專利名稱：豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)，特別適合于滑坡防治的一種經(jīng)濟、有效的加 固技術(shù)。
背景技術(shù)：
自19世紀中葉開始，歐洲國家就開始對滑坡災(zāi)害進行防治研究，鑒于當時 人們對滑坡的性質(zhì)和變化發(fā)展規(guī)律認識上的局限，各種施工機具的限制，對于大 中型滑坡都只能采取繞避，對小型滑坡采取削坡、減載、反壓，排水以及重力式 抗滑擋墻等措施進行整治，采用的整治手段很有限。戰(zhàn)后，由于各國經(jīng)濟的迅速 發(fā)展，特別是以美國、歐洲、前蘇聯(lián)、日本為代表，需要大量地進行基礎(chǔ)設(shè)施建 設(shè)，遇到的滑坡災(zāi)害越來越多，有些大中型滑坡無法繞避，因而極大地推進了滑坡整治技術(shù)的發(fā)展。
一般認為，滑坡整治技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段(1) 50年代以前，治理滑坡以地表和地下排水工程為主，抗滑支擋結(jié)構(gòu)主要采用抗滑重力式擋墻。(2) 60 — 70年代，在以應(yīng)用排水工程和抗滑擋墻為主要整治工程措施的同時， 開始發(fā)展應(yīng)用抗滑樁工程以解決抗滑擋墻施工困難的問題。歐美國家和前蘇聯(lián)都 采用鉆孔灌注樁，直徑1.0-1.5m，深度20—30m，日本則多采用鉆孔鋼管樁，鉆 孔直徑400 — 550mra，深度20—30m，并在空中放入鋼管，在鋼管內(nèi)外澆筑混凝土， 為增強抗剪強度，有時也在鋼管內(nèi)放入型鋼。(3) 80年代以來，在小直徑抗滑樁的基礎(chǔ)上，為解決大中型滑坡的整治問題， 開始使用大直徑的人工挖孔灌注樁，如日本在大阪使用了直徑5m、深度50—60m 的大型抗滑樁。與此同時，預(yù)應(yīng)力錨索技術(shù)也開始在滑坡整治工程中開始得到應(yīng) 用，他們或與抗滑樁一起組合成預(yù)應(yīng)力錨索樁，或單獨使用形成預(yù)應(yīng)力錨索框架 或墊墩式預(yù)應(yīng)力錨索。由于預(yù)應(yīng)力錨索不開挖土體，又能機械化作用，對滑坡影 響小，工作效率大大提高，比普通抗滑樁節(jié)約投資50%左右，因而，發(fā)展勢頭迅 猛。整治已發(fā)生的滑坡或防治潛在滑坡的發(fā)生，關(guān)鍵在于減少滑坡推力，增大抗滑阻力，從而達到提高滑坡穩(wěn)定性的目的。國內(nèi)外常用的工程措施有排水、改 變邊坡幾何形狀、支擋結(jié)構(gòu)、改變滑帶性狀等。對于大多數(shù)體積不大的滑坡或 沒有足夠空間條件改變滑坡幾何形狀的滑坡，通常采用抗滑支擋結(jié)構(gòu)以穩(wěn)定滑 坡。常用的滑坡整治工程抗滑結(jié)構(gòu)物主要有抗滑擋墻、支撐盲溝、預(yù)應(yīng)力錨索框 架、普通抗滑樁和預(yù)應(yīng)力錨索樁等。其中抗滑擋墻和支撐盲溝主要依靠自身的重 量產(chǎn)生摩擦阻力來抵抗滑坡推力，這種支擋結(jié)構(gòu)工程量大，施工開挖量大，工期 長，對自然生態(tài)環(huán)境破壞大，抗滑能力很有限，因此現(xiàn)在作為主體工程治理滑坡 已很少使用?？够Y(jié)構(gòu)工程的一大發(fā)展是在60年代出現(xiàn)和完善的抗滑樁結(jié)構(gòu)。這種抗滑 結(jié)構(gòu)的工程治理效果明顯好于抗滑擋墻。與抗滑擋墻相比，抗滑樁具有圬工量小， 施工安全可靠，布置靈活方便，適應(yīng)性強等優(yōu)點。同時抗滑樁埋入深度大，可以 抵抗較大的滑坡推力，因此在滑坡整治工程中得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。但隨著滑 坡規(guī)模的增大，樁身埋設(shè)及截面尺寸大增，工程投資偏大。近年來，隨著鉆探設(shè)備的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)在滑坡整治中得到了迅猛的 發(fā)展，預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)具有施工速度塊，機械化作業(yè)程度高，對滑坡擾動小，主 動加固等特點備受工程界歡迎。