一种新型的抗滑桩支护体系

技术领域

本发明属于岩土工程领域，涉及一种边坡病害防治工程，具体为一种新型的抗滑桩支护体系。

背景技术

在边坡支护领域，而预应力抗滑桩主要应用在边坡深层滑动、大型滑坡、边坡防护等工程领域。

抗滑桩在滑坡和边坡病害防治领域有着极其广泛的应用，取得了非常好的边坡病害防治效果。但是，预应力锚索抗滑桩目前存在如下弊端：

1、抗滑桩体积大，特别是在滑坡推力较大的情况下，抗滑桩结构的钢筋混凝土体量很大，造成工程材料的巨大浪费。

2、坡面抗滑桩施工非常困难，施工速度缓慢，特别是人工挖孔环节，危险性很大，导致事故频发，不适用于抢险或临时工程。

3、不适用于快速规模化施工，实现机械或半机械化施工非常困难。

为解决上述问题，一种悬索形和斜拉形柔性复合边坡支护结构（2021212891924，2021106450505）在避免了滑坡体活动对工程锚索结构破坏的同时提高了坡体的安全性，有效杜绝了滑面附近锚索锈蚀失效造成的危害，通过锚索、锚杆和锚梁之间有效的组合有效建立起了锚梁和滑坡体之间的有力联系，降低了工程造价，加快了施工进度，减少工期，增加结构的可靠性，同时为坡面绿化和环境友好提供了重要基础。

1、施工工期

抗滑桩施工周期长，大型抗滑桩施工工期往往在半年以上，悬索形和斜拉形柔性复合边坡支护体系往往工期不到一半。

2、施工安全原因

抗滑桩往往设置在半山腰，人工挖孔以及钢筋笼安装事故频发，施工期的安全隐患问题极为突出，锚梁网构隐型支护体系大部分为地表工程，锚索由专有设备完成，施工安全可以保证。

3、结构安全

传统预应力锚索抗滑桩的锚索工程穿越滑面，可靠性难以保证：

传统抗滑桩往往要配合预应力锚索工程实现抗滑桩受力体系的优化，节约工程造价，同时控制坡面形变，但是预应力锚索是穿越于滑坡滑面的隐蔽工程，预应力锚索穿越滑面的位置与抗滑桩之间有一段距离，一旦坡体上方挤压变形锚索在滑面位置出现变形和滑移，锚索结构就会遭到破坏，锚索失效对预应力锚索抗滑桩的影响是致命的，其安全耐久性将大打折扣。

悬索形和斜拉形柔性复合边坡支护结构的预应力锚索绝大部分设置在稳定山体，稳定山体的锚索锚固段锚固效果好，锚固在稳定山体的锚索拉力通过锚梁传递给滑坡，锚梁为地表工程，出现变形即可实施修复维护，影响到工程体系的耐久性和安全性的因素大大减少。

4、造价原因

悬索形和斜拉形柔性支护结构的锚固力主要通过悬索形主锚梁提供，预应力锚索承担不大于1/3的滑坡推力，同时预应力锚索的锚固力原则上大部分反力由次锚梁的锚碇提供，传统的抗滑桩造价高，而同样安全设计等级的悬索形和斜拉形柔性支护体系可节约工程造价20%以上。

新型技术中的锚梁通过山体两侧的锚碇和锚固段的设置，为坡体稳定提供了足够的锚固力，同时在竖向和水平双向控制了边坡的位移：横向锚梁通过预应力限制了坡体各部分的水平位移，从而实现了对边坡多维控制的目的，强大的坡面控制优势为坡体设计优化提供了可靠的技术支持，从而减少高边坡大开挖，大大降低工程造价，同时避免了大开挖对自然坡面的破坏。

但是，作为高边坡工程，悬索形和斜拉形柔性支护体系采用了落地桩，在高边坡或滑坡的陡倾角前缘，落地桩除了承担竖向荷载以外，落地桩横向抵抗坡体向外挤压变形的优势没有充分发挥出来，同时落地桩作为抗滑桩的同时还可以作为桩顶次级锚梁的锚碇为坡体的锚固提供固着拉力，因此新型抗滑结构体系缺乏系统性和完整性。

