專(zhuān)利名稱(chēng)：釘－錨復(fù)合抗滑治理方法及其治理結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種治理邊坡和滑坡的技術(shù)，尤其是涉及一種釘-錨復(fù)合抗滑治理方法及其治理結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，山區(qū)、丘陵面積占國(guó)土總面積的70％左右。僅以西部地區(qū)為例，近10年來(lái)，高等級(jí)公路、山區(qū)城鎮(zhèn)、水利水電等土木、水利工程建設(shè)的快速發(fā)展，產(chǎn)生了越來(lái)越多的人工邊坡，如重慶境內(nèi)公路沿線(xiàn)高度超過(guò)30m的高切坡累計(jì)長(zhǎng)度可超過(guò)300km，這些人工邊坡以及大量的滑坡存在嚴(yán)重的安全隱患(參見(jiàn)圖1～圖4)。有效治理這些邊坡和滑坡，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，對(duì)于體現(xiàn)以人為本，構(gòu)建和諧國(guó)家，實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，具有重要意義。
迄今，國(guó)內(nèi)外科技工作者針對(duì)邊坡及滑坡，提出了削方減載、排水、錨桿錨固、錨索錨固、分臺(tái)階開(kāi)挖、抗滑樁、抗滑擋土墻等治理技術(shù)類(lèi)型，尤其是對(duì)于安全性較好的邊坡主要采用掛網(wǎng)噴漿、錨釘墻或主動(dòng)攔石網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，而安全性較差的邊坡及滑坡則主要采用格構(gòu)梁錨桿或抗滑樁、抗滑擋土墻進(jìn)行治理。重慶市地方標(biāo)準(zhǔn)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(DB50/5029-2004)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2002)中較詳細(xì)介紹了掛網(wǎng)噴漿、抗滑樁、抗滑擋土墻、排水技術(shù)的設(shè)計(jì)方法和施工工藝。
對(duì)于目前大量存在的松散土體滑坡及破碎巖體、土體邊坡，現(xiàn)有治理技術(shù)存在三個(gè)缺陷(1)采用掛網(wǎng)噴漿、主動(dòng)攔石網(wǎng)、錨釘墻等防護(hù)型技術(shù)，不能確?；录斑吰碌恼w穩(wěn)定。
(2)采用預(yù)應(yīng)力錨索格構(gòu)，則由于格構(gòu)地基巖土體較松軟，地基系數(shù)較小，難于將錨索的預(yù)應(yīng)力施加至設(shè)計(jì)值，并且土體易于從格構(gòu)框架中部自由空間突出失穩(wěn)，使錨索的預(yù)應(yīng)力因土體變形松弛而減小。
(3)由于松散土體滑坡及破碎巖土體邊坡的整體性較差，易于變形，難以將滑動(dòng)力通過(guò)錨索傳遞到穩(wěn)定的圍巖體內(nèi)。
上述三個(gè)缺陷是目前國(guó)內(nèi)外松散巖土體邊坡及滑坡錨固工程治理效果較差的根本原因，治理工程尚存在較嚴(yán)重的安全隱患！發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明給出了一種可以徹底消除松散巖土邊坡及滑坡的整體及局部失穩(wěn)安全隱患的釘-錨復(fù)合抗滑治理方法及其治理結(jié)構(gòu)。
一種釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于，它包括以下步驟(1)整平、夯實(shí)松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的地基土體；(2)設(shè)置鋼筋混凝土格構(gòu)，由格構(gòu)梁組合構(gòu)成；(3)在格構(gòu)梁上布置錨桿或錨釘；(4)在格構(gòu)角點(diǎn)部位設(shè)置錨索；(5)給錨索施加預(yù)應(yīng)力。
松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的地基土體整平、夯實(shí)后的壓實(shí)度≥85％。將所述的鋼筋混凝土格構(gòu)澆筑成“井”字形或菱形，格構(gòu)的橫梁與縱梁之間剛性交結(jié)，格構(gòu)梁與地基巖土之間緊密接觸。格構(gòu)梁上錨桿或錨釘間距大于錨桿或錨釘在松散巖土體邊坡或滑坡內(nèi)的破裂錐底部直徑d但不大于2.5m，錨桿或錨釘?shù)拈L(zhǎng)度為3～5m，與格構(gòu)梁盡可能垂直布設(shè)。所述的錨索的錨固段設(shè)置在松散巖土體邊坡或滑坡后部穩(wěn)定的圍巖內(nèi)。錨索張拉力設(shè)計(jì)值為錨索拉力設(shè)計(jì)值的110～120％，即超張拉10～20％。
