[发明专利]一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法

说明书

本发明公开了一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法，包括：对滑坡进行岩土工程地质勘查，确定小口径组合抗滑桩布置位置，岩土体参数，计算剩余下滑力，设定钻孔组合抗滑桩的直径；根据滑坡岩土体性质计算形成土拱效应的最优距径比，确定单桩之间的间距和排数。本发明利用最优距径比的概念，考虑桩间土体形成“土拱效应”的最佳桩间距，从而充分利用桩间土体的抗滑能力，减少桩体结构配筋，提高工程经济性；本发明采用经验取值设定桩径，利用数值分析计算合理间距，通过理论计算校核可靠性，简便可行，可用于突发滑坡灾害的应急治理设计工作。

技术领域

本发明属于滑坡防治技术领域，尤其涉及一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法。

背景技术

滑坡灾害是我国地质灾害的主要类型之一，特别是“5.12”汶川地震之后，加之近年来极端天气情况增多，尤其是极端强降雨增多，西部山区的滑坡灾害有显著增多的情况。这类滑坡灾害通常具有突发性高，地形复杂、岩土体结构松散，治理紧迫性程度高等特征，此类滑坡的防治工程施工环境复杂、恶劣，安全风险高，诸多以往广泛使用的工艺和技术在此类工程中无实施条件或者无法满足应急治理的要求。例如，由于滑坡岩土体结构松散，传统的人工挖孔抗滑桩存在较高的施工安全风险，且由于施工进度受岩土体性质影响较大，无法保障应急治理的工期要求等。小口径钻孔组合抗滑桩技术，相比于传统抗滑桩由于具有施工便利，成孔、成桩快速，施工安全等特点，越来越多的用于滑坡防治工程，但目前小口径钻孔组合抗滑桩技术设计方法尚不成熟，存在的主要问题是在设计时往往只考虑了桩体自身的承载能力，没有充分考虑桩与桩间土体在横向荷载作用下的共同作用，忽略了桩间土体的抗滑力，从而导致桩体设计缺乏经济合理性。

综上所述，目前小口径钻孔组合抗滑桩技术设计方法在设计时往往只考虑了桩体自身的承载能力，没有充分考虑桩与桩间土体在横向荷载作用下的共同作用，忽略了桩间土体的抗滑力，因此在设计抗滑桩时，为了满足抗滑承载力，不得不通过增大截面积，增加配筋等形式来提高桩体的承载力，从而导致桩体截面过大，配筋过高，设计缺乏经济合理性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法，旨在解决在设计抗滑桩时，为了满足抗滑承载力，不得不通过增大截面积，增加配筋等形式来提高桩体的承载力，导致桩体截面过大，配筋过高的问题。

本发明是这样实现的，一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法，所述一种基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法首先对滑坡进行岩土工程地质勘查，确定小口径组合抗滑桩布置位置，岩土体参数，计算滑坡剩余下滑力。然后基于最优距径比的小口径钻孔组合抗滑桩设计方法，先设定钻孔组合抗滑桩的直径；再根据滑坡岩土体性质通过数值模拟分析计算形成土拱效应的最优距径比，确定单桩之间的间距和排数，使桩与桩之间的间距满足形成“土拱效应”最佳距离。

进一步，小口径钻孔抗滑桩直径d，利用数值模拟法，根据滑坡岩土体性质计算最优距径比δ，根据L＝d×δ确定小口径钻孔组合抗滑桩单桩间距L；根据滑体厚度确定滑面以上桩长h，根据传统抗滑桩设计经验，确定小口径抗滑桩锚固段长度为h/3。

进一步，根据：

计算单桩荷载；式中：p为滑坡剩余下滑力；k为桩体计算宽度影响系数，一般取1～3；τ为桩土复合体抗剪应力；γ为桩土复合体重度；φ为土体内摩擦角；τ₂由计算，其中k_f抗滑土体安全系数。

进一步，小口径桩单桩承载能力

进一步，

Q_max＜Q′，则满足要求；

Q_max＜Q′，则单桩承载力不足，此时重新设定小口径桩直径，直至单桩承载力满足荷载要求。