因此，需要一种新的解决方案完善上述不足。

发明内容

为了实现上述目的，本发明涉及一种新型的抗滑桩支护体系，具体内容如下：

一种新型的抗滑桩支护体系，主锚梁1，原坡面线2，次级锚梁3，刷方线4，落地抗滑桩5，落地抗滑桩5自由段51，落地抗滑桩5锚固段52，落地抗滑桩5体内锚索53，传统的刷方线6，横向锚梁7，假定的滑面8，锚索+锚杆组合体9，锚杆91，锚索92，转接延伸段93，落地锚索10，落地锚索锚固段11，横向锚梁锚杆12，桩顶锚固结构54，锚杆14，上表面141，凹槽142，锚索锚梁15，锚固段16，锚碇17，锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173，主锚梁1的副梁19，落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18，丝网20。

其特征是：所述的主锚梁1为两端通过与主锚梁1相连的锚固段16、锚碇17，锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173，是埋设于地表附近的一条或多条悬索形锚梁。

所述的次级锚梁3为锚固在落地桩5桩顶侧面，其钢绞线数量取决于滑坡体的滑坡推力，坡体在传统的刷方线6以上部分为滑体，滑体的滑面为假定的滑面8。

所述的锚索锚梁15是由落地锚索10的自由段、锚索92自由段的转接延伸段组合在一起的锚梁组合体，锚索锚梁15的上端锚固在落地抗滑桩5桩顶面。

所述的落地抗滑桩5由落地抗滑桩5自由段51，落地抗滑桩5锚固段52，落地抗滑桩5体内锚索53，桩顶锚固结构54组成，为人工或机械成孔的桩，其桩顶锚固连接有次级锚梁3，锚索锚梁15，以及通过落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18连接的锚杆14，桩身位置通过压力接触连接的锚杆91，设置在落地抗滑桩5内的锚索19，落地抗滑桩5最下端为端部扩大结构。

所述的落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18，包括上表面141，凹槽142，落地抗滑桩5的桩顶锚固结构54，其特征是：锚杆14的端部是凹槽结构，其上表面141，落地抗滑桩5的上端桩顶锚固结构54为扩大结构，在连接时，锚固结构54置于凹槽142内及上表面141，当通过对落地抗滑桩5体内锚索53施加体内预应力时，落地抗滑桩5收缩产生对上表面141的压力。

所述的主锚梁1的副梁19，其特征是：主锚梁1的副梁19一端或两端连接在主锚梁1上的附加悬索形主锚梁，在主锚梁1的基础上增加的悬索形锚梁以适应实际地形的变化，主锚梁1的副梁19连接有次级锚梁3。

所述的锚碇17由锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173，其特征在是：主锚梁1的锚固段16延伸段首先穿过锚碇过渡段172，锚固在锚碇扩大段173内，锚碇填充段171是锚碇基坑开挖阶段形成的竖向通道，在锚碇锚碇过渡段172，锚碇扩大段173施工完成后予以回填，锚固段16延伸段穿过人工或机械成孔通道并进一步穿过锚碇过渡段172，锚固段16的延伸段也属于锚固段16。

本发明为一种新型的抗滑桩支护体系，所述的主锚梁1为两端通过与主锚梁1相连的锚固段16、锚碇17，锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173锚固在稳定山体的稳定地层中，是埋设于地表附近的一条或多条悬索形锚梁，所述的主锚梁1的副梁19是两端连接在主锚梁1上的附加悬索形锚梁，在主锚梁1的基础上增加的悬索形锚梁以适应实际地形的变化，主锚梁1的副梁19连接有次级锚梁3，主锚梁1和主锚梁1的副梁19为整个边坡锚固结构选择最佳的锚固地点并提供锚固力，主锚梁1和主锚梁1的副梁19上连接有次级锚梁3，主锚梁1和主锚梁1的副梁19为次级锚梁3提供锚固力。

所述的次级锚梁3为锚固在落地桩5桩顶侧面的锚梁，其钢绞线数量取决于滑坡体的滑坡推力，坡体在传统的刷方线6以上部分为滑体，滑体的滑面为假定的滑面8。

所述的次级锚梁3，其特征是：一端锚固在落地桩5桩顶端侧面，另一端与主锚梁1或主锚梁1的副梁19连接，所述的锚索锚梁15是由落地锚索10的自由段、锚索92自由段通过转接连接器转接后的延伸段组合在一起的锚梁组合体，锚索锚梁15的上端锚固在落地抗滑桩5桩顶面。

所述的落地抗滑桩5由落地抗滑桩5自由段51，落地抗滑桩5锚固段52，落地抗滑桩5体内锚索53，桩顶锚固结构54组成，其特征是：为人工或机械成孔的桩，桩顶锚固连接有次级锚梁3，锚索锚梁15，以及通过落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18连接的锚杆14，桩身位置通过压力接触连接的锚杆91，设置在落地抗滑桩5内的锚索19，落地抗滑桩5最下端为端部扩大结构。