一種釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)，其特征在于緊貼治理部位的松散巖土體邊坡或滑坡設(shè)置有剛性交結(jié)的格構(gòu)，在格構(gòu)上分布有若干與格構(gòu)近于垂直的錨桿或錨釘，錨桿或錨釘?shù)牧硪欢瞬迦胨缮r土體邊坡或滑坡；在格構(gòu)的角點(diǎn)設(shè)置有錨索，錨索的錨固段端置于松散巖土體邊坡或滑坡后穩(wěn)定的圍巖內(nèi)。
所述的格構(gòu)為“井”字形或菱形。所述的錨桿或錨釘?shù)拈L(zhǎng)度為3～5m，錨桿或錨釘在格構(gòu)上的間距大于錨桿或錨釘在松散巖土體邊坡或滑坡內(nèi)的破裂錐底部直徑d但不大于2.5m。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是(1)錨桿或錨釘使松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的巖土體成為準(zhǔn)剛性體，達(dá)到提高地基巖土體承載力和地基系數(shù)的作用，利于錨索受力和傳力，進(jìn)而使格構(gòu)-錨桿或錨釘-錨索構(gòu)成有機(jī)的聯(lián)合受力系統(tǒng)，充分發(fā)揮錨桿或錨釘及錨索的錨固及聯(lián)合受力系統(tǒng)的抗滑支擋作用。
(2)可以徹底消除松散巖土邊坡及滑坡整體及局部失穩(wěn)的安全隱患。
(3)本發(fā)明可操作性強(qiáng)、實(shí)用價(jià)值大。


圖1-圖4為人工邊坡及滑坡現(xiàn)狀；圖5為釘-錨復(fù)合抗滑治理方法的流程圖；圖6為釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)工程應(yīng)用示意圖；圖7為釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)平面圖；圖8為釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)元三維示意圖；圖9為釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)元平面示意圖；圖10為錨釘或錨桿布置示意圖；圖11為格構(gòu)梁上錨桿或錨釘破裂錐示意圖。
附圖中，松散巖土體邊坡或滑坡1，格構(gòu)2，格構(gòu)內(nèi)自由巖土空間3，錨桿或錨釘破裂錐的錐底4，破裂錐內(nèi)巖土體5，破裂錐的側(cè)面抗剪強(qiáng)度6，錨桿或錨釘7，錨索8，圍巖9，破裂錐底部直徑d。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明可以有效解決松散巖土體邊坡及滑坡的治理難題，“釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)”由鋼筋混凝土格構(gòu)、格構(gòu)梁上的錨桿或錨釘和格構(gòu)角點(diǎn)的錨索三部分組成，技術(shù)理念是格構(gòu)梁上的錨桿或錨釘可以提高邊坡松散巖土體及滑坡體工程治理區(qū)域的整體剛度，使其成為準(zhǔn)剛性體，增強(qiáng)格構(gòu)地基巖土體的地基系數(shù)，預(yù)應(yīng)力錨索可以將治理部位剛度較大的巖土體(準(zhǔn)剛性體)錨固在穩(wěn)定巖土體(圍巖)內(nèi)，并承受散體邊坡及滑坡的推力及土壓力，達(dá)到抗滑支擋作用。
一種釘-錨復(fù)合抗滑治理方法(參見(jiàn)圖5)，它包括以下步驟第一步，整平、夯實(shí)松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的地基土體。根據(jù)邊坡及滑坡地表形態(tài)及推力值大小確定需要治理的邊坡或滑坡區(qū)域，擬定抗滑支擋部位(參見(jiàn)圖6)，清除支擋部位的地表浮土，整平場(chǎng)地，并進(jìn)行動(dòng)力夯實(shí)，使地基的壓實(shí)度不小于85％，提高地基的承載能力，承受格構(gòu)自重及施加給錨索的預(yù)應(yīng)力值。
