CN103046543A - 一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩 - Google Patents

一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩,由钢筋混凝土灌注而成,抗滑桩的横截面为空心外等腰梯形,横截面内空心孔形状与横截面形状相同,外等腰梯形长底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力,抗滑桩内有钢筋笼,在桩后端一侧的钢筋笼内布置有相对密集的钢筋,桩前端一侧布置的钢筋少。本抗滑桩采用不等间距布设法,呈中间密两侧疏的桩间距布设格局。本抗滑桩与矩形横截面桩相比,同样能够承受较大的坡体推力以及具有良好的抗弯性能,但其横截面面积明显小于矩形横截面的抗滑桩,可极大地减少灌注的混凝土方量和钢筋用量,降低成本。本抗滑桩的施工断面小,便于机械施工,施工安全且简单,推广应用前景广阔。

Description

一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑粧
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于边坡工程和滑坡治理工程的钢筋混凝土抗滑桩,具体地说是一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩,属于边坡或斜坡的稳定技术领域。
背景技术
[0002] 治理边坡和滑坡的方法有很多,设置抗滑桩是一种应用非常广泛的治理方案。抗滑桩抗滑的原理是将抗滑桩打入滑动面以下,通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡或滑体的下推力,而使得边坡或滑坡保持平衡或稳定。但单根的抗滑桩相对于整个坡体抗滑能力有限,只有当抗滑桩排列达到一定数量时,方可起到较好的防滑作用。
[0003]目前抗滑桩多采用实心横截面,且横截面大多为圆形和矩形,钻孔灌浆桩多为圆形桩,但抗弯性能不如矩形截面的抗滑桩,受力性能差,当桩直径小,桩身较长时,还可能出现挠度过大的问题。而矩形截面的抗滑桩一般为人工挖孔桩,多用于大型滑坡和边坡治理工程。矩形横截面的抗滑桩存在桩身截面大,所需混凝土灌注量大,造价成本高等问题。为了做好滑坡和边坡治理工程,还需要优化改进抗滑桩的结构,克服上述现有抗滑桩的不足,同时也需要降低单根抗滑桩的造价成本,才能整体上降低边坡和滑坡工程治理成本。
发明内容
[0004] 本发明的第一个目的是为了解决上述现有抗滑桩的不足,而提供一种既能够承受较大的坡体推力以及有良好的抗弯性能,又能降低成本的不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩。
[0005] 本发明的第二个目的是提供一种应用上述外等腰梯形空心截面抗滑桩的布设方法。
[0006] 本发明为达到上述第一个目的所采取的技术方案为:提供一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩,由钢筋混凝土灌注而成,所述灌注的钢筋混凝土抗滑桩的横截面为空心外等腰梯形,横截面内空心孔形状与横截面形状相同,以外等腰梯形的长底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力,外等腰梯形的短底边的纵截面作为桩前端,抗滑桩内安装有钢筋笼,在桩后端一侧的钢筋笼内布置有相对密集的钢筋,桩前端一侧布置的钢筋少。
