（岩土工程专业论文）多锚点抗滑桩在北京戒台寺滑坡治理工程中的应用研究.pdf

铁道科学研究院学位论文 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：弦陛 曰期幽田年，月妇 中文详细摘要 滑坡是自然界中常见的一种工程地质病害，一旦发生，将给人类带来较大影 响，轻者摧毁农田，堵塞河流，重者直接威胁着人畜的生命财产安全。国外，滑 坡灾害已造成巨大人员伤亡，如法国的马尔帕塞薄拱坝坝基滑坡及意大利的瓦依 昂库岸滑坡。我国是世界上滑坡灾害较为严重的国家，每年滑坡灾害造成的人员 伤亡达数百人至数千人，经济损失巨大。1 9 8 3 年3 月7 日下午5 时4 0 分，甘肃 省发生洒勒山滑坡，方圆3 公罩的村庄、农用及一座水库被覆埋，正在田间劳作 的2 7 0 多名东乡族人被滑坡体吞噬；1 9 8 5 年6 月1 2 日凌晨3 时4 5 分，长江西 陵岩新滩发生滑坡，方量达3 0 0 0 多万方，滑坡体进行长江，引起涌浪淹没船只 7 7 艘，9 人丧生，致使长江断航，直接经济损失达数十亿元。我国对滑坡的研究 也比较重视，自5 0 年代就开始，特别是8 0 年代以来，每年投入的研究治理经费 都是比较大的。虽然我们在滑坡的研究治理方面取得了很大成绩，但滑坡灾害并 没有得到根本解决，灾害仍在频繁发生，我们仍面临着高风险的滑坡灾害期。 本论文就是在此背景下，以戒台寺滑坡整治工程为依托完成的。 戒台寺处于北京西部马鞍山北麓的某南北向山体半腰，拥有1 4 0 0 多年历史， 是国家级文物保护单位。戒台寺区域内地质构造复杂，矿产丰富，有煤矿、粘土 矿及石灰石矿等，岩层顺倾。区内降雨量大，地下水发育。现场调查发现有1 2 条断层、4 条褶皱切割戒台寺所在山体，致使坡体岩石非常破碎。2 0 0 4 年暴雨时， 戒台寺山体发生滑坡灾害，东西宽4 5 0 米，南北长1 2 0 0 余米，厚4 7 米，滑坡方 量达9 0 0 多万立方，规模之大，国内罕见。受滑坡影响，戒台寺院内古建筑物变 形破坏严重，千年文物危在旦夕。 戒台寺坡体前部采空塌陷、复杂地质条件、雨水下渗及采矿爆破是引发戒台 寺滑坡的主要原因。该滑坡的发生机理如下：多期构造作用一形成各级各块滑坡 周界依附的结构面一在地质环境下沉积形成多层黑色粘土矿夹于砂页岩间一构 造形成坡体岩层顺倾一采矿活动形成的地下采空区及构造破碎带为滑坡的形成 造就了临空条件一大强度降雨及爆破震动下坡体失去力学平衡一戒台寺滑坡产 生( 逐级滑移，向地下临空带挤压) 。滑坡变形迹象广而杂乱，具多条、多级、 多块、多层滑面，属于发生在复杂地质区域内的大规模破碎岩石滑坡。 该处滑坡规模大，治理难度高，一方面，滑坡前部为现代化采矿造成的采空 塌陷区，坡体内存在较多的古代采煤巷道，具临空变形条件，且采空区和采煤巷 道分布零乱不易确定：另一方面，滑坡后部为古建筑群和古松名木，不允许有过 大变形。此外，该滑坡滑动面深，滑坡推力大，若采用普通抗滑桩或锚索抗滑桩 ( 单锚点桩) ，必将造成投资过大且工期长，不能满足工程的经济与时限要求。 因此，滑坡治理分三步走：也就是分为三期工程，一期为抢险：【程，缓解寺院滑 坡变形；二期为寺院周围的滑坡根治工程，以保护戒台寺院为主要目的，主要采 用了支挡锚固、排水、注浆、局部加固等综合治理技术，其中主体工程为预应力 锚索抗滑桩。在寺院北围墙外的斜坡坡脚线布置一排预应力锚索抗滑桩，共计 3 5 根桩，锚索2 3 4 孔，桩间距6 o m ，桩深最大为6 4 o r e ；三期工程布置于1 0 8 国道上下两侧，进一步巩固前期工程成果，此项工程尚待开工。 在已完成的戒台寺一、二期滑坡整治工程中实行“动态设计，信息化施工” 的原则，对抗滑桩逐一进行桩坑编录，以便设计调整，使抗滑工程更有针对性。 根据桩坑地质编录，通过计算分析，在此次滑坡治理工程中首次提出并采用了多 锚点抗滑桩( 多锚点桩) ，共设计实施了1 3 根多锚点抗滑桩。 多锚点桩是一新型抗滑结构，它有以下特点：具多个锚点，相邻锚点间距 应大于最大桩截面尺寸。因在桩坑内设霞了锚点，施工工艺与其它类型的桩有 较大差异，克服操作空间小、粉尘排放难等困难。多锚点桩和单锚点桩( 即传统 的预应力锚索抗滑桩) 统称为锚索桩。 目前，有关尚无有关多锚点桩的研究。本文通过计算分析，在传统抗滑桩的 基础上，提出了多锚点桩的设计计算方法，包括锚点设计、锚点锚索拉力计算及 桩身内力计算等。通过削峰填谷的方法来确定锚点数及其位置：设计了“双锚具， 前拉后紧”的方法，解决桩内锚点张拉难题；综合考虑滑坡推力的分布及桩身变 形，根据锚点变形协调原理，计算各锚点锚索拉力；运用叠加原理，将各锚点锚 索拉力与滑坡推力叠加，求得桩身内力。根据以上分析，总结出多锚点桩的设计 计算步骤。文中还介绍了运用有限元来设计多锚点桩。以戒台寺滑坡为例，运用 本文提出的设计方法，进行了多锚点桩的设计计算。 对多锚点桩进行了现场受力测试，结合深孔监测成果，对多锚点桩的实际受 力特征进行研究，并评价一、二期工程效果。