所述的落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18，包括上表面141，凹槽142，落地抗滑桩5的桩顶锚固结构54，其特征是：锚杆14的端部是凹槽结构，其上表面141，落地抗滑桩5的上端桩顶锚固结构54为扩大结构，在连接时，锚固结构54置于凹槽142内及上表面141，当通过对落地抗滑桩5体内锚索53施加体内预应力时，落地抗滑桩5收缩产生对上表面141的压力。

所述的主锚梁1的副梁19是一端或两端连接在主锚梁1上的附加悬索形主锚梁，在主锚梁1的基础上增加的悬索形锚梁以适应实际地形的变化，主锚梁1的副梁19连接有次级锚梁3。

所述的锚碇17由锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173，其特征在是：主锚梁1的锚固段16延伸段首先穿过锚碇过渡段172，锚固在锚碇扩大段173内，锚碇填充段171是锚碇基坑开挖阶段形成的竖向通道，在锚碇锚碇过渡段172，锚碇扩大段173施工完成后予以回填，锚固段16延伸段穿过人工或机械成孔通道并进一步穿过锚碇过渡段172，锚固段16的延伸段也属于锚固段16。

本发明的效益在于：通过分阶段实施一种新型的抗滑桩支护体系，为高边坡或滑坡提供一种新型的支护方案，一方面新型抗滑桩采用人工挖孔或机械成孔，可以为园桩或方桩，方便施工，安全性高，在坡面实施锚索+锚杆结构的同时将压力锚杆和抗滑桩相连，锚杆压力直接传递给抗滑桩，优化了桩身内力，增加了结构的可靠性，另一方面，新型抗滑桩下端为扩大头，且桩身内设置有预应力锚索，锚索自由段锚固在桩顶，次级锚梁3与新型抗滑桩上端锚接，整个抗滑桩作为次级锚梁3的锚碇或锚索为次级锚梁3提供反力，这种锚索+锚碇+抗滑桩复合结构受力为拉弯特征，大大减少了抗滑桩破坏风险，同时也减少了边坡的破坏风险，加快了施工进度，减少工期，降低工程造价，同时为坡面绿化和环境友好提供了重要基础。

附图说明

图1为本发明的断面示意图；

图2为本发明的平面示意图；

图3为新型抗滑桩组合结构示意图；

图4为新型抗滑5和锚杆14连接结构18的示意图；

图5为坡面锚索+锚杆+抗滑桩结构示意图；

图6为坡面防护平面结构示意图；

图中：主锚梁1，原坡面线2，次级锚梁3，刷方线4，落地抗滑桩5，落地抗滑桩5自由段51，落地抗滑桩5锚固段52，落地抗滑桩5体内锚索53，传统的刷方线6，横向锚梁7，假定的滑面8，锚索+锚杆组合体9，锚杆91，锚索92，转接延伸段93，落地锚索10，落地锚索锚固段11，横向锚梁锚杆12，桩顶锚固结构54，锚杆14，上表面141，凹槽142，锚索锚梁15，锚固段16，锚碇17，锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173，落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18，主锚梁1的副梁19，丝网20。

具体实施方式

以下结合附图1，附图2，附图3，附图4，附图5，附图6对本发明的结构及其有益效果进一步说明。

实施例1

一种新型的抗滑桩支护体系在典型的高边坡工程上的应用，其结构及实施步骤如下：

如附图1，附图2，附图3，附图4，附图5，附图6所示：

首先这是一种新型的高边坡支护结构，现场实施的主要步骤如下：

第一步，在高边坡开挖之前可以完成的工作包括：主锚梁1，主锚梁1的副梁19，落地抗滑桩5，落地抗滑桩5体内锚索53，锚杆14，落地锚索10，落地锚索锚固段11，桩顶锚固结构54，次级锚梁3，这些工作可以同时进行；

