《边坡分离式桩板墙支挡结构.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《边坡分离式桩板墙支挡结构.pdf（13页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN101985835A43申请公布日20110316CN101985835ACN101985835A21申请号201010522657622申请日20101028E02D5/02200601E02D17/2020060171申请人刘元雪地址401311重庆市沙坪坝区大学城后勤工程学院建筑系地下教研室申请人周家伍李忠友72发明人刘元雪周家伍李忠友单长兵王培勇74专利代理机构重庆辉腾律师事务所50215代理人侯懋琪寸南华54发明名称边坡分离式桩板墙支挡结构57摘要本发明公开了一种边坡分离式桩板墙支挡结构，其抗滑桩和挡土墙为分离式结构，挡土墙设置在滑坡体的切坡面处，抗滑桩设置在挡土墙。
2、的上侧、与挡土墙之间相距有空间距离，抗滑桩埋入滑坡体内部并深入到边坡稳定层，抗滑桩和挡土墙之间通过钢拉杆连接。本发明还公开了基于前述结构的参数确定方法。本发明的有益技术效果是抗滑桩和挡土墙为分离式结构，二者分段受力，大大减小了所受应力，从而节省了挡土墙和抗滑桩的截面积，圬工数量也随之大幅减小；抗滑桩设置在滑体内，不占用支挡结构以外的空间。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图4页CN101985835A1/1页21一种边坡分离式桩板墙支挡结构，包括抗滑桩（1）和挡土墙（3），其特征在于抗滑桩（1）和挡土墙（3）为分离式结构，挡土墙（3）设置在。
3、滑坡体（5）的切坡面处，抗滑桩（1）设置在挡土墙（3）的上侧、与挡土墙（3）之间相距有空间距离，抗滑桩（1）埋入滑坡体（5）内部并深入到边坡稳定层（6），抗滑桩（1）和挡土墙（3）之间通过钢拉杆（2）连接。2根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于所述挡土墙（3）上设置有竖向的肋柱（4），肋柱（4）与抗滑桩（1）一一对应，钢拉杆（2）两端分别与肋柱（4）和抗滑桩（1）连接。3根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于所述挡土墙（3）上设置有多个泄水孔。4根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于所述挡土墙（3）与滑坡体（5）的表面土体之间设置有反滤层。
4、。5根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于抗滑桩（1）设置在滑坡体（5）内部的滑体推力最小位置处。6根据权利要求2所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于钢拉杆（2）采用螺纹钢筋，螺纹钢筋两端分别与肋柱（4）和抗滑桩（1）的纵向主筋焊接，且螺纹钢筋被肋柱（4）或抗滑桩（1）上的混凝土裹覆的长度大于30CM。7根据权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构，其特征在于钢拉杆（2）与挡土墙（3）的连接处位置低于钢拉杆（2）与抗滑桩（1）连接处位置。8如权利要求1所述的边坡分离式桩板墙支挡结构抗滑桩参数的确定方法，其特征在于1）确定抗滑桩（1）的嵌入位置选取若干个抗滑桩（1）的预设。
5、位置，采用有限元强度折减法计算在不同位置的滑坡体（5）的滑坡推力，选取滑坡推力最小的位置作为抗滑桩（1）的嵌入位置；2）确定抗滑桩（1）位置后，选取多个抗滑桩（1）桩长，采用有限元强度折减法计算不同抗滑桩（1）桩长的稳定系数，随桩长的减小安全系数开始急剧下降之前的一点所对应的桩长长度为确定的桩长。权利要求书CN101985835A1/7页3边坡分离式桩板墙支挡结构技术领域0001本发明涉及一种地质灾害防治技术，尤其涉及一种边坡分离式桩板墙支挡结构。背景技术0002随着我国城市、交通、矿山、环保等行业的高速发展，边（滑）坡治理成为一项越来越重要的工程。在修建建筑物（或构筑物）过程中就不可避免的遇。
