[01512109]一种带有道路系统的棚洞式抗滑结构及施工方法

1.课题来源与背景 在山区道路工程设计中,由于特殊的地形和地质环境,经常会遇到滑坡地段。往往对危害较大的滑坡经过方案比选而合理地采取绕避措施。但若经过充分的方案比选后,绕行代价太大,宜考虑对滑坡进行整治。现有技术中,在滑坡地区修建道路,一般先对滑坡进行处治,处治滑坡多采用清除滑坡体、治理地表水和地下水、减重反压以及设置支挡结构等措施。对于大型滑坡体,上述治理措施施工量大,花费高,不经济也不合理。因此,出现了采用抗滑桩处治滑坡的道路。如申请号为201620242141.9的专利公开了结合h型抗滑桩处治滑坡的悬挑结构道路,避免了在滑坡体上高填深挖,大大降低了填挖方工程量。然而将道路与抗滑桩结合成整体,路面在受到行车荷载时,会对下方的抗滑桩产生扰动,进而影响到滑坡体上的不稳定土层,造成不稳定土层的滑动。这种结合抗滑桩的道路仍具有潜在的安全隐患。而且,滑坡体上的滚石也会对道路通行产生很大影响,危害人员安全,造成经济损失。 2.技术原理及性能指标 （1）抗滑、竖向传力原理：抗滑结构由第一类变截面抗滑桩、第二类变截面抗滑桩、横梁和单向滑动连接组成形状为H形的结构,矩形单跨槽型路面板位于横梁的顶面;两类抗滑桩插入到滑动面以下的稳定土层中,一方面,当滑坡体在重力或其他外因的作用下发生变形或滑移时,稳定土层对桩的抗力可以平衡滑坡体由于变形而产生的作用荷载;另一方面,当路面板的重力及路面上承受的行车荷载作用在横梁上时,横梁的两端将力传递到变截面以下的桩体内,最后将力传递到稳定土层内。（2）卸载原理：根据主动土压力原理,土体的自重会对支挡结构产生水平荷载,挖除部分土体,即可减小土体自重,从而减小荷载。（3）棚洞原理：两类抗滑桩顶部搭设棚面,形成了棚洞式空间结构;棚面防护结构用转动铰支座和弹簧固定在变截面抗滑桩顶,当滑坡体上的滚石落到棚面时,会对棚面产生冲击荷载,棚面的钢丝防护网以及弹簧支座可以产生较大的弹性变形,根据牛顿第二及第三定律,弹性变形可显著降低滚石对棚面的冲击荷载。 3.技术的创造性与先进性 （1）通过横梁、单向滑动连接将两类抗滑桩组成H形抗滑结构,增大了桩的抗弯刚度,能承受较大的坡体推力,对滑坡能进行有效的治理;单向滑动连接的棘爪柱只能在推力作用下沿力的方向单向运动,当坡体上侧的抗滑桩向坡脚发生形变时,不会对坡体下侧的第二类变截面抗滑桩及其上的路面结构产生影响。（2）矩形单跨槽型路面板通过板式橡胶支座支撑在横梁上,可将路面荷载由横梁传递到抗滑桩,再由抗滑桩直接传递到深层稳定岩土层,避免车辆通行对滑坡体的扰动。（3）挖除两类抗滑桩之间的部分土体,不仅形成了可供车辆通行的棚洞式空间结构,同时也减小了坡面土体对抗滑结构的荷载,从而增加了抗滑结构的稳定性。（4）棚面防护结构为刚柔结合的整体,型钢焊接成刚性框架,框架整体刚度大,抗弯承载力提高,钢丝防护网为柔性材料,可抵消一部分滚石对防护网的冲击力;型钢框架由预埋件将抗滑结构联系成抗滑桩群,增强了抗滑结构的整体刚度,减小了抗滑桩的变形;同时倾斜的棚洞顶也可以防止滚石在防护网上堆积,避免了给道路通行带来安全隐患同时也减少后期运行期间人工处理滚石的代价。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 现已掌握本成果的工艺流程,避免了在滑坡体上修建道路时大量的土方工程,而且解决了运行期间滑坡体对道路的扰动及危害,施工简单,性能可靠,能有效解决道路工程领域的技术问题。 5.应用情况及存在的问题 本发明提供了一种带有道路系统的棚洞式抗滑结构及施工方法,有效避免了在滑坡地区修建道路时存在的问题,带来一定的经济效益。 6.历年获奖情况 无