[0007] 本发明称抗滑桩承接滑坡推力一侧为桩后,反之为桩前。桩前与桩后之间为中间部分。本发明抗滑桩采用空心外等腰梯形的横截面,外等腰梯形长底边设计得较长,横截面尺寸较大,能够提高抗滑桩的抗剪承载力。本发明抗滑桩设计为外等腰横梯型,与内等腰梯形、矩形横截面的抗滑桩相比较,更能充分发挥土体的土拱效应。横截面内空心孔形状与横截面形状相同,这样能够保证桩的整体刚度。本发明重点强化抗滑桩后部受拉侧结构强度,而相应弱化抗滑桩前部受压侧,同时为了不影响受拉侧钢筋的布置和受力,空心孔应更靠近抗滑桩的桩前端。抗滑桩后部的横向宽度即外等腰梯形长底边比常规矩形截面抗滑桩设计的要长,可充分发挥桩后土拱效应,在平面布设时可加大相邻抗滑桩之间的桩中心距离。
[0008] 本发明为达到第二个目的,还提供了一种应用上述外等腰梯形空心横截面抗滑桩的布设方法,所述的外等腰梯形空心横截面抗滑桩采用不等间距布设法,即在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布设的抗滑桩桩间距小,两侧滑坡推力比较小的地段根据滑坡推力的递减程度逐渐加大桩间距,形成中间密,两侧疏的桩间距布设格局。
[0009] 本发明的不等间距布设抗滑桩的方法改变了目前滑坡治理工程中抗滑桩等间距布设的格局,本发明的不等间距布设抗滑桩的方法是一种使抗滑桩受力更为合理的方法。由相关研究可知,在抗滑桩截面尺寸和滑体参数确定的条件下,经过公式推导可知滑坡推力和桩净距的乘积是一个不变量。所以对于抗滑桩后部截面宽度已经确定的条件下,在滑坡推力比较大的主滑剖面附近布设的抗滑桩桩间距应该较小,而两侧滑坡推力比较小的地段可根据滑坡推力的递减程度逐渐增加桩间距,最终形成的桩间距布设呈“中间密,两侧疏”的特点。由于本发明抗滑桩的桩后部分的横向宽度比常规矩形抗滑桩长,纵截面较大,在滑坡推力比较大的滑坡主滑剖面附近,抗滑桩布设密集,由抗滑桩承受的滑坡土体推力荷载更多,起到的抗滑效果更好;而在逐渐远离滑坡主滑剖面的地方,可充分利用桩后土拱效应,加大相邻抗滑桩之间的桩中心距离,这样在平面布置时,所需抗滑桩的数量可相应减少,能够降低成本。
[0010] 本发明不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩具有如下的优点:
[0011]1.本发明外等腰梯形空心横截面抗滑桩充分发挥了抗滑桩桩后部分受拉特性,重点强化抗滑桩受拉侧结构强度,而相应弱化抗滑桩受压侧,更符合抗滑桩的受力特点。
[0012] 2.本发明的抗滑桩能够承受的坡体推力及由坡体推力产生的弯矩大小与矩形抗滑桩相当,本发明的抗滑桩通过增大桩的横截面尺寸来提高桩的抗剪承载力,但同时采用空心孔的结构,使扣除空心孔后其横截面面积远小于矩形截面抗滑桩,可大幅度地减少所需灌注的混凝土方量和相应的钢筋用量,节省大量的混凝土和钢材,降低成本。
[0013] 3.本发明的抗滑桩施工断面简单,可采用机械进行施工。本发明抗滑桩采用不等间距布设的方法,呈中间密,两侧疏的桩间距布设格局,能够大幅度地降低成本。
附图说明
[0014] 图1为本发明的外等腰梯形空心横截面抗滑桩结构示意图。
[0015] 图2为本发明抗滑桩横截面上的应力分布示意图。
[0016] 图3为本发明抗滑桩横截面上的钢筋布设示意图。
[0017] 图4为本发明抗滑桩在滑坡上的位置示意图。
[0018] 图5为本发明采用不等间距布设抗滑桩的平面布置俯视示意图。
[0019] 上述图中:1_外等腰梯形空心横截面抗滑桩、2-空心孔、3-桩前端、4-外等腰梯形空心横截面、5-桩后端、6-受拉区、7-受压区、8-钢筋笼、9-钢筋、10-坡体推力、11-滑动面、12-滑坡体、13-滑坡主滑剖面。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