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方法，旨在充 分利用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)和普通抗滑樁兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，以最佳的組合達到最有效 的整治滑坡的目的，從而解決大型滑坡抗滑樁嵌固段太長，截面尺寸過大、抗傾 覆能力低、投資偏高等問題。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的 一種豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方 法，在現(xiàn)有抗滑樁內(nèi)設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力錨索，其施工按以下步驟進行a)、在滑坡 上開挖豎向抗滑樁樁孔，直至基巖深處；b)、在樁孔內(nèi)預(yù)埋鋼管或PVC管；C)、 從樁孔底部向下進行預(yù)應(yīng)力錨孔鉆探(即鉆孔)；d)、在錨孔中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索、 并進行水泥砂漿灌注；e)、向樁孔內(nèi)安放鋼筋籠，進行抗滑樁樁身混凝土澆筑； f)、預(yù)應(yīng)力錨索張拉，同時進行抗滑樁坡面以上自由段灌注；g)、當混凝土初凝 時，抗張鎖定預(yù)應(yīng)力錨索。本發(fā)明豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁設(shè)計原理及其優(yōu)勢作用在豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁上的荷載有滑坡推力￡、樁體自重G、預(yù)應(yīng) 力荷載F、樁前土體抗力五p以及基底摩擦阻力/ (見圖l)。作用在抗滑樁上的水平推力為<formula>formula see original document page 5</formula>(1) 式中，a為滑坡推力作用線與水平線的夾角。作用在抗滑樁上的抗滑力為<formula>formula see original document page 5</formula> (2)式中，/i為樁端巖體摩擦系數(shù)；Ep為抗滑樁錨固段提供的抗力。1、 抗滑樁的抗滑穩(wěn)定性 抗滑樁整體抗滑移穩(wěn)定計算-式中，《￡為抗滑樁整體抗滑穩(wěn)定系數(shù)。從(3)式可以看出，在/^一定的情況下，豎向預(yù)應(yīng)力錨索提供的預(yù)應(yīng)力荷載可以增大樁端摩擦阻力來平衡滑坡推力，相應(yīng)地，抗滑樁錨固段需要提供的抗 力A可以大大降低，也即是說，可以降低抗滑樁的嵌固深度。所以，豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁與普通抗滑樁相比，可以減少抗滑樁的錨固段深度。2、 抗滑樁的抗傾覆穩(wěn)定性豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁整體抗傾覆穩(wěn)定計算<formula>formula see original document page 5</formula>(4) 式中，《。為抗滑樁整體抗滑傾覆穩(wěn)定系數(shù)。其它符號意義見圖l。從公式(4)可以看出，豎向預(yù)應(yīng)力錨索提供的預(yù)應(yīng)力荷載增加了抗滑樁的 整體抗傾覆穩(wěn)定性。3、 在普通抗滑樁上施加豎向預(yù)應(yīng)力荷載之后，可以在抗滑樁受拉區(qū)形成部 分預(yù)應(yīng)力混凝土，增強了抗滑樁混凝土本身的抗拉能力，可以有效地減少抗滑樁的配筋量、樁身截面尺寸和抗滑樁本身的彎矩變形。4、在抗滑樁受拉區(qū)，錨索可以代替部分受拉鋼筋，節(jié)約了成本費用。 總之，豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁與普通抗滑樁相比，可以減少抗滑樁錨固段的深度，減少樁身截面尺寸，降低抗滑樁的配筋率，大大降低滑坡整治的投資。