监测、测试结果表明：多锚点抗 滑桩作为一种新型的抗滑结构，桩身开始受力，各锚点在分担桩体受力方面发挥 了应有的作用，多锚点桩已初见成效；多锚点桩实测弯矩虽然与理论值有所差 距，但弯矩形态及其发展变化趋势与理论计算结果吻合；整治工程特别是抗滑 桩工程完成后，坡体除局部挤紧变形外，滑坡变形迅速得到了抑制，抗滑工程效 果显著，也就是说多锚点抗滑桩的实施是成功有效的，多锚点抗滑桩在戒台寺滑 坡整治中的应用是成功的；根据测试及位移监测结果综合表明，多锚点抗滑桩 这一新型抗滑结构及设计计算方法可行，其计算结果是可靠有效的。 文中将多锚点桩与普通抗滑桩、单锚点桩在力学性能及经济效益上进行比 较，根据比较结果分析，验证了多锚点抗滑桩在类似于戒台寺滑坡这样大型复杂 滑坡治理中的优越性，尤其是能大幅度降低桩身的弯矩、剪力，且能更好地抑制 滑坡变形。同时在投资经费上，多锚点桩因其结构特点和受力条件的改善，大大 降低了滑坡治理工程的投资成本。经上述两个方面的比较，充分反映了多锚点抗 滑桩相对于普通桩及单锚点桩的明显优势。 同时对多锚点桩的施工工艺进行了研究和探讨。解决了在狭小的桩坑内进 行锚索施工的储多难题，包括桩坑内的锚索钻孔、安装、注浆、张拉、锁定及锚 头处理等，特别是桩内钻孔过程中的防尘问题最为突出。 通过上述分析探讨，本文得出以下结论：( i ) 多锚点抗滑桩是一新型的抗滑 桩结构类型，首次提出并应用于戒台寺滑坡治理工程中，通过工后近一年的滑坡 监测结果，证明了多锚点桩的应用是成功的多锚点桩是可行性；( 2 ) 结合滑坡现 场测试分析，多锚点桩内力实测值与理论计算结果基本吻合，蜕明了本文提出的 多锚点桩设计计算方法是正确的：( 3 ) 在戒台寺滑坡这类的大型复杂滑坡治理工 程中，多锚点桩不仅能很好地抑制滑坡变形的发展，满足对滑坡变形量及稳定性 有严格要求工点的需求，且与其它滑坡治理措施比较，趋于更加经济合理，大大 降低投资成本；( 4 ) 解决了桩坑内锚索施工难题，特别是桩内钻孔防尘、下锚、 张拉等，表明了多锚点桩的现场施工是可行的；( 5 ) 经戒台寺滑坡治理工程的实 践检验，表明多锚点抗滑桩这一新型抗滑结构具有储多优越性，相信它的提出和 成功应用将对我国的滑坡防治行业在滑坡治理方法方面起到有力的推动作用。 文中最后还指出了多锚点桩理论上存在的问题及尚待进步研究的内容。提 出了进一步研究的内容，特别是在：不同工况下的多锚点桩受力变形特征：锚点 数量及锚点位置选取、锚点的传力机制、多锚点桩的各种计算方法比较等方面， 均有待深入研究，以便这种新型抗滑结构更加完善。 a b s t r a c t l a n d s l i d ei san a t u r a lg e o l o g i c a lc a s u a l t y o n c eh a p p e n ，i tw i l lb r i n gg r e a tl o s s ， s u c ha sf a r mf i e l di sd e s t r o y e d ，r i v e r sa l ep l u g g e d ，m o r eh e a v yl o s si st h a ts a f e t yo f p e o p l e sl i v e sa r ei n f l u e n c e d i n19 5 9 ，m a r p a s a ld a ml a n d s l i d eh a p p e ni nf r a n c e ，c o s t 3 8 0l i v e s 1 9 6 3 ，i ni t a l y , v a i o n td a ml a n d s l i d et a k eo f f2 5 0 0p e o p l e sl i v e s i no u r c o u n t r y ，t h e r ea r em a n yl a n d s l i d e ，a n dl e a dt og r e a tc o s te v e r yy e a r e v e nw eh a dp a y al o tt os t u d yl a n d s l i d e ，b u tl a n d s l i d e sa r es t i l l h a p p e n i n go f t e n l y ，s u c hs a l e s a n m o u n t a i nl a n d s l i d ea n dx i n t a nl a n d s l i d ei nc h o n g q i n g t h i sp a r t i c l ei si nt h i sb a c k g r o u n d ，b a s eo nj i e t a i s it e m p l el a n d s l i d e ，r e s e a r c h a b o u tm u l t ia n c h o r - p o i n t sa n t i s l i d ep i l e j i e t a i s it e m p l ei s1 4 0 0y e a r so v e r , a n di sn a t i o n a lc u l t u r er e l i c b e c a u s eo fm a n y r e a s o n s ，l a n d s l i d