第二步，設(shè)置鋼筋混凝土格構(gòu)。在整平、夯實(shí)后的地基上設(shè)置鋼筋混凝土格構(gòu)，格構(gòu)外貌可設(shè)置為“井”字型(參見(jiàn)圖7)或菱形，由縱、橫格構(gòu)梁組合構(gòu)成。格構(gòu)梁采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑，格構(gòu)橫梁和縱梁之間剛性交結(jié)。格構(gòu)梁與地基之間緊密接觸，運(yùn)用彈性地基梁理論計(jì)算格構(gòu)梁的內(nèi)力，據(jù)此按照現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行格構(gòu)梁的鋼筋配置。
第三步，在格構(gòu)梁上布置錨桿或錨釘，使治理部位的松散土體或破碎巖體成為準(zhǔn)剛性體。在格構(gòu)梁上按照一定間距鉆孔設(shè)置錨桿或錨釘(參見(jiàn)圖8～圖11)。錨桿或錨釘插入松散巖土體邊坡或滑坡后，在錨桿或錨釘錨固體周邊會(huì)產(chǎn)生破裂面，該錨固體形狀呈錐體，故將其稱(chēng)為“破裂錐”(參見(jiàn)圖10、圖11)。錨桿或錨釘在格構(gòu)梁上的設(shè)置間距以不小于破裂錐底部直徑d為原則，但最大間距不超過(guò)2.5m，破裂錐底部直徑大小根據(jù)地基土體的強(qiáng)度確定。錨桿或錨釘?shù)拈L(zhǎng)度3～5m。錨桿或錨釘與格構(gòu)梁盡可能垂直布設(shè)。
第四步，在格構(gòu)角點(diǎn)設(shè)置錨索(格構(gòu)的橫梁與縱梁的相交點(diǎn)為格構(gòu)角點(diǎn))。將治理部位的準(zhǔn)剛性體錨固到松散巖土體邊坡及滑坡體后部穩(wěn)定的圍巖內(nèi)。錨索拉力設(shè)計(jì)值根據(jù)邊坡或滑坡推力確定，錨索、位于格構(gòu)梁上的錨頭及伸入穩(wěn)定圍巖內(nèi)的錨索錨固段設(shè)計(jì)方法參照現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)規(guī)范實(shí)施。
第五步，給錨索施加預(yù)應(yīng)力。錨索張拉力的設(shè)計(jì)值根據(jù)地基系數(shù)及錨索拉力設(shè)計(jì)值綜合確定，以張拉后使地基不發(fā)生超過(guò)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)規(guī)定的容許變形值為原則，錨索張拉力設(shè)計(jì)值一般為錨索拉力設(shè)計(jì)值的110～120％，即超張拉10～20％。
一種釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)，其特征在于緊貼治理部位的松散巖土體邊坡或滑坡1設(shè)置有由格構(gòu)梁剛性交結(jié)構(gòu)成的格構(gòu)2，在格構(gòu)2上分布有若干與格構(gòu)2近于垂直的錨桿或錨釘7，錨桿或錨釘7的另一端插入松散巖土體邊坡或滑坡1；在格構(gòu)2角點(diǎn)設(shè)置有錨索8，錨索8的錨固段置于松散巖土體邊坡或滑坡1后穩(wěn)定的圍巖9內(nèi)。
所述的格構(gòu)2為“井”字形或菱形。所述的錨桿或錨釘7的長(zhǎng)度為3～5m，其在格構(gòu)2上的間距大于錨桿或錨釘7在松散巖土體邊坡或滑坡1內(nèi)的破裂錐底部直徑d但不超過(guò)2.5m。
利用釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)治理松散巖土體邊坡及滑坡的傳力機(jī)理為邊坡及滑坡推力→準(zhǔn)剛性體→格構(gòu)→錨索→邊坡及滑坡后部穩(wěn)定圍巖內(nèi)。
目前在我國(guó)境內(nèi)存在數(shù)百萬(wàn)個(gè)松散巖土體邊坡及滑坡，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，在未來(lái)十年內(nèi)將涌現(xiàn)出數(shù)千萬(wàn)個(gè)類(lèi)似的松散巖土體邊坡及滑坡。本項(xiàng)技術(shù)可以增強(qiáng)松散巖土邊坡及滑坡錨固治理的有效性、針對(duì)性、合理性，消除邊坡及滑坡對(duì)坡前居民、道路、房屋、市政設(shè)施等生命財(cái)產(chǎn)的安全隱患，因此，應(yīng)用前景極其廣泛，可產(chǎn)生巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境效益。
權(quán)利要求
