复合挡土结构在滑坡防治中的应用研究

复合挡土结构在滑坡防治中的应用研究

河南省电力勘测设计院河南省郑州市450000

摘要:滑坡是地质灾害常见的一种,由于滑坡地质灾害的突发性,会造成重大的经济损失和人员伤亡,所以滑坡地质灾害的防治是一项非常重要的工程。本文对滑坡防治方法作简介,并探讨防治滑坡的可靠性。

关键词:复合挡土;滑坡;防治

工程上常见的滑坡有两种,一种是由于水流冲刷、地壳运动等自然因素造成的土坡滑坡;另一种是由于人工开挖等人为因素造成的土坡滑坡。当前随着工农业建设的飞速发展,滑坡造成的危害也越来越大,因此对滑坡防治的研究也越来越受到人们的重视。目前防治滑坡的方法很多。

一、滑坡防治方法

1)滑坡体的处理。对于无向上及两侧发展可能的小型滑坡,可将整个滑坡体清除。对于通常滑坡体,可以采用改变滑坡体的外形,即在后部主滑地段减重起到减少滑力的作用,在滑坡的抗滑地段或滑坡范围之外的前部加重,增大抗滑力而稳定滑坡。

2)地表水和地下水的处理。对于地表水,可在滑坡体周围作截水沟,使其不能进入滑坡范围以内;在滑坡范围内修筑排水沟,使地表水排出滑坡范围以外;并整平地表,减少地表水的下渗。对于地下水可以采用截水沟、盲洞、平孔等进行拦截、疏干或排除,使地下水位降低到滑动面以下。

3)直接稳定方法。即采用诸如钻孔爆破、培烧、电渗、压浆、换填等方法来直接稳定滑坡。

4)增加支护方法。根据滑坡的性质和使用材料的不同,可以采用砌片石垛、浆砌片石或混凝土抗滑桩、挡土墙等措施,这些构筑物必须修建在滑动面以下的稳定地层中才能起到支撑杭滑的作用。

二、复合挡土结构

复合挡土结构是树根桩技术在边坡工程中的应用,是一种修筑在斜坡中的三维挡土结构,它是一种较为新型的抗滑挡土结构,由前后两排树根桩、斜锚杆和灌入水泥浆加固后的土体复合构成,用来控制土体的稳定性。它是利用钻机按一定直径要求钻到设计标高,然后放入钢筋笼或者型钢同时放人注浆管,注入水泥浆或者混凝土而成桩,施工时根据需要树根桩可以是垂直的也可以是倾斜的,可以是单根的也可以是成束的,可以是端承桩也可以是摩擦桩。在地质条件较差的情况下可以采用一次注浆成桩也可以采用多次注浆成桩。复合挡土结构可以用于深基坑开挖时的围护结构,岸坡稳定结构,开挖大型洞室后周围土体的稳定加固,滑坡治理等工程项目。在边坡治理中此结构有加固土体、增加抗滑力及形成平衡拱的作用,同时采用二次注浆技术使复合桩体可靠地锚固在未滑动土层中,对改进桩体结构有重要意义,由于锚固作用大大提高了复合桩体的抗变形能力和抗滑坡推力的能力,复合挡土结构比“网状树根桩”受力更明确,结构更安全可靠。在滑坡治理中,如将复合挡土结构与治理边坡的其他办法结合应用可以使其得到进一步的优化。复合挡土结构为较新型的抗滑结构,可用来代替传统的挡土墙、抗滑桩等土工结构。它具有造价底、施工方便、工期短、对土体原状结构扰动小等优点,具有明显的经济和社会效益。

三、滑坡防治措施

1、抗滑挡墙。在滑坡底脚修建挡墙也是常用的一种方法,挡墙可用砌石、混凝土以及钢筋混凝土结构.临时性加固时,也可采用木笼挡墙.修建挡墙不但能适当提高滑坡的整体安全性,更可有效防止坡脚的局部崩坍,以免不断恶化边坡条件.但对于大型滑坡,挡墙由于受到工程量及高度的限制,滑坡体的安全系数往往提高不大。如果在边坡表面修建一些拱形或网形建筑物,或对边坡加以表面砌护,则它们虽不能防止深层滑动,提高滑坡体的整体稳定性,但也能防止表面局部崩落、冲刷,以免进一步恶化滑坡体的工作条件。

