專(zhuān)利名稱(chēng)：基于微型樁群的滑坡防治方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微型樁技術(shù)，特別是涉及一種基于微型樁群的滑坡防治方法。
背景技術(shù)：
在滑坡防治中，抗滑樁是最常用的抗滑支擋結(jié)構(gòu)?？够瑯对O(shè)計(jì)時(shí)將抗滑樁作為抗彎構(gòu)件計(jì)算其橫截面尺寸、配筋等，并通常采用人工挖孔灌注的施工方法。但是在一些大推力滑坡中，采用抗滑樁進(jìn)行治理存在諸多不足，主要表現(xiàn)在(1)滑坡推力較大導(dǎo)致抗滑樁的橫截面積較大，混凝土用量及配筋量均較高，致使滑坡防治的造價(jià)較高；(2)人工挖孔成孔難度大，工期長(zhǎng)，在治理變形較大的滑坡時(shí)不能快速止滑；(3)施工人員在地下施工，存在較大的安全隱患；(4)成孔時(shí)若采用爆破施工，對(duì)滑體擾動(dòng)較大。鑒于抗滑樁的上述不足，工程中逐漸采用微型樁對(duì)滑坡進(jìn)行防治。微型樁由于具有非開(kāi)挖施工、對(duì)滑體擾動(dòng)小、施工速度快等特點(diǎn)，在滑坡防治中尤其是滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。目前在滑坡防治中常用的微型樁的布置形式一般為微型樁組合結(jié)構(gòu)，即將數(shù)根微型樁按一定的間距布設(shè)為一組(如將9根微型樁按3排、每排三根的形式設(shè)為一組)，樁頂用水泥承臺(tái)連為一體，形成組合抗滑結(jié)構(gòu)。此種微型樁組合結(jié)構(gòu)一般按抗彎構(gòu)件來(lái)計(jì)算抗滑力。由于微型樁樁徑較小，長(zhǎng)徑比大，其抗彎能力較低，導(dǎo)致此種組合結(jié)構(gòu)的抗彎能力有限，僅可應(yīng)用于滑坡推力較小的滑坡治理或邊坡加固工程中。在滑坡推力較大的滑坡防治中，此種抗滑結(jié)構(gòu)不能提供足夠的抗滑力。有鑒于上述滑坡防治中的抗滑樁、微型樁組合結(jié)構(gòu)均存在各自的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類(lèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并配合合理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的基于微型樁群的滑坡防治方法，能夠克服現(xiàn)有的微型樁設(shè)計(jì)方法存在的問(wèn)題，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的微型樁設(shè)計(jì)方法存在的缺陷，而提供一種基于微型樁群的滑坡防治方法，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，降低滑坡防治的工程造價(jià)，減小滑坡防治的施工難度并縮短滑坡防治的施工工期，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的目的以及解決其技術(shù)問(wèn)題可以采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種基于微型樁群的滑坡防治方法，所述方法包括計(jì)算滑坡推力，確定微型樁的布置區(qū)域；計(jì)算單根微型樁的抗剪力；將所述抗剪力作為單根微型樁的抗滑力并基于所述滑坡推力設(shè)計(jì)微型樁群中所需微型樁的數(shù)量；確定微型樁群的行間距和列間距及微型樁的布樁位置；計(jì)算微型樁的嵌固段長(zhǎng)度；根據(jù)所述嵌固段長(zhǎng)度在所述布樁位置設(shè)置微型樁。本發(fā)明的目的以及解決其技術(shù)問(wèn)題還可以采用以下的技術(shù)措施來(lái)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
較佳的，前述的基于微型樁群的滑坡防治方法，其中利用τ = τ3Α3+τ。Α。計(jì)算單根微型樁的抗剪力；其中，τ為單根微型樁的抗剪力；為微型樁中的縱向鋼筋的抗剪強(qiáng)度·Α為微型樁中所有縱向鋼筋的橫截面積；τ。為微型樁中的混凝土的抗剪強(qiáng)度；Α。為微型樁樁身的橫截面中混凝土的面積，且A。= A-As, A為微型樁的橫截面積。
TT較佳的，前述的基于微型樁群的滑坡防治方法，利用η = —計(jì)算獲得所述微型樁
的數(shù)量；其中，η為微型樁的數(shù)量，T為垂直于微型樁方向每延米的剩余下滑力，L為微型樁在垂直滑動(dòng)方向上的平均間距，τ為單根微型樁的抗剪強(qiáng)度。較佳的，前述的基于微型樁群的滑坡防治方法，利用、=KxTxL 和