e ( j i e t a i s il a n d s l i d e ) h a p p e n e di nt h em a u n t a i nw h i c hj i e t a i s it e m p l e l o c a t e d ，i nr a i n ys e a s o n ，2 0 0 4 s a f e t yo ft h em o r et h a nt h o u s a n dy e a r so v e rt e m p l ei s t h r e a t e n t h eg o bo fj i e t a i s im o u n t a i n sf o n tp a r t ，c o m p l e t e dg e o l o g i c a le n v i r o n m e n t ， r a i ni n f i l t r a t i o na n dm i n e r a lb l a s t i n ga r et h em a i nr e a s o no fj i e t a i s il a n d s l i d e h a p p e n i n g m e c h a n i c si s ：t e c t o n i c 一 g e o l o g i c a ls t r u c t u r a lp l a n et h a tl a n d s l i d ed e p e n d s o n 一 d e p o s i t i o nf o r mm u l t ic l a yl a y e rb e t w e e nr o c ko ft h em o u n t a i n - l a y e rs t r a t u m d i ps a m ew i t hs l o p e - g o b i nt h e f o n t p a r t o fs l o p e h e a v yr a i na n db l a s t i n g s h a k e 一 j i e t a i s il a n d s l i d eh a p p e n d e f o r m i n ga l lo v e rt h em o u n t a i n ，a n da r ei r r e g u l a r , a n dt h el a n d s l i d eh a sm u l t is t r i p s ，m u l t ic l a s s e s ，m u l t ib l o c k sa n dm u l t is l i d e l a y e r s s o ， j i e t a i s il a n d s l i d ei sa l a r g e c r u s h e d r o c kl a n d s l i d ew h i c hh a p p e n si nc o m p l e x g e o l o g i c a ld i s t r i c t t h el a n d s l i d ei sd i f f i c u l tt oc o n t r 0 1 i no n es i d e ，f r o n tp a r to ft h ej i e t a i s is l o p ei s a r e ao fi n f l u e n c eo fe x t r a c t i o n ，t h i sw i l ll e a dt og r e a td e f o r mo ft h es l o p e ，i nt h eo t h e r s i d e ，b a c kp a r to f j i e t a i s is l o p es t a n dm a n yh i s t o r i cb u i l d i n g ，w h i c hc a n n ta l l o wg r e a t d e f o r m i na d d i c t i o n ，s l i d el a y e ri sd e e pu n d e r g r o u n d ，t h r u s to ft h el a n d s l i d ei st o o l a r g et ob ec o n t r o l l e db yt r a d i t i o n a lc o m m o na n t i - s l i d ep i l e o ra n c h o ra n t i - s l i d e p i l e ( s i n g l ea n c h o r - p o i n t ) o rn o t ，c o s ti sv e r yl a r g e ，a n dt i m e si st o ol o n g ，b o t hn o t s a t i s f y e c o n o m i c a la n dt i m e r e q u e s t l a s t ， u s e c o m p l e xc o n t o l l i n g t e c