一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙及施工方法，属于滑坡地质灾害防治领域。设计复合地基，下端面呈阶梯状，铺设于渗水挡土墙下；渗水挡土墙，墙体内部中空，一侧设有渗水缝；加强锚固，与渗水挡土墙相连，其中自动化锚固设有由PID控制器、变频器和电控阀门等构成的自动安装系统，螺纹锚拉桩可提供挡土墙强大的抗倾覆扭矩；防岩土撞击装置，设计两级缓冲结构，安装在渗水挡土墙顶部；高负载抗滑桩，设有负载板与底部封挡，固定于复合地基一侧；排水系统，设计雨水截排装置与集水管路，降低滑坡体含水量延缓其发育。本发明专利技术的挡土墙具有防倾覆、防下陷、防岩土撞击、雨水截排、抑制滑坡发育等多种功能。

A new type of retaining wall and its construction method for restraining the development of landslide

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙及施工方法
本专利技术涉及一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙及施工方法，属于滑坡地质灾害防治领域。
技术介绍
滑坡是指斜坡上的土岩体由于多种因素的影响，在重力的作用下，沿着一定的软弱面或软弱带，整体或部分地顺坡向下滑动的现象。滑坡灾害是具有较大危害的地质灾害，对滑坡的发育需进行治理抑制。目前，用于滑坡治理的结构体主要有：悬臂桩挡土墙、锚拉桩挡土墙、重力式挡土墙、加筋土挡土墙、斜桩自平衡挡土墙等。传统挡土墙不便于有效的将土壤中的积水排出，导致积水软化土壤造成滑坡现象，且不能够有效的将挡土墙固定在基础中，导致土壤造成坍塌现象，因此，消除和减轻水对滑坡的危害尤其重要，其作用是：降低孔隙水压力和动水压力，防止岩土体的软化及溶蚀分解，消除或减小水的冲刷和浪击作用。另一方面，小型滑坡或岩土以较大冲击惯性的作用下冲击挡土墙的侧面上部，易造成挡土墙倾倒或墙面破裂，影响安全。总之，传统的挡土支护体系在面临复杂地质条件时应用范围有限，除治理滑坡外，同时需解决抗滑、承重、排水、倾覆、下陷和冲击等问题，单一高负载抗滑桩、挡土墙难以同时解决上述问题。因此，为解决以上问题，需要一种拥有高效排水系统、拥有良好承重、防下陷及抗倾覆能力的基础、拥足够抗滑能力的稳固结构和防岩土冲击装置的新型挡土墙。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙及施工方法，设计一种挡土墙拥有挡土、抗滑、承重、排水、防倾覆、防下陷、防冲击和抑制滑坡发育等能力，同时提出一种减少土资源浪费和流程简化的挡土墙施工方法。本专利技术主要解决了以下问题：(1)设计复合基础，避免地础沉降、侧向滑出及倾覆，并可在软土地段进行施工，避免大范围深挖高填置换或加固处理，节省工程投资。(2)设计褥垫层，有效传导上部荷载至下部稳定基础，避免其水平转化，影响滑坡体稳定；(3)设计高负载高负载抗滑桩组，利用负载板与斜板，改变原有受力方向，提高了岩土的竖直支持力，加强了高负载抗滑桩防下陷及抗滑能力；(4)设计渗水缝、雨水截排结构及地层水外排结构，将滑坡体中的雨水和地下水及时排出，延缓滑坡体发育；(5)设计防岩土撞击装置，防止岩土落石直接撞击挡土墙面，造成挡土墙面开裂，有效保护墙体完整，延长工作寿命；(6)设计呈放射状的螺纹锚拉桩，相比传统锚固挡土墙，减少了锚固装置使用数量，减少了工程投资；(7)设计配有PID控制系统的自动化锚固，实现自动安装，简化施工过程；(8)相邻挡土墙块之间设有凹凸状契合面及定位螺钉，提高挡土墙整体稳定性。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，包括高负载抗滑桩1、复合地基21、褥垫层22、基础平台23、集水池24、渗水挡土墙3、自动化锚固4、牛腿51、减阻保护机构52、固定环带53、螺纹锚拉桩54、雨水截排装置61、雨水收集器62、雨水汇管63、集水管路71、水泵机组72、蓄水池73、防岩土撞击装置8；所述的复合地基21一侧与高负载抗滑桩1连接，上部设有褥垫层22、基础平台23、集水池24，所述的渗水挡土墙3位于集水池24上部，通过自动化锚固4嵌入滑坡体9，通过牛腿51、减阻保护机构52与螺纹锚拉桩54连接，所述螺纹锚拉桩54顶部设有固定环带53，所述的雨水截排装置61端部设有雨水收集器62，通过雨水汇管63与蓄水池73相连，所述的集水管路71一端分别与高负载抗滑桩1、复合地基2及集水池33连接，另一端通过水泵机组72与蓄水池73连接，所述的防岩土撞击装置8安装在渗水挡土墙3顶部。进一步的，所述的高负载抗滑桩1由桩柱11、负载板12、无砂透水混凝土层13组成；所述的桩柱11是一个空心的三棱柱，上部与负载板12呈30～50°夹角，下部表面设有两层透水孔，在透水孔外部敷设无砂透水混凝土层13，底端设有斜板封挡，周围土层中的水可通过透水孔进入桩柱11汇集，并经由集水管路71被抽入蓄水池73，降低桩柱11周围土层含水率，增强土壤抗剪切力，防止土壤软化。