ηχπχ Dxqt
ls =計(jì)算嵌固段長(zhǎng)度Lg,十冑m白勺wf LgΦtimxmmMm^
的嵌固段長(zhǎng)度；其中，Lg為微型樁嵌固段長(zhǎng)度；K為設(shè)計(jì)安全系數(shù)；T為滑坡推力；Lh為垂直滑動(dòng)方向的微型樁布設(shè)區(qū)域長(zhǎng)度；η為微型樁數(shù)量；D為微型樁的樁徑；d為微型樁中單根縱向鋼筋的直徑，Ii1為微型樁中的縱向鋼筋根數(shù)，ξ為在微型樁的配筋形式采用鋼筋束且配筋根數(shù)為2根或2根以上時(shí)的界面粘結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù)，ξ取0. 6 1. 0 ;qt為微型樁樁身混凝土與其樁周巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度，Qs為微型樁中的混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的基于微型樁群的滑坡防治方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果本發(fā)明通過(guò)利用微型樁的抗剪強(qiáng)度(也可以稱(chēng)為微型樁的抗剪能力或者抗剪斷強(qiáng)度)來(lái)提供微型樁的抗滑力，微型樁可以設(shè)置多排以提供足夠的抗滑力，克服了排數(shù)較少的微型樁組合結(jié)構(gòu)不能提供較大抗滑力的缺點(diǎn)，使微型樁可應(yīng)用于大推力滑坡的治理； 其次，微型樁可以采用鉆機(jī)成孔，避免了人工挖孔存在的工期長(zhǎng)以及安全隱患等問(wèn)題，并可有效減小對(duì)滑體的擾動(dòng)；另外，微型樁施工速度快，可快速止滑，非常適用于變形較大的滑坡防治中。綜上所述，本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、 進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為本發(fā)明的基于微型樁群的滑坡防治方法流程圖；圖2為本發(fā)明的微型樁群行列式形排列示意圖；圖3為本發(fā)明的微型樁群品字形排列示意圖；圖4為圖2的A-A剖視圖；圖5為本發(fā)明的單根微型樁的橫向剖視圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的基于微型樁群的滑坡防治方法其具體實(shí)施方式
、 結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。圖1示出的基于微型樁群的滑坡防治方法包括S100、計(jì)算滑坡推力，確定微型樁的布置區(qū)域；具體的，本發(fā)明可以采用現(xiàn)有規(guī)范中推薦的方法來(lái)計(jì)算滑坡推力，本發(fā)明不限制計(jì)算滑坡推力的具體實(shí)現(xiàn)方式。根據(jù)滑坡的具體特征確定微型樁群的布置區(qū)域，明確作用于微型樁群的滑坡推力大小。S110、計(jì)算微型樁群中單根微型樁的抗剪力；初步確定微型樁的樁徑D及配筋量，則單根微型樁的抗剪力可以采用下述公式 ⑴來(lái)計(jì)算τ = τ sAs+ τ cAc公式(1)在上述公式(1)中，τ為單根微型樁的抗剪力；τ s為微型樁中的縱向鋼筋的抗剪強(qiáng)度-X為微型樁中所有縱向鋼筋的橫截面積；τ。為微型樁中的混凝土的抗剪強(qiáng)度；Α。為微型樁樁身的橫截面中混凝土的面積，且A。= A-As, A為微型樁的橫截面積。上述τ s以及τ。的取值可以根據(jù)實(shí)際采用的微型樁的原材料確定。本發(fā)明也可以采用其它計(jì)算公式來(lái)確定單根微型樁的抗剪力，本發(fā)明不限制計(jì)算單根微型樁的抗剪力的具體實(shí)現(xiàn)方式。S120、將上述計(jì)算出的抗剪力作為單根微型樁的抗滑力，并基于上述獲取的滑坡推力設(shè)計(jì)微型樁群中微型樁的數(shù)量；具體的，本實(shí)施例可以基于滑坡推力均勻地分布于微型樁群中的各根微型樁這一原理來(lái)設(shè)置微型樁群中微型樁的數(shù)量。微型樁群所包含的微型樁的數(shù)量可以采用下述公式(2)計(jì)算確定
]ζΤ Yl = ^^公式(2)
