[發(fā)明專利]一種針對(duì)軟巖和松散堆積體邊坡進(jìn)行抗滑樁主動(dòng)加固方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711158163.2
• 申請(qǐng)日: 2017-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107938688B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)輝;周愛(ài)民;楊建成;李建龍;馮志秀;馬婭;陳世樂(lè);關(guān)鳳林;肖振江;袁從華;湯華;吳振君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南交投集團(tuán)公路建設(shè)有限公司;云南小磨高速公路改擴(kuò)建工程建設(shè)指揮部;云南省交通投資建設(shè)集團(tuán)有限公司;中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號(hào): E02D17/20
• 分類號(hào): E02D17/20;E02D29/02;G06F17/50
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所 42001
• 代理人: 李鵬;王敏鋒

本發(fā)明公開(kāi)了一種針對(duì)軟巖和松散堆積體邊坡進(jìn)行抗滑樁主動(dòng)加固方法，主動(dòng)加固對(duì)象的巖性條件定量判別；建立二維邊坡地質(zhì)概化模型；設(shè)置二維邊坡地質(zhì)概化模型的邊界條件；計(jì)算開(kāi)挖后邊坡的安全系數(shù)F₁，進(jìn)行判斷是否需要進(jìn)行主動(dòng)加固，若需要主動(dòng)加固，則進(jìn)行抗滑樁加固方案設(shè)計(jì)；再次進(jìn)行數(shù)值計(jì)算達(dá)到安全系數(shù)F₂；并判斷是否滿足預(yù)先設(shè)定的工程穩(wěn)定性要求。本發(fā)明考慮了工程開(kāi)挖前后的巖土物理力學(xué)參數(shù)變化，開(kāi)挖前對(duì)采用抗滑樁對(duì)邊坡進(jìn)行主動(dòng)加固，充分利用巖土初始狀態(tài)的強(qiáng)度，避免開(kāi)挖后坡體變形軟化導(dǎo)致巖土強(qiáng)度大幅下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種針對(duì)軟巖和松散堆積體邊坡進(jìn)行抗滑樁主動(dòng)加固方法，適用于工程開(kāi)挖后巖土物理力學(xué)參數(shù)大幅下降的軟巖和松散堆積體邊坡，考慮巖土初始狀態(tài)和變形軟化后物理力學(xué)參數(shù)的變化，對(duì)不同狀態(tài)下的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)估，采用抗滑樁進(jìn)行主動(dòng)加固能大幅降低邊坡加固工程費(fèi)用。

背景技術(shù)

邊坡滑坡問(wèn)題一直以來(lái)在公路建設(shè)中屢見(jiàn)不鮮。這些問(wèn)題在公路建設(shè)之前就需要定性研究，或者對(duì)其有足夠的認(rèn)識(shí)。大部分問(wèn)題在可研階段是可以避免的。而建設(shè)中的問(wèn)題，只要按照規(guī)范作業(yè)，同時(shí)輔之以有經(jīng)驗(yàn)的巖土工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)和指導(dǎo)，一般也是可以控制的。后期運(yùn)行中，正常情況下的問(wèn)題，也是可以防治的。縱觀目前的公路建設(shè)中出現(xiàn)的邊滑坡問(wèn)題，很少有致命性的、控制性的邊滑坡問(wèn)題在可研階段還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，也就是避讓型的邊滑坡一般只要前期工作扎實(shí)，是可以做到避讓的。但是，工程建設(shè)中層出不窮的問(wèn)題，往往是建設(shè)和施工單位嚴(yán)重缺乏有經(jīng)驗(yàn)的巖土工程師造成的，即沒(méi)有嚴(yán)格按照規(guī)范作業(yè)，或者對(duì)于盲目建設(shè)和作業(yè)可能產(chǎn)生的后果認(rèn)識(shí)不足造成的。這兩類不利因素的組合，往往形成需要大投入或難以收拾的邊滑坡問(wèn)題。這也就造成建設(shè)中問(wèn)題很多，同時(shí)也為公路通車后的運(yùn)行管理造成了很多隱患。

