[发明专利]一种适用于复杂边坡的变刚度抗震支护体系的施工方法

说明书

本发明公开了一种适用于复杂边坡的变刚度抗震支护体系的施工方法，变刚度抗震支护体系包括混凝土支挡结构和抗震锚杆；混凝土支挡结构包括刚性混凝土和柔性混凝土支挡结构；抗震锚杆包括锚固段、自由段和锚头。其施工方法分为以下六步：1修坡；2放样；3锚杆施工；4支挡结构施工；5安装锚头；6锚杆张拉和锁定；还包括灾后启封；抗震装置复位；预应力施加。本发明有效解决了地震作用下，传统锚杆不具备抗震性能、支挡结构易发生脆性破坏、单一刚度支护体系难以满足边坡抗震要求等问题，本发明提供了一种抗震结构合理、抗震性能优异、复杂边坡可分级抗震、灾后锚杆可恢复的边坡支护体系的施工方法，具有广泛的应用前景和显著的经济、社会效益。

技术领域

本发明属于边坡加固技术领域，具体涉及一种适用于复杂边坡的变刚度抗震支护体系的施工方法。

背景技术

地震是造成边坡失稳破坏的重要因素之一，近年来，我国发生的较为强烈的地震，例如汶川大地震、雅安地震皆引发了大量的边坡崩塌、滑坡等地质灾害。据调查，失稳边坡中有部分边坡是已加固边坡，但依然无法承受地震作用，出现滑坡现象。

对于已加固边坡发生失稳主要存在以下原因：1.锚固结构不具备抗震性能，锚杆、土钉等锚固结构在地震荷载作用下极易被拔出或拉断；2.支护挡墙脆性破坏，传统支护当前为板肋式、格构式等刚性混凝土挡墙，震灾来袭极易发生破坏。3.现有支护体系刚度设计不合理，高大型边坡的动力放大效应不可忽略，地震作用对边坡不同位置影响程度不同，单一刚度的支护体系难以满足边坡抗震要求。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在提供一种抗震结构合理、抗震性能优异、可实现复杂边坡分级抗震、灾后锚杆预应力可恢复的适用于复杂边坡的变刚度抗震支护体系的施工方法。

本发明采用的技术方案是：

一种适用于复杂边坡的变刚度抗震支护体系的施工方法，所述变刚度抗震支护体系包括混凝土支挡结构和抗震锚杆，混凝土支挡结构自下而上包括刚性混凝土支挡结构和柔性混凝土支挡结构；所述抗震锚杆包括锚固段、自由段和锚头；所述锚头包括垫板、刚性滑壁、轴向抗震装置、切向抗震装置、预应力施加装置、锚具、限位器和盖板；所述轴向抗震装置包括滑动套筒和弹簧，弹簧位于滑动套筒内部并与滑动套筒滑动连接，弹簧和滑动套筒的下端均与垫板的上表面固定连接；轴向抗震装置工作原理为滑动套筒内弹簧在地震荷载作用下压缩变形，防止锚杆轴向应力激增，达到抗震效果。切向抗震装置包括底座、滚球、环形叠层橡胶支座、限位套箍和滑盖，弹簧和滑动套筒的上端均与底座的下表面固定连接，环形叠层橡胶支座的下表面与底座外缘上表面固定连接，环形叠层橡胶支座的上表面与滑盖外缘下表面固定连接，滑盖内部设有球冠状凹槽，滚球内嵌于底座的中心台座并可在中心台座内滚动，中心台座与滑盖通过滚球连接，限位套箍紧固于切向抗震装置外围；切向抗震装置工作原理：地震作用下锚杆会沿边坡坡面方向发生剧烈抖动，此时锚杆受剪力作用，损伤极大，切向抗震装置的滑盖与滚球相配合，可沿切向滑动，由此抵消或减弱锚杆骤增的切向应力，与此同时，配合环形叠层橡胶支座，可有效耗散地震能量，利用环形叠层橡胶支座的自动“复位”功能，使切向抗震装置震后复位。限位套箍的作用一方面是预应力施加时保证切向抗震装置的稳定，另一方面如果切向抗震装置震后自动复位不完全，限位套箍可辅助复位；预应力施加装置包括环状柱体承台、一体式包壳推力轴承、螺母、与螺母相配合的螺栓；环状柱体承台的下表面与滑盖的上表面固定连接，环状柱体承台的上表面与一体式包壳推力轴承的下表面固定连接，一体式包壳推力轴承的上表面与螺母的下表面固定连接，一体式包壳推力轴承为中空一体式包壳推力轴承，螺栓底端设有扩底底座，扩底底座直径小于环状柱体承台、一体式包壳推力轴承的内径，大于螺母的内径；预应力施加装置原理：反向旋转螺母，螺栓相对螺母向上运动，锚具随螺栓向上运动，实现预应力的再次施加，螺栓底端设有扩底底座是为了防止螺栓脱出螺母；同时，轴向抗震装置、切向抗震装置与预应力施加装置呈串联关系，所以预应力的再次施加不会影响锚杆的抗震性能，此时轴向抗震装置、切向抗震装置与预应力施加装置的轴心位于同一直线上；螺栓上表面固定连接于锚具下表面中心部位，锚具为正方形且四周设有滑槽；刚性滑壁包括刚性滑壁a和刚性滑壁b，沿边坡坡面向上一侧的刚性滑壁为刚性滑壁a，其余三侧的刚性滑壁为刚性滑壁b，所述刚性滑壁a与垫板、刚性滑壁b卡壳连接，刚性滑壁b与垫板固定连接，刚性滑壁b相互间固定连接；刚性滑壁a设为卡壳连接是为了可拆装，方便限位套箍和限位器的安装、拆卸，同时刚性滑壁a设于沿边坡坡面向上一侧，是为了方便工人施作；限位器为单边开口的正方形限位器，开口部位的左右两边的内外两侧均设有滚珠滑动装置，限位器内侧滚珠滑动装置内嵌于锚具滑槽，外侧滚珠滑动装置与刚性滑壁b滑动连接；