T在上述公式(2)中，η為微型樁的數(shù)量，K為設(shè)計(jì)安全系數(shù)，T為微型樁設(shè)樁位置每延米的滑坡推力，Lh為垂直滑動(dòng)方向的微型樁布設(shè)區(qū)域長(zhǎng)度，τ為單根微型樁的抗剪力。 本發(fā)明可以利用現(xiàn)有的多種滑坡推力的計(jì)算公式來(lái)獲得上述的Τ，本發(fā)明不限制T的計(jì)算方式。S130、根據(jù)上述計(jì)算出的微型樁數(shù)量設(shè)計(jì)微型樁群的行間距及列間距，確定微型樁的布樁位置；具體的，根據(jù)預(yù)先確定的微型樁布置區(qū)域及總數(shù)量確定微型樁群的排數(shù)和列數(shù)， 從而得出微型樁群的行間距及列間距。選定微型樁群的布設(shè)形式，可采用行列式或品字形的布設(shè)形式，然后最終確定微型樁的布樁位置。S140、計(jì)算微型樁的樁長(zhǎng)；微型樁要穿過(guò)滑面嵌固于滑床中，樁長(zhǎng)分滑體厚度和滑面下嵌固段長(zhǎng)度兩部分， 只需計(jì)算嵌固段長(zhǎng)度Lg。本實(shí)施例以微型樁不被拔出確定微型樁的嵌固段長(zhǎng)度Lg，可以采用下述公式(3)和公式(4)計(jì)算確定
r KxTxLffLg =-？^公式⑶
Lg =-公式(4)
HXniX π χ ay. ξ xqs在上述公式(3)和公式中，Lg為微型樁嵌固段長(zhǎng)度；K為設(shè)計(jì)安全系數(shù)；T為滑坡推力；LH為垂直滑動(dòng)方向的微型樁布設(shè)區(qū)域長(zhǎng)度；η為微型樁數(shù)量；D為微型樁的樁徑； d為微型樁中單根縱向鋼筋的直徑，Il1為微型樁中的縱向鋼筋根數(shù)，ξ為在微型樁的配筋形式采用鋼筋束且配筋根數(shù)為2根或2根以上時(shí)的界面粘結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù)，ξ可以根據(jù)實(shí)際情況取0. 6 1. 0 ;qt為微型樁樁身混凝土與其樁周巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度，qs為微型樁中的混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度。利用上述公式(3)和公式(4)可以計(jì)算出兩個(gè)Lg，本實(shí)施例將計(jì)算出的兩個(gè)Lg中的較大值確定為微型樁的嵌固段長(zhǎng)度。上述qt、qs的取值可以根據(jù)實(shí)際采用的微型樁的材料以及滑體的地質(zhì)情況來(lái)確定。本發(fā)明也可以采用其它方法來(lái)確定微型樁的嵌固段長(zhǎng)度，如按嵌固段長(zhǎng)度為樁長(zhǎng)的1/3來(lái)確定，本發(fā)明不限制微型樁嵌固段長(zhǎng)的具體實(shí)現(xiàn)方式。S150、根據(jù)上述設(shè)計(jì)的布設(shè)參數(shù)采用地質(zhì)鉆孔裝置為各微型樁鉆孔，并在各布孔處設(shè)置微型樁，即微型樁施工。需要說(shuō)明的是，在為微型樁布孔過(guò)程中，如果出現(xiàn)縮徑或者塌孔等現(xiàn)象，則可以在縮徑或者塌孔處下套管，以便于微型樁的設(shè)置操作。下套管即，將套管下到產(chǎn)生縮徑或者塌孔的土層深度。另外需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例在進(jìn)行鉆孔和布設(shè)微型樁過(guò)程中，可以采用跳孔施工的方式，跳孔施工方式不但具有施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，還能夠減少對(duì)滑體的擾動(dòng)。跳孔施工的一個(gè)具體的例子，先針對(duì)一部分布樁點(diǎn)進(jìn)行鉆孔操作，然后，針對(duì)完工的孔進(jìn)行布設(shè)微型樁的操作，之后，再針對(duì)一部分布樁點(diǎn)進(jìn)行鉆孔操作，并針對(duì)完工的孔進(jìn)行布設(shè)微型樁的操作，依此類(lèi)推，直到針對(duì)所有布樁點(diǎn)均進(jìn)行了布設(shè)微型樁的操作。跳孔施工的另一個(gè)具體的例子，先針對(duì)一部分布樁點(diǎn)進(jìn)行鉆孔操作，然后，針對(duì)完工的孔進(jìn)行布設(shè)微型樁的操作，在進(jìn)行布設(shè)微型樁操作的同時(shí)，針對(duì)一部分布樁點(diǎn)進(jìn)行鉆孔操作，依此類(lèi)推，直到針對(duì)所有布樁點(diǎn)均進(jìn)行了布設(shè)微型樁的操作。本實(shí)施例不限制跳孔施工方式的具體實(shí)現(xiàn)方式。