具體來(lái)說(shuō)，在山區(qū)軟巖和松散體邊坡中，在自然坡條件下，由于風(fēng)化、雨水軟化及軟巖、松散體本身的結(jié)構(gòu)特征，容易產(chǎn)生滑坡。現(xiàn)在的公路邊坡處治普遍是先切坡，切坡完成后再進(jìn)行工程加固處治，很多軟巖、松散堆積體邊坡往往是進(jìn)行上部部分切坡時(shí)，邊坡就產(chǎn)生變形失穩(wěn)跡象，完成部分切坡進(jìn)行的加固處治不能達(dá)到預(yù)期效果，已加固的坡體仍產(chǎn)生明顯變形，隨著時(shí)間的發(fā)展，變形失穩(wěn)范圍不斷擴(kuò)大，造成已加固的措施被摧毀，這是典型的被動(dòng)加固處治措施，有些被動(dòng)加固是既浪費(fèi)已實(shí)施的工程加固措施，又沒(méi)有即時(shí)阻止邊坡潛在滑動(dòng)面強(qiáng)度向不利方向發(fā)展，以至滑動(dòng)范圍擴(kuò)大數(shù)倍，同時(shí)也浪費(fèi)了工期，使工程向后延緩。

公路邊坡隨著人工切坡，改變了原自然坡的狀態(tài)，使邊坡的潛在滑動(dòng)面強(qiáng)度隨著外部條件的改變而發(fā)生變化。一方面，切坡改變了坡表的形態(tài)，可能使?jié)撛诨瑒?dòng)面臨空，即使坡體強(qiáng)度不發(fā)生變化，也將導(dǎo)致切坡面的穩(wěn)定性下降，可能產(chǎn)生沿潛在滑動(dòng)面控制的滑坡。另外，切坡使得坡體變陡，使原自然坡體產(chǎn)生變形，坡表一定范圍的變形模量下降，坡體產(chǎn)生隨節(jié)理裂隙的變形擴(kuò)展，即節(jié)理裂隙擴(kuò)大。隨著時(shí)間發(fā)展，坡體變形逐漸發(fā)展，坡體的強(qiáng)度逐漸下降。另外，在強(qiáng)降雨條件下沿裂隙下滲，潛在滑動(dòng)面容易軟化，在多次干濕交替作用下，強(qiáng)度下降，軟巖及松散體邊坡的滑動(dòng)普遍很多都是牽引滑動(dòng)，當(dāng)邊坡前緣產(chǎn)生變形裂縫時(shí)，順坡向自然坡的后緣坡體也將產(chǎn)生變形，強(qiáng)度下降，滑坡逐級(jí)向上向后發(fā)展，使一個(gè)開(kāi)始范圍較小產(chǎn)生局部滑坡的坡體，在變形和滑坡不斷發(fā)展的情況下變成一個(gè)范圍擴(kuò)大數(shù)倍甚至數(shù)十倍的滑坡體。

這些貫穿公路整個(gè)生命周期的巖土工程問(wèn)題面臨如何科學(xué)解決的難題，就擺了廣大科技工作者面前，尤其是對(duì)于很多不應(yīng)該出現(xiàn)和可控范圍的問(wèn)題擴(kuò)大化的問(wèn)題。這些邊滑坡問(wèn)題的解決，需要引入新的即邊主動(dòng)加固設(shè)計(jì)理念，若能在工程前期就主動(dòng)介入，無(wú)疑可以使很多問(wèn)題防患于未然或者處于可控范圍，畢竟自然界有其自身的穩(wěn)定性，失穩(wěn)是由于人類工程擾動(dòng)了自然物質(zhì)本身的平衡造成的。經(jīng)過(guò)對(duì)這一理念深入的研究，針對(duì)公路建設(shè)中的邊坡滑坡問(wèn)題，特形成如下主動(dòng)加固設(shè)計(jì)方法。這套方法可以用來(lái)指導(dǎo)建設(shè)方、設(shè)計(jì)、施工和管路管養(yǎng)部門圍繞公路本身開(kāi)展與己相關(guān)的工作。