1.一種釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于，它包括以下步驟(1)整平、夯實(shí)松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的地基土體；(2)設(shè)置鋼筋混凝土格構(gòu)，由格構(gòu)梁組合構(gòu)成；(3)在格構(gòu)梁上布置錨桿或錨釘；(4)在格構(gòu)角點(diǎn)部位設(shè)置錨索；(5)給錨索施加預(yù)應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的地基整平、夯實(shí)后的壓實(shí)度≥85％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于將所述的鋼筋混凝土格構(gòu)澆筑成“井”字形或菱形，格構(gòu)的橫梁與縱梁之間剛性交結(jié)，格構(gòu)梁與地基巖土之間緊密接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于格構(gòu)梁上錨桿或錨釘?shù)拈g距大于錨桿或錨釘在松散巖土體邊坡或滑坡內(nèi)的破裂錐底部直徑d但不大于2.5m，錨桿或錨釘?shù)拈L(zhǎng)度為3～5m，與格構(gòu)梁盡可能垂直布設(shè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于所述的錨索的錨固段設(shè)置在松散巖土體邊坡或滑坡后部穩(wěn)定的圍巖內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理方法，其特征在于錨索張拉力設(shè)計(jì)值為錨索拉力設(shè)計(jì)值的110～120％，即超張拉10～20％。
7.一種釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)，其特征在于緊貼治理部位的松散巖土體邊坡或滑坡(1)設(shè)置有剛性交結(jié)的格構(gòu)(2)，在格構(gòu)(2)上分布有若干與格構(gòu)(2)近于垂直的錨桿或錨釘(7)，錨桿或錨釘(7)的另一端插入松散巖土體邊坡或滑坡(1)；在格構(gòu)(2)的角點(diǎn)設(shè)置有錨索(8)，錨索(8)的錨固段置于松散巖土體邊坡或滑坡(1)后穩(wěn)定的圍巖(9)內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的格構(gòu)(2)為“井”字形或菱形。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的釘-錨復(fù)合抗滑治理結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的錨桿或錨釘(7)的長(zhǎng)度為3～5m，錨桿或錨釘(7)在格構(gòu)梁上的間距大于錨桿或錨釘(7)在松散巖土體邊坡或滑坡內(nèi)的破裂錐底部直徑d但不超過(guò)2.5m。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種釘－錨復(fù)合抗滑治理方法及其治理結(jié)構(gòu)。該方法的步驟為1)整平、夯實(shí)松散巖土體邊坡或滑坡治理部位的地基土體；2)設(shè)置鋼筋混凝土格構(gòu)，由格構(gòu)梁組合構(gòu)成；3)在格構(gòu)梁上布置錨桿或錨釘；4)在格構(gòu)角點(diǎn)部位設(shè)置錨索；5)給錨索施加預(yù)應(yīng)力。治理結(jié)構(gòu)為緊貼治理部位的松散巖土體邊坡或滑坡設(shè)置有剛性交結(jié)的格構(gòu)，在格構(gòu)上分布有若干與其近于垂直的錨桿或錨釘，錨桿或錨釘?shù)牧硪欢瞬迦胨缮r土體邊坡或滑坡內(nèi)；在格構(gòu)的角點(diǎn)設(shè)置有錨索，錨索的錨固段置于松散巖土體邊坡或滑坡后穩(wěn)定的圍巖內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是錨桿或錨釘使治理部位的松散土體成為準(zhǔn)剛性體，使格構(gòu)－錨桿或錨釘－錨索構(gòu)成有機(jī)的聯(lián)合受力系統(tǒng)，徹底消除松散巖土體邊坡及滑坡整體及局部失穩(wěn)的安全隱患。
文檔編號(hào)E02D3/00GK1916297SQ20061009509
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月4日
發(fā)明者陳洪凱, 唐紅梅 申請(qǐng)人:陳洪凱, 唐紅梅