本實(shí)施例通過(guò)采用地質(zhì)鉆孔裝置進(jìn)行微型樁成孔操作不但對(duì)滑體的擾動(dòng)小，且施工方便，還具有安全度高等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)上述各操作后，本實(shí)施例在滑體中設(shè)置的微型樁群的局部可以如圖2-4所示。圖2示出的微型樁群中的各微型樁呈行列式的形式排列，圖3示出的微型樁群中的各微型樁呈品字形(也可以稱(chēng)為梅花形)的形式排列。從圖4示出的圖2的A-A剖面圖可以看出，各個(gè)微型樁2均插入滑體1中，并且各個(gè)微型樁2均穿過(guò)滑帶3而插入滑床4中。本實(shí)施例在微型樁孔中設(shè)置的微型樁的一個(gè)具體的例子如圖5所示。從圖5中可以看出，微型樁2注意包括微型樁樁身混凝土 5、6根縱向主鋼筋6以及箍筋7，且縱向主鋼筋6和箍筋7構(gòu)成上述的鋼筋籠。本實(shí)施例中的微型樁2的配筋可采用鋼筋籠、鋼筋束、 鋼管或者型鋼等形式。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于微型樁群的滑坡防治方法，其特征在于，所述方法包括 計(jì)算滑坡推力，確定微型樁的布置區(qū)域；計(jì)算單根微型樁的抗剪力；將所述抗剪力作為單根微型樁的抗滑力并基于所述滑坡推力設(shè)計(jì)微型樁群中所需微型樁的數(shù)量；確定微型樁群的行間距和列間距及微型樁的布樁位置； 計(jì)算微型樁的嵌固段長(zhǎng)度； 根據(jù)所述嵌固段長(zhǎng)度在所述布樁位置設(shè)置微型樁。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于利用τ = TsAs+τ。Α。計(jì)算單根微型樁的抗剪力；其中，τ為單根微型樁的抗剪力；τ s為微型樁中的縱向鋼筋的抗剪強(qiáng)度；AS為微型樁中所有縱向鋼筋的橫截面積；τ。為微型樁中的混凝土的抗剪強(qiáng)度；Α。為微型樁樁身的橫截面中混凝土的面積，且A。= A-As, A為微型樁的橫截面積。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于TT利用《 = —計(jì)算獲得所述微型樁的數(shù)量； τ其中，η為微型樁的數(shù)量，T為垂直于微型樁方向每延米的剩余下滑力，L為微型樁在垂直滑動(dòng)方向上的平均間距，τ為單根微型樁的抗剪強(qiáng)度。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于, KxTxLff rKxTxLff利用、=-和、=-—rh計(jì)算嵌固段長(zhǎng)度Lg，將計(jì)算出的兩ηχπχ Dxqlηχη^χπχαχ xqs個(gè)Lg中的較大值確定為微型樁的嵌固段長(zhǎng)度；其中，Lg為微型樁嵌固段長(zhǎng)度；K為設(shè)計(jì)安全系數(shù)；T為滑坡推力；LH為垂直滑動(dòng)方向的微型樁布設(shè)區(qū)域長(zhǎng)度；η為微型樁數(shù)量；D為微型樁的樁徑；d為微型樁中單根縱向鋼筋的直徑，Ii1為微型樁中的縱向鋼筋根數(shù)，ξ為在微型樁的配筋形式采用鋼筋束且配筋根數(shù)為 2根或2根以上時(shí)的界面粘結(jié)強(qiáng)度降低系數(shù)，ξ取0. 6 1. 0 ;qt為微型樁樁身混凝土與其樁周巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度，Qs為微型樁中的混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種基于微型樁群的滑坡防治方法。該方法將滑坡防治設(shè)計(jì)中難以解決的抗彎設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化為抗剪設(shè)計(jì)，利用微型樁群的抗剪能力提高滑帶和滑體的抗剪強(qiáng)度，從而提高滑坡整體穩(wěn)定性。微型樁采用群樁的形式布設(shè)，布設(shè)方式分行列式和品字形。微型樁錨固深度以微型樁在滑坡作用下不被拔出來(lái)確定。本發(fā)明所述的技術(shù)方案能夠降低滑坡防治的施工難度，并縮短滑坡防治的施工工期，非常適于實(shí)用。
文檔編號(hào)E02D17/20GK102493464SQ20111037546
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月23日
發(fā)明者馮振, 吳樹(shù)仁, 李濱, 殷躍平, 門(mén)玉明, 閆金凱 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所