h n i q u e ，c o n t a i n i n gr e t a i n i n g ，a n c h o r i n g ，d r a i n i n g ，m o r t a ri n j e c t i n ga n ds oo n ，t o p r e v e n tt h el a n d s l i d e r e t a i n i n gi st h ek e ye n g i n e e r i n g ， d u r i n gt h ee n g i n e e r i n g ，w ef i r s tp u tf o r w a r dm u l t i a n c h o r p o i n t sa n t i - s l i d ep i l e ， a n da p p l yi nt h el a n d s l i d ec o n t r o l l i n g t h ed e s i g n i n ga n dc a c u l a t i n gm e t h o di sa l s o i n t r o d u c e d n o w , t h e r en ot h e o r ya b o u tm u l t i - a n c h o r p o i n t sa n t i s l i d ep i l e i nt h i sp a r t i c l e ， d e s i g na n dc a c u l a t i n gm e t h o do ft h en e wa n t i s l i d ep i l e i s p u l l o u t i n c l u d e a n c h o r p o i n td e s i g n ，a n c h o rp u l l i n gf o r c ec a c u l a t i n g ，a n dp i l ee n d o g e nf o r c ec a c u l a t i n g f i n i t ee l e m e n tm e t h o di sa l s oi n t r o d u c e d t a k ej i e t a i s il a n d s l i d ea sae x a m p l e ，a p p l y t h em e t h o dt od e s i g nm u l t i a n h o r p o i n t sa n t i s l i d ep i l e t h r o u g hf i e l dt e s t i n g ，s t r u c t u r a la n dm e c h a n i c a lf e a t u r e sa r es t u d i e d a n dt h e e f f e c to fc o n t r o l l i n g e n g i n e e r i n gi s e v a l u a t e db yd i s p l a c e m e n t m o n i t o r i n g t h e m o n i t o r i n g r e s u l td i s c l o s et h a t ： a san e wa n t i - s l i d e p i l e ，m u l t i - a n c h o r p o i n t s a n t i - s l i d ep i l eh a ss t r e s s e d ，i ti ss u c c e s s f u lt h a ta p p l y i n gt h ep i l e i ns h a p e ，t h er e a l m o m e n ti se q u a lt ot h e o r i c a lc a c u l a t e dr e s u l t a f t e rm u l t i - a n c h o r p o i n t sp l i ef i n i s h e d ， j i e t a i s il a n d s l i d eb e g i nt os t a b i l i z e ，i ti st os a ym u l t i a n c h o r p o i n t sa n t i s l i d ep i l ei s e f f e c t i v e d e n p e n d so nm o n i t o r i n gr e s u l t ，d e s i g nm e t h o da b o u tm u l t i - a n c h o r p o i n t s a n t i - s l i d e p i l ei n t r o d u c e di nt h ep a p e ri sr i g h t c o m p a r em u l t i - a n c h o r p o i n t sp i l ew i t hc o m m o np i l ea n ds i n g l e a n