6、到开挖自然边坡，越来越多的人工切坡需要治理。目前人工切坡主要采用挡墙或抗滑桩进行加固，但是挡土墙截面大、圬工数量大、施工进度慢，而抗滑桩直接置于滑坡体的切坡面上（如图1），抗滑桩的截面尺寸较大，造成巨大的浪费，同时抗滑桩占用了一定的坡面外空间，对坡外建筑物（或构筑物）的修建造成影响。因此，研究、引进和推广新型、轻型支挡结构一直是岩土工程技术人员在工程实践中的一个主要内容。发明内容0003本发明提出了一种边坡分离式桩板墙支挡结构，包括抗滑桩和挡土墙，其改进在于抗滑桩和挡土墙为分离式结构，挡土墙设置在滑坡体的切坡面处，抗滑桩设置在挡土墙的上侧、与挡土墙之间相距有空间距离，抗滑桩埋入滑坡体内部并深入。
7、到边坡稳定层，抗滑桩和挡土墙之间通过钢拉杆连接。0004所述挡土墙上设置有竖向的肋柱，肋柱与抗滑桩一一对应，钢拉杆两端分别与肋柱和抗滑桩连接。0005所述挡土墙上设置有多个泄水孔。0006所述挡土墙与滑坡体的表面土体之间设置有反滤层。0007抗滑桩设置在滑坡体内部的滑体推力最小位置处。0008钢拉杆采用螺纹钢筋，螺纹钢筋两端分别与肋柱和抗滑桩的纵向主筋焊接，且螺纹钢筋被肋柱或抗滑桩上的混凝土裹覆的长度大于30CM。0009钢拉杆与挡土墙的连接处位置低于钢拉杆与抗滑桩连接处位置。0010本发明还提出了基于前述的边坡分离式桩板墙支挡结构的抗滑桩参数的确定方法，其步骤如下1）确定抗滑桩的嵌入位置选取。
8、若干个抗滑桩的预设位置，采用有限元强度折减法计算在不同位置的滑坡体的滑坡推力，选取滑坡推力最小的位置作为抗滑桩的嵌入位置；2）确定抗滑桩位置后，选取多个抗滑桩桩长，采用有限元强度折减法计算不同抗滑桩桩长的稳定系数，随桩长的减小安全系数开始急剧下降之前的一点所对应的桩长长度为确定的桩长。0011本发明的有益技术效果是抗滑桩和挡土墙为分离式结构，二者分段受力，大大减小了所受应力，从而节省了挡土墙和抗滑桩的截面积，圬工数量也随之大幅减小；抗滑桩设置在滑体内，不占用支挡结构以外的空间。说明书CN101985835A2/7页4附图说明0012图1、传统桩板墙结构俯视图；图2、传统桩板墙结构立面视图；图3。
9、、本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构俯视图；图4、本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构立面视图。0013附图中，抗滑桩1、钢拉杆2、挡土墙3、肋柱4、滑坡体5、边坡稳定层6，滑动面7。具体实施方式0014参见图1、2，传统桩板墙结构将抗滑桩1和挡土墙3整体布置在滑坡体5下部，滑坡体5的全部应力由二者共同承担，抗滑桩1和挡土墙3的截面积都需要相当大，才能保证结构的稳定性，同时也就使圬工数量十分巨大，且需要占用滑坡体5以外的大量空间；并且传统的桩板墙结构没有进行抗滑桩1位置的优化设计，没有利用滑坡体5的抗力，没有充分利用土体的抗滑潜力，抗滑桩1上所受的滑坡推力大。0015针对前述问题，本发明提出了一种边。
10、坡分离式桩板墙支挡结构，它仍然采用抗滑桩1和挡土墙3，但抗滑桩1和挡土墙3为分离式结构，参见图4，挡土墙3设置在滑坡体5的切坡面处，抗滑桩1设置在挡土墙3的上侧、与挡土墙3之间相距有空间距离，抗滑桩1埋入滑坡体5内部并深入到边坡稳定层6，抗滑桩1和挡土墙3之间通过钢拉杆2连接。0016本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构，其最大特色是将抗滑桩1和挡土墙3分离，抗滑桩1发挥先期支挡作用，提高抗滑桩1的有效利用率，减小挡土墙3所受应力，抗滑桩1后的土体由挡土墙3和抗滑桩1（抗滑桩1的抗拉拔力）共同提供支挡应力，抗滑桩1和挡土墙3分段受力，相对于现有技术来说，可大大缩小抗滑桩1和挡土墙3的截面积，也使得。
11、圬工数量大幅减小，节省工程造价。0017采用本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构时，需要使抗滑桩1、钢拉杆2和挡土墙3三者的连接牢固稳定，参见图3，可在挡土墙3上设置多根竖向的肋柱4，肋柱4与抗滑桩1一一对应，肋柱4和抗滑桩1处于挡土墙3的两侧，多根钢拉杆2两端分别与肋柱4和抗滑桩1连接。挡土墙3所承受的滑坡体5土压力传递到肋柱4上，由抗滑桩1和钢拉杆2为肋柱4提供反向作用力。肋柱4和挡土墙3可整体制作，仅在钢拉杆2连接处的另一侧加厚挡土墙3，加厚了的挡土墙3即形成肋柱4。0018本发明的边坡分离式桩板墙支挡结构中，抗滑桩1的位置设计以及整体稳定性分析均采用有限元强度折减法，有限元强度折减法具有数。
