專利名稱：一種高切坡超前支護施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)施工方法，特別是涉及危險性高切坡超前支護新施 工方法。
背景技術(shù)：
在我國西部山區(qū)進行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，常常需要對邊坡進行開挖，形成 了大量的高切坡。如果切坡不當，或開挖后不及時支護，極易導(dǎo)致高切坡發(fā)生變 形破壞，甚至演變成滑坡，造成重大的財產(chǎn)損失和人員傷亡，給工程建設(shè)造成不 可彌補的損失。這樣的實例在我國西部地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，特別是線狀工程(公 路、鐵路)建設(shè)中屢見不鮮，不勝枚舉，并已成為繼滑坡、崩塌、泥石流、水毀 之后的又一大地質(zhì)病害。針對這一問題，提出了危險性高切坡超前支護的概念。"超前支護"是指在 高切坡形成之前，首先對其進行危險性評價，若判定高切坡屬于危險性邊坡，特 別是在施工過程中就可能發(fā)生變形破壞的高切坡，在邊坡形成之前先進行支護結(jié) 構(gòu)設(shè)計和施工，待支護結(jié)構(gòu)完成后，再開挖邊坡，這樣一種提前支護的方法，稱 為超前支護。超前支護樁是整治危險性高切坡常用的支護結(jié)構(gòu)。超前支護樁是在高切坡開 挖前預(yù)先設(shè)置，在支護樁施工完成并達到設(shè)計強度后再開挖邊坡。邊坡開挖后， 由于卸荷回彈，必然在坡體一定深度范圍內(nèi)產(chǎn)生趨向于開挖面的坡面變形，超前 支護樁的存在就可以約束坡面自由變形的發(fā)展，在高切坡坡體與支護樁之間產(chǎn)生 相互作用，相當于超前支護樁給高切坡坡面施加了一個約束力，限制了坡面變形 的進一歩發(fā)展，同樣，坡體也會有相應(yīng)大小的荷載作用在超前支護樁上，即為作 用在超前支護樁上的土壓力，土壓力的大小及分布特征是進行超前支護樁結(jié)構(gòu)設(shè) 計的基礎(chǔ)和依據(jù)，也是超前支護樁與坡體之間相互作用機制研究的重要內(nèi)容。然而，傳統(tǒng)的超前支護樁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，屬于剛性結(jié)構(gòu)，開挖坡體一旦 發(fā)生變形就會立即與樁體之間產(chǎn)生相互作用，進而導(dǎo)致施加在支護結(jié)構(gòu)上的荷載 較大，工程量偏髙，工程投資偏大的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高切坡超前支護施工方法，通過采用一種更為經(jīng)濟 的新型超前支護結(jié)構(gòu)，旨在解決施加在高切坡超前支護樁上的土壓力過大，支護 樁截面尺寸偏大，工程投資偏高的技術(shù)難題。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的針對危險性高切坡，在高邊坡開挖之前，首先 施工開挖超前支護樁，在超前支護樁開挖面以上靠山側(cè)設(shè)置一定厚度的聚苯乙烯 泡沫墊層材料(EPS),其材料類型、厚度可通過數(shù)值試驗獲取，然后澆筑樁身混凝土，待超前支護結(jié)構(gòu)達到70%的設(shè)計強度后，再開挖高邊坡，確保高切坡的整體穩(wěn)定性和安全。本發(fā)明的有益效果是1、 能夠有效減小作用在超前支護結(jié)構(gòu)上的土壓力，優(yōu)化高切坡超前支護結(jié)構(gòu) 設(shè)計。2、 EPS材料經(jīng)濟，輕便，工藝成熟，效果明顯。3、 新型超前支護結(jié)構(gòu)能夠降低工程投資，具有顯著的經(jīng)濟效益。實踐表明柔性結(jié)構(gòu)能通過自身的變形大幅度降低變形土體施加在結(jié)構(gòu)上的荷載，因此，可以通過對傳統(tǒng)剛性支護結(jié)構(gòu)與柔性材料組合，降低高切坡變形土 體施加在支護結(jié)構(gòu)上的土壓力，從而達到降低危險性高切坡超前支護防治工程投 資的目的。


