[发明专利]桩-墙复合抗滑支挡治理结构

说明书

技术领域

本发明涉及大型、特大型涉水滑坡地质灾害防治领域，具体涉及一种桩-墙复合抗滑支挡治理结构。

背景技术

我国是一个多山的国家，山地丘陵占国土总面积三分之二以上，显著的地貌分异、复杂地质环境、频繁灾害性天气，使我国成为世界上地质灾害广泛发育、致灾严重的国家之一。地质灾害是指有损于人类生存环境的一切动力地质过程及地质现象，包括崩塌、滑坡、泥石流、地面沉降、岩溶等类型，其中崩塌、滑坡、泥石流（简称“崩滑流”）占地质灾害总数的80%以上。

值得指出的是，对于诸如三峡水库岸坡的滑坡灾害而言，由于滑坡体整体或局部受到库水周期性浸泡（三峡水库的库水位一年一度变化于145m至175m之间，变化幅度30m），土体物理力学参数劣化严重，且水库水位变化过程中，滑坡体内地下水位响应滞后明显，必然会出现较大的渗透力，加速滑坡稳定性衰减。如2003年三峡水库第一次蓄水诱发了著名的千将坪滑坡，从2008年9月28日三峡水库进行175m蓄水试验至2009年3月18日，受试验性蓄水和退水的影响，三峡水库重庆库区的巫山、巫溪、奉节、云阳、开县、万州等14区县发生了166处地质灾害灾情，崩滑体总体积约6024万立方米，塌岸长度约14520m。所发生的166处灾情点中，新生突发性灾（险）情点121处，占水库诱发灾情的73%，如云阳的凉水井滑坡。

对于滑坡灾害，目前主要采用清方减载、回填反压、悬臂抗滑桩、锚索抗滑桩、锚索格构、挡土墙、排水沟、截水沟等治理方法，其中采用悬臂抗滑桩（图1）和锚索抗滑桩（图2）是主要的滑坡治理技术类型，使用频率占60%～70%。对于诸如三峡水库岸坡的滑坡而言，滑坡体内地下水丰富，尤其是地下水变幅频繁，不能采用预应力锚索抗滑桩，悬臂抗滑桩或者挡土墙是比较理想的滑坡灾害治理技术。而从悬臂抗滑桩受力特性分析，悬臂段越长，在滑坡推力作用下悬臂段的弯矩急剧增大，导致抗滑桩截面尺寸成倍增大、配筋量成倍增加，投资急剧增大；而对于挡土墙而言，相关技术规范强制性规定，高度超过8m后，挡土墙结构的安全性显著降低，工程上严禁采用。因此，对于涉水滑坡治理而言，尤其是厚度较大的涉水滑坡，悬臂抗滑桩或者挡土墙单独使用均存在明显缺陷。目前，我国水利水电工程提速建设，三峡水库、黄河小浪底水库等大型、特大型水利水电工程相继建成运行，库岸滑坡数量日渐增多，尤其出现了众多厚度深、方量大的大型特大型滑坡，探索库岸大型特大型滑坡灾害的有效治理方法，具有重要现实意义。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提出了一种桩-墙复合抗滑支挡治理结构，包括悬臂抗滑桩和挡土墙，悬臂抗滑桩下部锚固在滑床中，多根相互间隔的悬臂抗滑桩并列成排，挡土墙设置于所述多根悬臂抗滑桩顶端；悬臂抗滑桩位置处的挡土墙重心线位于悬臂抗滑桩的重心线内侧、靠近次生滑坡体的位置处，滑坡体的作用力在悬臂抗滑桩上产生一正弯矩，挡土墙的作用力在悬臂抗滑桩上产生一与正弯矩方向相反的负弯矩。

采用前述结构后，滑坡体的作用力作用到悬臂抗滑桩上后，会在悬臂抗滑桩上产生一正弯矩，由于挡土墙的重心线位于悬臂抗滑桩的重心线内侧、靠近次生滑坡体的位置处，这就使得挡土墙的重量可以对悬臂抗滑桩产生一与正弯矩相反的负弯矩，用以抵消正弯矩所带来的负面效应，从而使悬臂抗滑桩的桩顶挠度减少50%～60%，同时还可使悬臂抗滑桩桩身所承受的最大弯矩降低40%～50%，从而降低对悬臂抗滑桩的结构强度的要求，使抗滑桩造价降低30%左右（用于制作悬臂抗滑桩的材料成本和施工成本大大高于制作相同体积的挡土墙，悬臂抗滑桩一般采用钢筋混凝土结构，而挡土墙可采用施工地区就近采集的碎石，通过混凝土浇筑形成石料和混凝土结合的砌体结构）；除了前述的效果外，挡土墙还可以对次生滑坡体（次生滑坡体是由悬臂抗滑桩顶部对土体的水平剪切造成的）起到阻挡作用，使悬臂抗滑桩的高度可以得到缩减。

针对前述方案，本发明还提出了如下的优选结构：所述挡土墙下端面的一部分与悬臂抗滑桩顶端连接，挡土墙下端面的另外一部分悬置，挡土墙上的悬置部分位于悬臂抗滑桩和次生滑坡体之间。挡土墙上的悬置部分的重力作用到挡土墙和悬臂抗滑桩的连接部，这就使作用到悬臂抗滑桩上的负弯矩得到了进一步增大；

进一步地，本发明还对前述结构作了如下改进：相邻两根悬臂抗滑桩之间的间隙处设置有桩顶梁，桩顶梁两端分别与两根悬臂抗滑桩固定连接；挡土墙上位于相邻两根悬臂抗滑桩之间的悬空段置于桩顶梁上，且悬空段与桩顶梁固定连接。桩顶梁可以更加有效地将挡土墙悬空段的作用力传递到悬臂抗滑桩上，使负弯矩的效果得到进一步加强。