[发明专利]一种基于简布法的边坡深埋抗剪桩支护结构设计方法

说明书

本发明公开了一种缓倾角折线滑动面边坡深埋抗剪桩支护结构设计方法，其实施过程如下：初步确定深埋抗剪桩的直径D及其在边坡上的布置位置和布置间距s；选取纵向一列抗剪桩及其计算宽度范围内的边坡作为计算单元，将该计算单元的滑体部分划分为n个条块，设置抗剪桩数量为m排，且包含桩的条块水平投影长度为s。采用简布法对各条块进行受力分析，考虑由钢筋抗剪能力提供的抗滑力，计算边坡在安全系数为F_s时各抗剪桩所需钢筋束横截面积A_s，由此进行钢筋束的配置。最后根据锚固体抗拔承载力验算，计算抗剪桩基岩锚固段长度和滑体埋入段长度。本发明具有较好的可操作性，在保证安全的前提下兼顾经济性，且有利于节省工期，减小灾害发生的可能性。

技术领域

本发明涉及边坡支护结构设计方法，尤其涉及一种基于简布法的边坡深埋抗剪桩支护结构设计方法。

背景技术

随着各类建设规模的扩大，边坡失稳、滑坡等地质灾害频发，在滑坡防治，尤其是滑坡应急抢险中，要求支护结构施工方便迅速、对滑坡体扰动小并且经济合理，现有的处理手段如减载、反压及锚索、抗滑桩等支挡形式对场地条件要求较高，且工期一般较长，应用起来有一定限制。本发明提出一种基于简布法的边坡深埋抗剪桩支护结构设计方法，采用钢筋束与水泥砂浆浇筑而成的抗剪桩进行支护，利用钢筋束横截面抗剪能力提供抗滑力；根据简布法进行受力分析，计算剩余下滑力，并将其均匀分配到各排桩上，确定满足边坡极限平衡状态所需的抗剪桩钢筋束截面积，确定其配筋，并由抗拔稳定性验算得出抗剪桩嵌入基岩及滑体的长度。该抗剪桩具有较好的可操作性，现场施工便利，能针对滑面有效提供抗滑力，在保证安全的前提下兼顾经济性，避免不必要的浪费，有助于节省工期，减小灾害发生的可能性。

发明内容

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是：提供一种基于简布法的边坡深埋抗剪桩支护结构设计方法，以解决现有滑坡支护手段用于滑坡应急抢险中施工时间长、对滑坡体扰动大和经济性差的问题。

本发明采取的技术方法为：一种基于简布法的边坡深埋抗剪桩支护结构设计方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：初步确定深埋抗剪桩的直径D及其在边坡上的布置位置和横纵布置间距s；

步骤二：选取纵向一列抗剪桩及其计算宽度(即桩间距s)范围内的边坡作为计算单元，从滑坡体后缘到前缘按1～n的顺序将该计算单元的滑体部分划分为n 个条块，用i表示其中任意一个条块，设置抗剪桩数量为m排，且各条块水平投影长度均为s；

步骤三：采用简布法对各条块进行受力分析，按照下列公式计算边坡在安全系数为F_s时总的剩余下滑力水平分力；

公式中，F_s为安全系数；P_i为第i个条块的剩余下滑力水平分力；W_i为第i 个条块的重力；θ_i为第i个条块的滑面处法线与竖直面的夹角；l_i为第i个条块滑面长度；c_i为第i个条块的滑面粘聚力；为第i个条块的滑面内摩擦角。

步骤四：将总的剩余下滑力平均分配到各排抗剪桩上，可得抗剪桩所需钢筋束横截面积，由此进行钢筋束的配置；

公式中，P为边坡总的剩余下滑力；m为抗剪桩排数；N为各排抗剪桩分摊的剩余下滑力；f_v为钢筋抗剪强度设计值；A_s为钢筋束横截面积。

步骤五：根据锚固体抗拔承载力验算，按下列公式进行抗剪桩基岩锚固段长度和滑体埋入段长度计算。