(yīng)布設(shè)反濾層。

排水空心樁的數(shù)量可根據(jù)滑坡具體需排出的水量確定，如根據(jù)當(dāng)?shù)氐叵滤呢S沛程度，當(dāng)?shù)亟涤炅康拇笮〉染C合確定，本發(fā)明不限定排水空心樁的布置數(shù)量。此外除在拱圈范圍內(nèi)設(shè)置排水樁外，也可在滑坡其他部位分散布置一定數(shù)量的排水空心樁，使得滑坡中的水分散排出，加大排水效率。

在排水空心樁中布置地下水位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位高度?？筛鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)定地下水位閾值，若地下水位高度超過(guò)設(shè)定的閾值則觸發(fā)報(bào)警，而后可以人工操作進(jìn)行抽水。目前市場(chǎng)上有多種地下水位計(jì)，本發(fā)明不限定地下水位計(jì)的型號(hào)。

在排水空心樁中放置排水管，接入位于地面的抽水設(shè)備，在需要降水時(shí)可人工操作開(kāi)關(guān)進(jìn)行抽水。本發(fā)明不限定抽水設(shè)備和抽水管的規(guī)格。

本發(fā)明的有益效果為：(1)利用拱圈的抗滑力和滑坡側(cè)壁穩(wěn)定地層的阻滑力共同抵抗滑坡推力，大大減少工程造價(jià)；(2)施工時(shí)采用鉆機(jī)成孔，對(duì)滑體擾動(dòng)小，施工方便，安全度高；(3)施工速度快，可快速止滑，特別適用于滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)；(4)設(shè)置帶排水孔的排水空心樁，通過(guò)抽取排水空心樁中的水可有效降低地下水位，防止土體飽和流動(dòng)；(5)通過(guò)設(shè)置地下水位計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下水位高度，在有需要時(shí)再進(jìn)行排水，實(shí)現(xiàn)了一定程度的智能化。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。