进一步的，所述的复合地基21由前墙211、齿墙212、肋梁213、横梁214、丝网215、反滤层216和顶盖217构成；所述的齿墙212是一个阶梯状结构的承重墙，底部设有三层阶梯，每层阶梯设有3～5根横梁214，横梁214上铺设丝网215和反滤层216，所述的齿墙212前端设有前墙211，后端设有肋梁213，顶端设有顶盖217，所述前墙211和肋梁213的顶部高于齿墙212顶部，土层中的水可通过反滤层216进入复合基础21内部汇集，并经由集水管路71被抽入蓄水池73，降低周围土层含水率，增强土壤抗剪切力，防止土壤软化，提高复合基础21抗倾覆能力。进一步的，所述的渗水挡土墙3由渗水挡土墙块31、填充材料32、定位螺钉33构成；所述的渗水挡土墙块31靠近滑坡体一侧的端面上设有渗水缝35，上、下端面为凹凸状接触面并设有3组定位螺钉33，靠近滑坡体的一组定位螺钉33穿过自动化锚固4的扁圆环将其固定，填充材料32铺设在渗水挡土墙块31内部及外部缝隙处，水受重力作用流经挡土墙块31内部汇聚在集水池24中，经由集水管路71被抽入蓄水池73，降低挡土墙块31周围土层含水率，增强土壤抗剪切力，防止土壤软化。进一步的，所述的自动化锚固4外部设有由液压驱动的倒钩结构41，两端为扁圆环和尖端设计，尖端内部装有压力传感器，自控液压进口42顺次连接有PID控制器、变频器和电控阀门，所述PID控制器、变频器、电控阀门和压力传感器顺次构成闭环负反馈回路，所述PID控制器通过获取PID给定量和PID反馈量，根据上述PID给定量和PID反馈量的差值进行比例、积分和微分运算以调整向变频器输出的控制频率，所述变频器获取上述控制频率，根据上述控制频率调节电控阀门开度；所述的倒钩结构41由倒钩411、弹簧412和液压驱动门413组成，倒钩411可被液体顶出液压驱动门413。进一步的，所述的减阻保护机构52由钢绞绳外裹内壁光滑的外螺纹套管构成，螺纹锚拉桩54竖直贯穿滑坡体9，顶部呈倒圆锥状并被接触面贴合的固定环带53束缚，下端设有螺纹并焊接有碗状曲面，减阻保护机构52可以保证钢绞绳上只受到拉力，当滑坡体发生蠕动不会给钢绞绳带来摩擦力，理论上钢绞绳越长，螺纹锚拉桩54可提供抗倾覆扭矩越大。进一步的，所述的雨水截排装置61安装在滑坡体9的裂缝中，由若干数量弧形混凝土预制件组成，边缘处设置鹅卵石和弧形消能结构，两端的出水口架设在雨水收集器62上方，雨水收集器62呈漏斗状，雨水截排装置61可减少雨水进入滑坡体，增强土壤抗剪切力，防止土壤软化。进一步的，所述的防岩土撞击装置8由支撑板81、外壳82、防护板83、第一级缓冲材料84、第二级缓冲材料85、第一级缓冲导轨86、第二级缓冲导轨87、第一级可滑动结构88、第二级可滑动结构89；所述的支撑板81位于外壳82后部，所述的外壳82内部设有4～6个第一级缓冲材料84，内部上下端设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，其特征在于：包括高负载抗滑桩(1)、复合地基(21)、褥垫层(22)、基础平台(23)、集水池(24)、渗水挡土墙(3)、自动化锚固(4)、牛腿(51)、减阻保护机构(52)、固定环带(53)、螺纹锚拉桩(54)、雨水截排装置(61)、雨水收集器(62)、雨水汇管(63)、集水管路(71)、水泵机组(72)、蓄水池(73)、防岩土撞击装置(8)；/n所述的复合地基(21)一侧与高负载抗滑桩(1)连接，上部设有褥垫层(22)、基础平台(23)、集水池(24)，所述的渗水挡土墙(3)位于集水池(24)上部，通过自动化锚固(4)嵌入滑坡体(9)，通过牛腿(51)、减阻保护机构(52)与螺纹锚拉桩(54)连接，所述螺纹锚拉桩(54)顶部设有固定环带(53)，所述的雨水截排装置(61)端部设有雨水收集器(62)，通过雨水汇管(63)与蓄水池(73)相连，所述的集水管路(71)一端分别与高负载抗滑桩(1)、复合地基(2)及集水池(33)连接，另一端通过水泵机组(72)与蓄水池(73)连接，所述的防岩土撞击装置(8)安装在渗水挡土墙(3)顶部。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，其特征在于：包括高负载抗滑桩(1)、复合地基(21)、褥垫层(22)、基础平台(23)、集水池(24)、渗水挡土墙(3)、自动化锚固(4)、牛腿(51)、减阻保护机构(52)、固定环带(53)、螺纹锚拉桩(54)、雨水截排装置(61)、雨水收集器(62)、雨水汇管(63)、集水管路(71)、水泵机组(72)、蓄水池(73)、防岩土撞击装置(8)；
所述的复合地基(21)一侧与高负载抗滑桩(1)连接，上部设有褥垫层(22)、基础平台(23)、集水池(24)，所述的渗水挡土墙(3)位于集水池(24)上部，通过自动化锚固(4)嵌入滑坡体(9)，通过牛腿(51)、减阻保护机构(52)与螺纹锚拉桩(54)连接，所述螺纹锚拉桩(54)顶部设有固定环带(53)，所述的雨水截排装置(61)端部设有雨水收集器(62)，通过雨水汇管(63)与蓄水池(73)相连，所述的集水管路(71)一端分别与高负载抗滑桩(1)、复合地基(2)及集水池(33)连接，另一端通过水泵机组(72)与蓄水池(73)连接，所述的防岩土撞击装置(8)安装在渗水挡土墙(3)顶部。