c h o r p o i n tp i l e b a s i n g o nm e c h a n i c a lf e a t u r e sa n de c o n o m i c a lb e n e f i t ，t h er e s u l t sd i s c l o s et h a t m u l t i - a n c h o r p o i n t sp i l ei sf a rb e t t e rt h a nt h eo t h e rt w oi nt h el a n d s l i d ec o n t r o l l i n g t h i sp a p e ra l s ot a l ka b o u tt h ec o n s t r u c t i o nt e c h n o l o g yo f m u l t i - a n c h o r p o i n t sp i l e s u c ha sd r i l l i n g ，a n c h o ri n s t a l l a t i o n ，s t r e t c h i n gw i r e ，a n c h o rl o c k e di np i l ep i t a sa b o v e a r i a l y s i s ，t h e p a p e r d r a wt ot h ec o n c l u s i o nb e l l o w ： m u l t i a n c h o r p i o n t sp i l e f i r s tp r e s e n t e da n da p p l yi nj i e t a i s it e m p l el a n d s l i d e ， t h r o u g hm o n i t o r i n g ，i td i s c l o s et h ef e a s i b i l i t yo ft h i sp i l e t h ed e s i g n a n d c a c u l a t i n gm e t h o da b o u tt h i sp i l ei sa l s or i g h t m u l t i a n c h o r p i o n t sc a nc o r t r o lt h e s l i d ed e f o r me x a c t l ya n dg r e a t l yl o wt h ec o s t s e t t l e i n gt h ec o n s t r u c t i o np u z z l e s a y st h a t ，i nc o n s t r u c t i o n ，t h i sp i l e i sa l s of e a s i b l e m u l t i a n c h o r p o i n t sp i l e s s u p e r i o r i t yw i l lp l a y e di m p o r t a n tr o l ei nl a n d s l i d ec o n t r o l l i n ga n dw i l li m p r o v e p r o g r e s si na n t i - s l i d es t r u c t u r ef i e l d a tl a s t s o m ep o i n t sw h i c ht ob ef u r t h e rs t u d i e da r ep r e s e n t e d s u c ha st h ep i l e s m e c h a n i c a lc h a r a c t e r i s t i co fd i f f e r e n c ec o n d i c t i o n ；a n c h o r p i o n t sd e s i g nm e t h o d a n d s o0 n 铁道科学研究院硕十学俯论文 摘要 本文以北京戒台寺滑坡整治工程为依托，对多锚点桩进行了探讨性的研究。北 京戒台寺拥有1 4 0 0 多年历史，是国家重点文物保护单位。戒台寺所在山体于2 0 0 4 年雨季出现滑坡灾害( 戒台寺滑坡) ，严重危及到千年古刹的安全。戒台寺滑坡区内 地质构造错综复杂、岩层产状顺倾、岩石破碎、具多层软弱带。滑坡变形迹象广而 杂乱，具多条、多级、多块、多层滑面特征。戒台寺滑坡属于发生在复杂地质区域 的大规模破碎岩石滑坡。滑坡规模大，治理难度高，一方面，滑坡前部为现代化采 空塌陷区，坡体内存在较多古代采煤巷道，具i 晦空变形条件，且采空范围不易确定； 另一方面，滑坡后部为古建筑群和古松名木，不允许有过大变形。此外，滑动面深， 滑坡推力大，若采用单一的普通抗滑桩或锚索抗滑桩( 单锚点桩) 来治理滑坡，会 造成巨大的投资支出且旌工期较长，不满足工程的经济与时间要求。经多方比较， 滑坡治理采用了支挡锚固、排水、注浆、局部加固等综合治理技术，其中主体工程 为锚索抗滑桩。在整治工程中，首次提出和运用了多锚点抗滑桩( 多锚点桩) ，并结 合传统抗滑桩的设计理论，提出了相应的设计计算方法。