圖1是本發(fā)明高切坡超前支護結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1所示超前支護樁的俯視圖。
具體實施方式
聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)為以聚苯乙烯樹脂為基礎(chǔ)的多孔泡沫塑料，發(fā)泡后 的體積可達原來體積的40 60倍，閉孔結(jié)構(gòu)，吸水性特別低、導(dǎo)熱性低、結(jié)構(gòu)強 度好，彈性模量低，在外荷載作用下自身變形大，是一種良好的柔性材料。參見 附圖所示危險性高切坡超前支護新型結(jié)構(gòu)，它由傳統(tǒng)的高切坡剛性支護樁與柔性 EPS墊層材料組合而成，充分利用EPS材料自身變形、緩沖作用，降低施加在超前 支護樁上的土壓力，從而達到高切坡超前支護結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，降低工程投資的目 的。實施例參見圖1圖2，在高邊坡開挖之前，首先施工開挖超前支護樁l，并在超前支護樁靠山側(cè)開挖面以上設(shè)置一定厚度的聚苯乙烯泡沫墊層材料2，再澆筑樁身混凝土，形成聚苯乙烯泡沫材料超前支護樁新型結(jié)構(gòu)，待超前支護結(jié)構(gòu)達到70%的強度后再開挖高邊坡。聚苯乙烯泡沫材料墊層材料是通過數(shù)值試驗方法，從而確定聚苯乙烯泡沫墊層材料的最優(yōu)設(shè)置厚度。針對危險性高切坡，首先開挖超前支護樁，在超前支護樁開挖面以上靠山側(cè)設(shè)置一定厚度的聚苯乙烯泡沫墊層材料(EPS)，其材料類型、厚度可通過數(shù)值試驗獲取(從而確定其取代設(shè)置厚度)，然后澆筑樁身混凝土，待超前支護結(jié)構(gòu)達到70%的設(shè)計強度后，再丌挖邊坡，確保高切坡的整體穩(wěn)定性和安全。圖中示出有， 天然坡面線4、丌挖區(qū)3以及潛在滑動面5。
權(quán)利要求
1、一種高切坡超前支護施工方法，其特征是在高邊坡開挖之前，首先施工開挖超前支護樁(1)，并在超前支護樁靠山側(cè)開挖面以上設(shè)置一定厚度的聚苯乙烯泡沫墊層材料(2)，再澆筑樁身混凝土，形成聚苯乙烯泡沫材料超前支護樁新型結(jié)構(gòu)，待超前支護結(jié)構(gòu)達到70％的強度后再開挖高邊坡。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高切坡超前支護施工方法，其特征是所述聚 苯乙烯泡沫材料墊層材料是通過數(shù)值試驗方法，從而確定聚苯乙烯泡沫墊層材料 的最優(yōu)設(shè)置厚度。
全文摘要
一種高切坡超前支護施工方法，其特征是在高邊坡開挖之前，首先施工開挖超前支護樁，并在超前支護樁靠山側(cè)開挖面以上設(shè)置一定厚度的聚苯乙烯泡沫墊層材料，再澆筑樁身混凝土，形成聚苯乙烯泡沫材料超前支護樁新型結(jié)構(gòu)，待超前支護結(jié)構(gòu)達到70％的強度后再開挖高邊坡。通過聚苯乙烯泡沫材料(EPS)自身的變形，減小作用在超前支護樁上的土壓力，從而優(yōu)化超前支護樁的截面尺寸和配筋，大幅度降低高切坡超前支護結(jié)構(gòu)的工程投資，確保高切坡的整體穩(wěn)定性和施工的安全。
文檔編號E02D17/20GK101624829SQ200910060098
公開日2010年1月13日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者何思明, 渝 羅 申請人:中國科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所