2.根据权利要求1所述的用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，其特征在于：所述的高负载抗滑桩(1)由桩柱(11)、负载板(12)、无砂透水混凝土层(13)组成；
所述的桩柱(11)是一个空心的三棱柱，上部与负载板(12)呈30～50°夹角，下部表面设有两层透水孔，在透水孔外部敷设无砂透水混凝土层(13)，底端设有斜板封挡。


3.根据权利要求1所述的用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，其特征在于：所述的复合地基(21)由前墙(211)、齿墙(212)、肋梁(213)、横梁(214)、丝网(215)、反滤层(216)和顶盖(217)构成；
所述的齿墙(212)是一个阶梯状结构的承重墙，底部设有三层阶梯，每层阶梯设有3～5根横梁(214)，横梁(214)上铺设丝网(215)和反滤层(216)，所述的齿墙(212)前端设有前墙(211)，后端设有肋梁(213)，顶端设有顶盖(217)，所述前墙(211)和肋梁(213)的顶部高于齿墙(212)顶部。


4.根据权利要求1所述的用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，其特征在于：所述的渗水挡土墙(3)由渗水挡土墙块(31)、填充材料(32)、定位螺钉(33)构成；
所述的渗水挡土墙块(31)靠近滑坡体一侧的端面上设有渗水缝(35)，上、下端面为凹凸状接触面并设有3组定位螺钉(33)，靠近滑坡体的一组定位螺钉(33)穿过自动化锚固(4)的扁圆环将其固定，填充材料(32)铺设在渗水挡土墙块(31)内部及外部缝隙处。


5.根据权利要求1所述的用于抑制滑坡发育的新型挡土墙，其特征在于：所述的自动化锚固(4)外部设有由液压驱动的倒钩结构(41)，两端为扁圆环和尖端设计，尖端内部装有压力传感器，自控液压进口(42)顺次连接有PID控制器、变频器和电控阀门，所述PID控制器、变频器、电控阀门和压力传感器顺次构成闭环负反馈回路，所述PID控制器通过获取PID给定量和PID反馈量，根据上述PID给定量和PID反馈量的差值进行比例、积分和微分运算以调整向变频器输出的控制频率，所述变频器获取上述控制频率，根据上述控制频率调节电控阀门开度；
所述的倒钩结构(41)由倒钩(411)、弹簧(412)和液压驱动门(413)组成，倒钩...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘武，董浩楠，惠龙轩，舒明财，鲁玉婷，马维龙，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川;51