[发明专利]基于三维地质信息模型的斜撑复合支护结构设计方法

说明书

本发明公开了一种基于三维地质信息模型的斜撑复合支护结构设计方法，其包括：建立斜撑复合支护结构模型，以竖向支撑结构与斜向支撑结构的交接点和悬臂段与嵌固段的连接点作为分界点对斜撑复合支护结构模型进行划分，通过挠曲线微分方程各部分的内力与位移，并根据计算结果进行配筋设计。本发明所建立的斜撑复合支护结构相对于现有的横截面为圆形或矩形的等截面抗滑桩支护结构，其抵抗弯矩能力更强，能更好的满足存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡的工程治理要求。本发明基于三维地质信息模型的斜撑复合支护结构设计方法能优化斜撑复合支护结构，保证斜撑复合支护结构的安全性，并有利于减小结构尺寸。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，特别涉及一种基于三维地质信息模型的斜撑复合支护结构设计方法。

背景技术

斜边坡防滑坡有着非常重要的意义，目前实现斜边坡防滑坡的方式有多种，其各有优缺陷。

1、横截面为圆形的等截面抗滑桩支护结构

在目前边坡、基坑支护中，抗滑桩支护应用比较广泛。它是由钻孔灌注桩直线排列，并由联系梁连接，共同抵抗侧向土压力或滑坡推力的结构形式。

抗滑桩是应用广泛成熟的成桩技术。但钻孔灌注排桩抗侧向荷载的能力低等缺点阻碍了它的更广泛的使用。它的缺点主要有：

从力学性能角度，圆形桩用于抵抗侧向荷载，在满足抗剪条件下，抵抗弯矩的能力低，主要原因是，圆形截面不是抗弯的有利构件截面，一般采用矩形、“工”形等；因此，对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡根本无法满足工程治理要求。

从经济角度，由于抗弯性能差，需要配置大量钢筋抗弯，材料利用不充分，不经济。

从安全性角度，挠度大，由于桩径不大，桩长细比大，悬臂式的桩挠度大，桩受拉面容易开裂，影响桩寿命，耐久性差，从而降低了安全性。

由于以上缺点，使钻孔灌注排桩只能应用于边坡高度、基坑深度不大或滑坡推力不大的情况，限制了它的使用范围。

2、横截面为矩形的等截面抗滑桩支护结构

现今的滑坡、边坡工程治理的支挡结构，应用广泛、典型的是人工挖孔的矩形抗滑桩。对滑坡推力或下滑力大的治理工程，往往首选大桩径的抗滑桩。但这一抗滑结构，存在如下问题：

从力学性能角度，矩形桩虽然在抵抗侧向荷载上优于圆形桩，但其抵抗弯矩的能力仍然较低，主要原因是，桩悬臂段是以桩身自身强度来抵抗滑坡推力的作用，其抵抗作用非常有限，桩顶位移大，将导致边坡坡顶存在的既有建(构)筑物发生变形。因此，对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡根本无法满足工程治理要求。

施工安全性差。

大矩形截面抗滑桩，当桩深度很大，达30～40m时，采用的仍旧是人工挖孔工艺，要求桩孔满足人工挖孔要求，加上护壁宽，桩截面较大，这样的孔坑需采取特别的桩孔支护护壁手段，如处理不当就可能酿成重大安全事故。

施工期长，受季节影响。

大矩形截面抗滑桩施工，由于采用人工挖孔，人工挖方量大，效率低，施工严重受到挖土方工期的影响，所需施工期长。逢雨季，往往不能施工，受季节影响大。对工期要求严格的治理项目产生极大影响。

因此，需要创新设计出新的斜边坡防滑坡支护结构，以解决现有支护结构对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡无法满足工程治理要求的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于三维地质信息模型的斜撑复合支护结构设计方法，以解决对于存在巨大推力的大型、巨型岩土质斜边坡、高切坡与深基坑边坡，现有支护结构抗弯矩能力低无法满足工程治理要求的技术问题。