第二歩实施落地锚索10，次级锚梁3，落地抗滑桩5体内锚索53的初步预应力张拉锁定，预应力实施可以达到设计的70%以上，以确保高边坡开挖过程中坡体的稳定；

第三步实施坡面锚索+锚杆组合体9的施工，包括锚杆91，锚索92，转接延伸段93的施工安装，同时逐步完成横向锚梁7，横向锚梁锚杆12的施工；

第四步，落地锚索10与横向锚梁7的机械连接；

第五步，转接延伸段93，组合锚索锚梁15，锚索锚梁15与落地抗滑桩5的桩顶锚固结构54的张拉锚定；

第六步，支护体系各连接节点及钢绞线的注浆防护，防锈处理；最后为坡面修复挂网、绿化。

具体特征如下：

所述的主锚梁1为两端通过与主锚梁1相连的锚固段16、锚碇17，锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173锚固在稳定山体的稳定地层中，是埋设于地表附近的一条或多条悬索形锚梁；所述的锚碇17由锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173，其特征在是：主锚梁1的锚固段16延伸段首先穿过锚碇过渡段172，锚固在锚碇扩大段173内，锚碇填充段171是锚碇基坑开挖阶段形成的竖向通道，在锚碇锚碇过渡段172，锚碇扩大段173施工完成后予以回填，锚固段16延伸段穿过人工或机械成孔通道并进一步穿过锚碇过渡段172，锚固段16的延伸段也属于锚固段16。

所述的主锚梁1的副梁19是两端连接在主锚梁1上的附加悬索形锚梁，在主锚梁1的基础上增加的悬索形锚梁以适应实际地形的变化，在完成充分的地质勘察和地调的基础上从经济技术角度选址，确定锚碇的结构和地点，完成锚固段16、锚碇17，锚碇填充段171，锚碇过渡段172，锚碇扩大段173的施工，主锚梁1以及主锚梁1的副梁19上连接有次级锚梁3，主锚梁1和主锚梁1的副梁19为整个边坡锚固结构提供锚固力，主锚梁1和主锚梁1的副梁19上连接有次级锚梁3，主锚梁1和主锚梁1的副梁19为次级锚梁3提供锚固力，是整个边坡防护工程的基础。

所述的次级锚梁3一端锚固在落地桩5桩顶端侧面的锚梁，另一端与主锚梁1或主锚梁1的副梁19连接，所述的次级锚梁3为锚固在落地桩5桩顶侧面的锚梁，坡体在传统的刷方线6以上部分为滑体，滑体的滑面为假定的滑面8，次级锚梁3的钢绞线数量及锚固力取决于边坡的设计滑坡推力，次级锚梁3提供主要的滑坡抗力，次级锚梁3的滑坡抗力主要通过锚杆14传递给滑坡体。

所述的锚索锚梁15是由落地锚索10的自由段、锚索92自由段通过转接连接器转接后的延伸段93，锚索锚梁15的上端锚固在落地抗滑桩5桩顶面，是坡面锚索+锚杆组合体9的锚索92转接延伸段93，落地锚索10自由段组合到一起的锚梁。

所述的落地抗滑桩5由落地抗滑桩5自由段51，落地抗滑桩5锚固段52，落地抗滑桩5体内锚索53，桩顶锚固结构54组成，为人工或机械成孔的桩，其桩顶锚固连接有次级锚梁3，锚索锚梁15，以及通过落地抗滑桩5和锚杆14的端部连接结构18连接的锚杆14，桩身位置通过压力接触连接的锚杆91，设置在落地抗滑桩5内的锚索19，落地抗滑桩5最下端为端部扩大结构，落地抗滑桩5在桩底端部扩大结构位置为锚固段，通过合理设置钢绞线分布使得落地抗滑桩5锚固段52的锚固力最大，落地抗滑桩5体内锚索53分布在落地抗滑桩5自由段51桩身离坡面远的一侧。

所述的落地抗滑桩5和锚杆14的端部结18，包括上表面141，凹槽142，其特征是：锚杆14的端部是凹槽结构，其特征是：上表面141，落地抗滑桩5的上端桩顶锚固结构54为扩大结构，在连接时，锚固结构54置于凹槽142内及上表面141，当通过对落地抗滑桩5体内锚索53施加体内预应力时，落地抗滑桩5收缩产生对上表面141的压力。

所述的主锚梁1的副梁19是两端连接在主锚梁1上的附加悬索形主锚梁，其特征是：在主锚梁1的基础上增加的悬索形锚梁以适应实际地形的变化，主锚梁1的副梁19连接有次级锚梁3。

坡面锚索+锚杆组合体9的施工，包括锚杆91，锚索92，转接延伸段93的施工安装，同时安装完成横向锚梁7，横向锚梁锚杆12的施工；

最后，对开挖坑道进行填筑，恢复原地面，并实施必要的挂网喷混绿植。