2、抗滑桩。抗滑桩是一种被实践证明效果较好的传统滑体加固方式.对一些中、深层滑坡,用抗滑挡墙难以整治的情况下,可以用抗滑桩.抗滑桩在滑坡体上挖孔设桩,不会因施工破坏其整体稳定.桩身嵌固在滑动面以下的稳固地层内,借以抗衡滑坡体的下滑力,这是整治滑坡比较有效的措施。但是,由于其多为悬臂梁式设置,不但受力状态不理想,而且为克服较大的弯矩作用,往往设计的断面较大,配筋率较高,造价也非常高。

3、预应力锚索。预应力锚索单独稳定滑坡是在其中、前部打若干排锚索,锚于滑动面以下稳定地层中,加预应力500-3000kN以上,增加对滑动面的垂直压力从而提高摩阻力和水平抗力,变被动受力为主动抗滑.地面用梁或锚墩作反力装置给滑体施加一预应力来稳定滑坡,这样能有效地阻止滑坡的移动.锚索工程不开挖滑体,对滑体扰动小,又能机械施工,比抗滑桩工程节省投资约50%,因此应用前景十分广阔。

4、锚索桩。锚索与抗滑桩联合形成锚索桩.在抗滑桩顶部加2-4束锚索,增加一个拉力,改变普通抗滑桩的悬臂受力状态,接近简支梁,加预应力使桩由被动受力变为主动受力,因而大大降低了传统桩体的截面、配筋率和埋置深度,可节省工程投资40%-50%,有较明显的技术、经济效益.预应力锚索抗滑桩改变了桩的受力状态,变被动支挡为主动预加,提高了滑坡稳定性.此方案的优点是可以提供较大的锚固力,锚杆充分发挥其全部作用之前不产生移动,故边坡的变形和可能的张裂是最小的,但要配备大型的张拉设备,且施工工艺复杂,成本高昂。

5、微型桩群。微型桩群指直径小于300mm的插入桩或灌注桩.微型桩加固斜坡的形式有:①许多微型桩密布在滑体上,穿过滑动面,增加抗滑力;②用网状树根桩将滑体和不动体形成一个复合体;③微型桩加横梁形成排架结构抗滑;④微型桩网与包围的土体形成一重力式挡土结构抗滑.微型桩群主要用来治理中小型滑坡。

6、复合挡土结构。复合挡土结构是树根桩技术在边坡工程中的应用,是一种较为新型的抗滑挡土结构,由前后两排树根桩、斜锚杆与灌入水泥浆加固后的土体复合构成,用来控制土体的稳定性.该结构可用来代替传统的挡土墙、抗滑桩等用于滑坡防治,与挡土墙、抗滑桩等抗滑结构相比,具有造价低、施工方便、工期短、对土体扰动小等特点,具有一定的经济和社会效益。

7、格构锚固。格构锚固是一种新型支挡加固措施,是利用浆砌块石、现浇钢筋混凝土或预应力混凝土进行坡面防护,并利用锚杆或锚索固定的一种滑坡综合防护措施,它将整个护坡与柔性支撑有机结合在一起。新型的格构锚固措施有现浇钢筋混凝土格构锚固、预制预应力混凝土格构锚固及框架锚固等。格构与锚杆联合应用于滑坡防治。近年来才开始这种支挡加固措施,这种结构的特点是施工时不必开挖扰动边坡,施工安全快速,与植被恢复结合,还可美化环境.,特别是钢筋混凝土格构、预应力混凝土格构与预应力锚索的联合应用,变被动抗滑为主动抗滑,充分发挥滑体的自承能力,是一种非常经济、非常有应用前景的支挡加固措施.但目前对格构锚固机理研究不够,因此格构锚固的传力机理、适用范围以及设计理论、设计方法值得进一步研究[4]。

随着机械、材料等领域的发展与科技进步,对滑坡体的加固措施向复合型、轻型化、小型化和机械化施工方向发展,土锚钉、加筋土、格构锚固等防治措施也相继综合应用于滑坡治理中,并取得了较好的效果。滑坡防治工程的发展趋势将是新材料和新构件的不断开发和利用,新工艺和新方法的不断开发和应用,并强调与环境相协调、与土地相结合。

参考文献:

[1]陈云敏,郝玉龙.复合挡土结构在滑坡防治中的应用研究[J].工程勘察,2013,(2):39-42.

[2]许英姿,唐辉明.新型支挡加固措施在滑坡防治中的应用[J].地质勘探安全,2011,(1):19-22.

[3]胡时友.浅谈框格护坡技术的新进展[J].西部探矿工程,1997,11(4):111-114.

[4]程少荣,王冬珍.格构锚固技术及其在滑坡整治中的应用[J].人民长江,2013,(6):26-28.

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