通过测试计算分析，研究 了多锚点桩的结构、受力特点。通过滑坡位移监测，评价了多锚点桩的工程效果。 在力学性能及经济效益上，将多锚点桩与普通抗滑桩、单锚点桩进行比较，表明了 多锚点抗滑桩在受力、控制变形和经济上均具有较大的优势。多锚点桩不仅在保护 古建筑文物过程中发挥了重要作用，同时这种新型抗滑结构的提出和应用也促进了 我国抗滑结构的发展，丰富了滑坡防治的措施。最后，指出了多锚点桩上有待进一 步研究的内容。 关键词：戒台寺滑坡厚层多滑带多锚点抗滑桩 邓立，男，坝i 研究生，岩十丁程专业主要卅f 究方向为拊坡边坡的防治，对建筑物纠偏移位也有较人联趣。 f 桢，男。 究负，f j j 坡防治专家研究生导师现任中铁两北 ： 学研究院两宜分院院& 兼总t ，主要研究方 向为黹坡发商边坡的所冶及建筑物纠偏移位改建投术。 铁道科学研究院硕十学位论文 a b s t r a c t t h i sp a r t i c l eb a s eo nj i e t a i s it e m p l el a n d s l i d e ，r e s e a r c ha b o u tm u l t ia n c h o r - p o i n t s a n t i s l i d ep i l e j i e t a i s it e m p l ei s1 4 0 0y e a r so v e l - , a n di sn a t i o n a lc u l t u r er e l i c b e c a u s eo f m a n yr e a s o n s ，l a n d s l i d e ( j i e t a i s il a n d s l i d e ) h a p p e n e di n t h em a u n t a i nw h i c hj i e t a i s i t e m p l el o c a t e d ，i nr a i n ys e a s o n ，2 0 0 4 s a l t yo ft h em o r et h a nt h o u s a n dy e a r so v e r t e m p l ei st h r e a t e n g e o l o g i c a lt e c t o n i ci nj i e t a i s it e m p l el a n d s l i d ed i s t r i c ti sc o m p l e x ， r o c k sa r ec r u s h e d ，r o c ks t r a t u md i pd r e a ms i d e ( s a m ed i r e c t i o nw i t ht h es u r f a c eo ft h e j i e t a i s is l o p e ) ，m a n ys o f t yl a y e ru n d e r g r o u n d d e f o r m i n g sa l lo v e rt h em a u n t a i n ，a n da r e i r r e g u l a r , a n dt h el a n d s l i d eh a sm u l t is t r i p s ，m u l t ic l a s s e s ，m u l t ib l o c k sa n dm u l t is l i d e l a y e r s s o ，j i e t a i s il a n d s l i d ei sal a r g ec r u s h e d r o c kl a n d s l i d ew h i c hh a p p e n si nc o m p l e x g e o l o g i c a ld i s t r i c t t h el a n d s l i d ei sd i f f i c u l tt oc o n t r 0 1 i no n es i d e ，f r o n tp a r to ft h e j i e t a i s is l o p ei sa r e ao fi n f l u e n c eo fe x t r a c t i o n ，t h i sw i l ll e a dt og r e a td e f o r mo f t h es l o p e ， i nt h eo t h e rs i d e ，b a c kp a r to fj i e t a i s is l o p es t a n dm a n yh i s t o r i cb u i l d i n g ，w h i c hc a l l a t a l l o wg r e a td e f o r m i na d d i c t i o n ，s l i d el a y e ri sd e 印u n d e r g r o u n d ，t h r u s to ft h el a n d s l i d ei s t o ol a