12、值分析方法的各种优点，能够对复杂地貌、地质条件的各种岩土工程进行计算，不受工程的几何形状、边界条件以及材料不均匀等的限制。可用于均质土坡稳定性的计算和获得滑面的形状和位置、多滑面搜索、三维边坡稳定性分析、岩质边坡结构面分析。0019计算采用的软件为大型有限元软件ANSYS商业版。计算按照平面应变问题建立模型，岩土体采用8节点平面单元PLANE183模拟，抗滑桩1用梁单元BEAM3单元模拟，抗滑桩1的截面积、惯性矩等可以在其对应的实常数中定义，该单元可以输出轴力、弯矩、剪力等。当抗滑桩1与钢拉杆2联合使用作为边坡的支护结构时，采用有限元计算充分考虑了钢拉杆2、抗滑桩1与岩土介质的共同作用。002。
13、0在有限元强度折减法中，不需要预先假设边坡滑动面7的位置和形状。采用的屈说明书CN101985835A3/7页5服准则为平面应变关联流动条件下的MOHRCOULOMB准则。采用ANSYS商业程序，该程序只有MOHRCOULOMB的外接圆DRUCKERPRAGER准则（DP4）。采用DP4准则时，需将滑坡体5与滑动面7的强度参数C、值的DP4准则进行转换，就可以获得校正的C、值。0021对于岩土中广泛采用的莫尔库仑材料，强度折减安全系数可表示为所以有，；有限元计算中不断降低边坡中岩土抗剪强度直至达到破坏状态为止。程序根据有限元计算结果自动得到破坏滑动面7，并获得强度贮备安全系数。其步骤可归结如下。
14、1）确定抗滑桩1的嵌入位置选取若干个抗滑桩1的预设位置，采用有限元强度折减法计算在不同位置的滑坡体5的滑坡推力，选取滑坡推力最小的位置作为抗滑桩1的嵌入位置；2）确定抗滑桩1位置后，选取多个抗滑桩1桩长，采用有限元强度折减法计算不同抗滑桩1桩长的稳定系数，随桩长的减小安全系数开始急剧下降之前的一点所对应的桩长长度为确定的桩长。0022具体的结构参数的设计步骤为1、整体计算1）采用有限元强度折减法计算抗滑桩1在不同位置情况下，滑坡体的滑坡推力，使抗滑桩1的桩位确定在滑坡体5内的推力最小位置；2）在确定好抗滑桩1位置后，采用有限元强度折减法计算不同抗滑桩1桩长的稳定系数随桩长减小，安全系数开始急剧。
15、下降之前的一点取为桩长；3）有限元计算确定抗滑桩1的弯矩设计值与剪力设计值、钢拉杆2的长度与拉力设计值，肋柱4的弯矩设计值与剪力设计值,挡土墙3的弯矩设计值与剪力设计值，以此作为设计抗滑桩1、钢拉杆2、肋柱4和挡土墙3的计算依据。00232、抗滑桩1设计抗滑桩1根据整体计算所得出的内力按受弯构件设计，配筋时按单筋矩形梁考虑。抗滑桩1截面形状为矩形，其正截面受弯承载力计算公式如下式中抗滑桩弯矩设计值；系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取10；当混凝土强度等级为C80时，取094其余的线性内插；混凝土轴心抗压强度设计值，按混凝土结构设计规范（GB50010）表414采用；矩形截面的宽度；混凝土。
16、受压区高度；截面有效高度；混凝土受压区高度按下式计算说明书CN101985835A4/7页6式中普通钢筋抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范（GB50010）表4231采用；受拉区纵向普通钢筋的截面面积。0024此外，混凝土受压区高度还应符合下列条件；纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对受压区高度按下式计算；其中，式中系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取08；当混凝土强度等级C80时，取074；其余的线性内插；钢筋弹性模量，按混凝土结构设计规范（GB50010）表424采用；混凝土立方体抗压强度标准值，按混凝土结构设计规范（GB50010）411条规定。0025矩形截面的受弯。
17、构件，其受剪截面应符合下列条件当时，当时，当时，按线性内插法确定；式中构件斜截面上的最大剪力设计值；混凝土强度影响系数；当混凝土强度等级不超过C50时，取；当混凝土强度等级为C80时，取；其间按线性内插法确定。0026抗滑桩1内不宜设置斜筋，可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施，满足斜截面的抗剪强度。当仅配置箍筋时，其截面的受剪承载力应符合下列规定式中配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；在同一截面内箍筋的肢数；单肢箍筋的截面面积；沿构件长度方向的箍筋间距；箍筋抗拉强度设计值。00273、肋柱4设计肋柱4根据整体计算所得出的内力按受弯构件设计，配筋时按单筋矩形梁考虑。肋柱4截面形状。