圖1是本發(fā)明的豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁計算簡圖； 圖2是本發(fā)明豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2所示預(yù)應(yīng)力錨索的俯視圖。
具體實施方式
圖2中，1、 C25鋼筋混凝土錨梁；2、 C25鋼筋混凝土錨頭；3、預(yù)埋鋼管(PVC 管)；4、預(yù)應(yīng)力混凝土； 5、滑動面；6、巖土分界面；7、 M30水泥砂漿；8、 130mm鉆孔；9、預(yù)應(yīng)力錨索；A、預(yù)應(yīng)力錨固段；B、抗滑樁錨固段；C、滑面以上抗滑 樁。本發(fā)明豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方法，在現(xiàn)有抗滑樁內(nèi)設(shè)置豎向 預(yù)應(yīng)力錨索，施工按以下步驟進行a)、在滑坡上開挖豎向抗滑樁樁孔，直至基 巖深處；b)、在樁孔內(nèi)預(yù)埋鋼管或PVC管；C)、從樁孔底部向下進行預(yù)應(yīng)力錨孔 鉆探(即鉆孔)；d)、在錨孔中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索、并進行水泥砂漿灌注；e)、向 樁孔內(nèi)安放鋼筋籠，進行抗滑樁樁身混凝土澆筑；f)、預(yù)應(yīng)力錨索張拉，同時進 行抗滑樁坡面以上自由段灌注；g)、當混凝土初凝時，抗張鎖定預(yù)應(yīng)力錨索。其 過程也可描述為開挖抗滑tt_ 編制鋼筋籠_^預(yù)埋鋼管(PVC管)_^預(yù)應(yīng)力錨孔鉆探_^預(yù)應(yīng)力錨索錨固段灌注_^樁身混凝土澆筑_^預(yù)應(yīng)力錨束張拉，自由段灌注_ (混凝土初凝)張拉鎖定。
權(quán)利要求
1、一種豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方法，其特征是，在現(xiàn)有抗滑樁內(nèi)設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力錨索，其施工按以下步驟進行a)、在滑坡上開挖豎向抗滑樁樁孔，直至基巖深處；b)、在樁孔內(nèi)預(yù)埋鋼管或PVC管；c)、從樁孔底部向下進行預(yù)應(yīng)力錨孔鉆探；d)、在錨孔中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索、并進行水泥砂漿灌注；e)、向樁孔內(nèi)安放鋼筋籠，進行抗滑樁樁身混凝土澆筑；f)、預(yù)應(yīng)力錨索張拉，同時進行抗滑樁坡面以上自由段灌注；g)、當混凝土初凝時，抗張鎖定預(yù)應(yīng)力錨索。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方法，其特征 是所述抗滑樁樁身截面為矩形。
全文摘要
一種豎向預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁滑坡防治施工方法，在現(xiàn)有抗滑樁內(nèi)設(shè)置豎向預(yù)應(yīng)力錨索，其施工按以下步驟進行在滑坡上開挖豎向抗滑樁樁孔，直至基巖深處；在樁孔內(nèi)預(yù)埋鋼管或PVC管；從樁孔底部向下進行預(yù)應(yīng)力錨孔鉆探；在錨孔中設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索、并進行水泥砂漿灌注；向樁孔內(nèi)安放鋼筋籠，進行抗滑樁樁身混凝土澆筑；預(yù)應(yīng)力錨索張拉，同時進行抗滑樁坡面以上自由段灌注；當混凝土初凝時，抗張鎖定預(yù)應(yīng)力錨索。它利用預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)和抗滑樁結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，解決了現(xiàn)有大型滑坡抗滑樁嵌固段太長、截面過大、抗傾覆能力低、投資偏高等問題。
文檔編號E02D17/20GK101230577SQ20071005101
公開日2008年7月30日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者何思明 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