r g et ob ec o n t r o l l e db yt r a d i t i o n a lc o l u i l l o na n t i s l i d ep i l eo ra n c h o ra n t i s l i d e p i l e ( s i n g l ea n c h o r - p o i n t ) o rn o t ，c o s ti sv e r yl a r g e ，a n dt i m e si st o ol o n g ，b o t hn o ts a t i s f y e c o n o m i c a la n dt i m er e q u e s t l a s t ，u s ec o m p l e xc o n t o l l i n gt e c h n i q u e ，c o n t a i n i n g r e t a i n i n g ，a n c h o r i n g ，d r a i n i n g , m o r t a ri n j e c t i n ga n ds oo n ，t op r e v e n tt h e l a n d s l i d e r e t a i n i n g i st h ek e ye n g i n e e r i n g d u r i n gt h ee n g i n e e r i n g ，w ef i r s tp u tf o r w a r d m u l t i a n c h o r p o i n t sa n t i l a n d s l i d ep i l e ，a n da p p l yi n t h el a n d s l i d ec o n t r o l l i n g ，t h e d e s i g n i n ga n dc a c u l a t i n gm e t h o di sa l s oi n t r o d u c e d t h r o u g hf i e l dt e s t i n g ，s t r u c t u r a la n d m e c h a n i c a lf e a t u r e sa r es t u d i e d a n dt h ee f f e c to fc o n t r o l l i n ge n g i n e e r i n gi se v a l u a t e db y d i s p l a c e m e n tm o n i t o r i n g c o m p a r em u l t i a n c h o r p o i n t sp i l e w i t hc o m m o np i l ea n d s i n g l e a n c h o r p o i n tp i l eb a s i n go nm e c h a n i c a lf e a t u r e sa n de c o n o m i c a lb e n e f i t ，t h er e s u l t s d i s c l o s et h a tm u l t i a n c h o r p o i n t sp i l ei sf a rb e t t e rt h a nt h eo t h e rt w oi nt h el a n d s l i d e c o n t r o l l i n g t h em u l t i a n c h o r p o i n t sp i l ep l a y e di m p o r t a n tr o l e i n p r o t e c t i n gj i e t a i s i ， m e a n w h i l e ，i ta d dn e wm e a t h o dt ol a n d s l i d ec o n t r o l l i n ga n dw i l li m p r o v ep r o g r e s si n a n t i s l i d es t r u c t u r ef i e l d ，a tl a s t ，s o m ep o i n t sw h i c ht ob ef u r t h e rs t u d i e da r ep r e s e n t e d k e y w o r d s ：d i e t a i s il a n d s l i d e h e a v y - c o v e r m u l t is l i d e f a e e s m u l t i a n e h o r p o i n t sa n t i - s l i d ep i l e 铁道科学研究院硕十学侍论文 多锚点抗滑桩在北京戒台寺滑坡 治理工程中的应用研究 1 绪论 1 1 研究背景及意义 戒台寺位于北京西部的马鞍山北麓，距京城3 5 公里，始建于隋开皂年间( 公元 5 8 1 6 0 0 年) ，原名慧聚寺，至今已有1 4 0 0 多年的历史。