18、为矩形，其正截面受弯承载力计算公式如下说明书CN101985835A5/7页7式中肋柱4弯矩设计值；系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取10；当混凝土强度等级为C80时，取094其余的线性内插；混凝土轴心抗压强度设计值，按混凝土结构设计规范（GB50010）表414采用；矩形截面的宽度；混凝土受压区高度；截面有效高度；混凝土受压区高度按下式计算式中普通钢筋抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范（GB50010）表4231采用；受拉区纵向普通钢筋的截面面积。0028混凝土受压区高度还应符合下列条件纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对受压区高度按下式计算其中，式中系数，当混凝土强度。
19、等级不超过C50时，取08；当混凝土强度等级C80时，取074；其余的线性内插；钢筋弹性模量，按混凝土结构设计规范（GB50010）表424采用；混凝土立方体抗压强度标准值，按混凝土结构设计规范（GB50010）411条规定。0029矩形截面的受弯构件，其受剪截面应符合下列条件当时，当时，当时，按线性内插法确定式中肋柱斜截面上的最大剪力设计值；混凝土强度影响系数；当混凝土强度等级不超过C50时，取；当混凝土强度等级为C80时，取；其间按线性内插法确定。0030肋柱4内不宜设置斜筋，可采用调整箍筋的直径、间距和桩身截面尺寸等措施，满足斜截面的抗剪强度。当仅配置箍筋时，其截面的受剪承载力应符合下列。
20、规定说明书CN101985835A6/7页8式中配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；在同一截面内箍筋的肢数；单肢箍筋的截面面积；沿构件长度方向的箍筋间距；箍筋抗拉强度设计值。00314、挡土墙3设计挡土墙3根据整体计算所得出的内力按受弯构件设计，配筋时按单筋矩形梁考虑。挡土墙3截面形状为矩形，其正截面受弯承载力计算公式如下式中挡土墙弯矩设计值；系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取10；当混凝土强度等级为C80时，取094其余的线性内插；混凝土轴心抗压强度设计值，按混凝土结构设计规范（GB50010）表414采用；矩形截面的宽度；混凝土受压区高度；截面有效高度；混凝土受压区高度按下式计算。
21、式中普通钢筋抗拉强度设计值，按混凝土结构设计规范（GB50010）表4231采用；受拉区纵向普通钢筋的截面面积。0032混凝土受压区高度还应符合下列条件纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破坏同时发生时的相对受压区高度按下式计算其中，式中系数，当混凝土强度等级不超过C50时，取08；当混凝土强度等级C80时，取074；其余的线性内插；钢筋弹性模量，按混凝土结构设计规范（GB50010）表424采用；混凝土立方体抗压强度标准值，按混凝土结构设计规范（GB50010）411条规定。00335、钢拉杆2设计这里主要考虑钢拉杆2的直径，钢拉杆2直径应根据钢拉杆2设计拉力及钢材的容许拉应力按下式计算说明书CN。
22、101985835A7/7页9式中为钢拉杆2直径CM；为钢拉杆2设计拉力（KN）；为制作钢拉杆2的钢材的容许拉应力（KPA）；02为考虑钢材锈蚀增加的安全储备CM。0034通过在最有利的位置设立抗滑桩1，使桩身内力大幅下降，并且挡土墙3墙面处的土压力也显著降低。0035所述挡土墙3上设置有多个泄水孔。0036所述挡土墙3与滑坡体5的表面土体之间设置有反滤层。0037考虑减少圬工数量，将抗滑桩1设置在滑坡体5内部的滑体推力最小位置，可有效减小抗滑桩1的体积。0038钢拉杆2采用螺纹钢筋，螺纹钢筋两端分别与肋柱4和抗滑桩1的纵向主筋焊接，且螺纹钢筋被肋柱4或抗滑桩1上的混凝土裹覆的长度大于30CM。在制作钢拉杆2时，为了避免钢拉杆2向抗滑桩1施加向上的拉拔力从而降低结构稳定性，应使钢拉杆2与挡土墙3的连接处位置低于钢拉杆2与抗滑桩1连接处位置。说明书CN101985835A1/4页10图1说明书附图CN101985835A2/4页11图2说明书附图CN101985835A3/4页12图3说明书附图CN101985835A4/4页13图4说明书附图。