寺内建有全国最大的佛教 戒坛，可授佛门最高戒律菩萨戒，故有“天下第一坛”、“选佛场”之称。现为 国家重点文物保护单位，正在申请世界文化遗产，同时也是2 0 0 8 年北京奥运会指定 的旅游景点。 戒台寺的主要建筑坐西朝东，分南北两条轴线。南轴线上有山门殿、天王殿、 大雄宝殿、千佛阁( 现存遗址) 、观音殿等。北轴线有冥王殿、罗汉堂、戒台殿和大 悲殿。此外还有方丈院、南宫院、牡丹院，上院和下院等许多各具特色的庭院。寺 内还保存有辽代至民国期间的石碑，经幢，须弥山等宝贵文物。寺外还有古香道、 摩崖石刻等。其中千佛阁是戒台寺内最重要、最宏伟的建筑。 戒台寺以奇松和神州第一坛而闻名。古诗云“古树倚晴峰，鳞老作虬龙，神州 第一坛，律人海意禅”，这是对戒台寺环境的生动描述。现有受国家级保护的古树达 8 8 棵，其中卧龙松、自在松、九龙松、抱塔松和活动松等十大名松早在明清时期就 已名扬京城，还有二三百年树龄的丁香，四季锦带、牡丹、太平花等吉木名花点缀 其问。 2 0 0 4 年雨季，戒台寺产生山体滑坡病害，坡体急剧变形，寺院内原有地地裂缝 增大，严重威胁戒台寺的安全。寺院内作为北京市“人文奥运计划”项目的干佛阁 复建工程，在复建过程中因滑坡病害的影响不得不停止。 国家文物局、北京市政府、北京市文物局、北京市门头沟区政府和区文委等相 关部门的各级领导和专家对戒台寺滑坡灾害高度重视，多次来现场查看灾情，组织 专家论证会，商讨对策。 受北京市门头沟区潭柘戒台风景区管理处的委托，中铁西北科学研究院承担戒 台寺滑坡地质勘察、治理设计工作。接到任务后，我院对此项任务非常重视，立即 铁道科学研究院硕士学位论文 组建项目部，多次派专家顾问组进行现场指导，经数炊分析论证，查清了病害的原 因，最终完成滑坡的处治设计。 因戒台寺座落在滑坡的后部。要保护戒台寺，必须先治理滑坡，治理滑坡是保 寺的前提条件。戒台寺滑坡属大型复杂破碎岩石滑坡，成因复杂，变形独特，在国 内不多见。滑坡治理中首次提出并采用了多锚点抗滑桩，为保证滑坡治理工程恰当 有效，确保古建筑物的绝对安全，不失时机地结合工程实践对该滑坡的形成机制及 其支挡结构物进行深入的分析研究十分必要，特别是多锚点抗滑桩这一新型抗滑结 构。中铁西北科学研究院自筹资金，成立“戒台寺滑坡研究课题组”，对戒台寺滑坡 发生发展机理及滑坡整治关键技术进行研究。本论文以戒台寺滑坡课题为依托，对 多锚点抗浸桩进行了初步研究，属于课题中“整治技术研究”的一部分。 通过对戒台寺滑坡支挡工程的研究，找出治理这类滑坡的有效防治措施，对今 后工程建设中类似大型滑坡的治理具有借鉴和指导意义。目前国内还没有多锚点抗 滑桩的设计计算方法，通过对多锚点桩支挡结构的设计理论进行验证和深入研究， 不仅可以保证本工程的治理效果和寺院安全，而且为以后优化抗滑工程结构，降低 工程造价，进而为该类抗滑支挡结构提供理论依据租设计计算方法，完善相关理论。 1 2 抗滑桩的研究现状 在滑坡整治工程中，常用的抗滑结构物有抗滑挡墙、预应力锚索墩( 梁) 、预应 力锚索框架、普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩等，见下图。其中挡墙主要依靠自身 重力产生摩阻力来抵抗滑坡推力，锚索及抗滑桩等靠产生抗滑力来阻止滑坡滑动。 滑晰 奄 c 吣臂趣批晰拄 ( 町螂雌* 图l 一1 抗滑结构示意蹦 一 | ， 塑毯 拄一 滑 执 畦 、 一 沸m甚撇佃 ；、 一 冷| ? 谚 铁道科学研究院硕十学位论文 抗滑桩按材质分为木桩、钢筋砼桩、钢桩；按结构形式分普通桩、单锚点桩( 即 目i j 通常称的预应力锚索抗滑桩) ；按截面形式分圆形桩、矩形桩等。通常所说的抗 滑桩为钢筋混凝土桩。多锚点抗滑桩，又称多锚点桩，为一新型抗滑结构，是在传 统锚索桩的基础上发明的，这种结构类型国内外尚未发现有相关研究。 1 2 1 国外研究状况 国外对抗滑桩的研究资料不多，在边坡防治上运用较多的是挡土墙及锚固技 术。2 0 世纪3 0 年代以前，多以挡土墙来防治边坡滑塌。最先使用重力式挡土墙， 并在其基础上发展了其它形式的挡土墙。1 9 3 3 年阿尔及利亚首次用锚索加固坝体， 意味着边坡防治技术的大发展。4 0 5 0 年代，美、法、联邦德国等开始利用锚杆 加固边坡。4 0 7 0 年代，锚索( 杆) 技术得到广泛运用，其理论和设计方法也逐步 完善。具代表性的是5 0 年代中期，瑞士v s l 国际公司研究成功并开始在实际工程 中使用的称作威胜利的钢绞线后张系统。由于这种体系的可靠性高，且具有施工操 作简便、高效、适用性广等优点，而迅速为各国所采用，成为目前国际上大、中型 预应力结构工程设计、施工中所广泛采用的主要方法之一。期间，国外挡土墙也得 到了相当的发展，有多种新型挡土墙结构产生，有些还采用了锚索( 杆) 技术，如 锚杆挡土墙、加筋挡土墙、土钉墙等。 1 2 2 国内研究状况 抗滑桩是我国铁路部门2 0 世纪6 0 年代开发、研究的一种抗滑支挡结构，抗滑 桩的出现是抗滑结构工程的一大发展。在此之前，挡土墙是边坡滑坡防治的主要措 施。 1 9 6 6 年铁道部第二勘察设计院在成昆铁路沙北1 号滑坡及甘洛车站首次采用挖 孔灌注钢筋混凝土桩来加固滑坡，抗滑效果良好。与挡土墙相比，因抗滑桩有圬工 量小，施工安全可