[0021] 实施例1 :本发明提供的一种外等腰梯形空心横截面抗滑桩1,其结构如图1所示,由钢筋混凝土灌注而成,所述灌注的钢筋混凝土抗滑桩具有外等腰梯形空心横截面4,横截面内空心孔2形状与外等腰梯形横截面形状相同。
[0022] 本发明抗滑桩横截面上的应力分布见图2。以外等腰梯形的长底边的纵截面一侧作为粧后端5承接坡体推力10,这一侧受力为拉应力,属于受拉区6。粧后端5作为粧后土拱的拱脚,两端处受到的坡体推力10较大且复杂。外等腰梯形短底边的纵截面一侧作为桩前端3,桩前端3及中间部分的前部受力多为压应力,属于受压区6,故在本抗滑桩内安装钢筋笼8时,桩后端5 —侧作为强化结构强度的重点,钢筋笼内就需要绑扎相对密集的钢筋9,而桩前端3 —侧及中间部分的结构强度可相应弱化,钢筋笼8内绑扎的钢筋9就少。本发明的抗滑桩内部钢筋布置结构如图3所示,当然钢筋的布置包括选择的钢筋型号和使用的数量,最终都要根据滑坡的实际状况,通过计算达到科学合理的配置。
[0023] 本发明抗滑桩的设桩位置较灵活,一般集中布置在滑坡体12的前缘附近,如图4所示。外等腰梯形空心横截面抗滑桩I应深入到滑动面11下面,坡体推力10作用于外等腰梯形空心横截面抗滑桩I的桩后端5。
[0024] 图5为外等腰梯形空心横截面抗滑桩I的平面布置俯视图,采用不等间距布设法,即在滑坡推力大的滑坡主滑剖面13附近布设的抗滑桩桩间距小,滑坡两侧滑坡推力比较小的地段根据滑坡推力的递减程度逐渐加大桩间距,形成中间密,两侧疏的桩间距布设格局。这样在平面布置时,所需抗滑桩的数量会相应减少,能够降低成本。
[0025] 本发明的外等腰梯形空心横截面抗滑桩I是灌注桩,所以在施工前一般应进行试成孔施工,成孔的数量不少于两个,以便核对地质资料,检验所选的设备、施工工艺以及技术要求是否适宜,同时检验并修正施工技术参数。当出现不能满足设计要求,或增加了施工难度、达不到工期要求时,应重新制定施工方案,考虑新的施工工艺。
[0026] 实施例2 :应用本发明实施例1提供的一种外等腰梯形空心横截面抗滑桩I进行不等间距布设的施工。由于本发明的抗滑桩每根桩的工程量不大,施工中对滑坡体的稳定性影响小,且本抗滑桩的施工断面较小,可采用机械施工方式进行施工。具体施工步骤如下:
[0027] ⑴、平整场地,根据设计图纸对抗滑桩所在中心点位进行测量定位,尤其注意抗滑桩之间并非等距,在平面的布设上,呈“中间密,两侧疏”的特点。
[0028] ⑵、机具就位,包括挖掘机、推土机、凿岩机等挖掘设备,安全帽、安全带、软体等安全设备,模板、支撑架等护壁设备,电焊机、吊车等,钢筋加工、安装设备等准备就绪。
[0029] ⑶、挖孔,利用挖掘机,凿岩机挖掘桩基周围岩土体,挖孔形状为外等腰梯形,在挖孔过程中应利用抽水泵不断将由上层滞水和地下水所产生的积水排出,以免影响施工进程。
[0030] ⑷、清孔,混凝土灌注前应先对桩孔进行清理,抽干积水,下井清理沉渣,保证清底干净。
[0031] (5)、制作如图3所示的钢筋笼8,绑扎钢筋7,下放钢筋笼时要对准孔位,缓慢下放,避免碰撞孔壁,产生坍塌。
[0032] (6)、根据设计图纸,在空心孔四周安装混凝土模板,之后进行进行混凝土浇筑成桩,混凝土浇筑应高于设计桩顶高程50cm,待混凝土凝固后,凿去桩顶浮浆至设计高程。
[0033] (7)、桩基检测,利用静载试验、声波透射法等方法检测桩基的工程质量。[0034] 本发明的不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩具有结构简单,施工工艺可操作性强,施工安全且简单等优点,用于滑坡治理可降低成本,经济效益显著。本发明的抗滑桩推广应用前景广阔。

Claims (2)

1. 一种不等间距布设的外等腰梯形空心横截面抗滑桩,由钢筋混凝土灌注而成,其特征在于:所述灌注的钢筋混凝土抗滑桩的横截面为空心外等腰梯形,横截面内空心孔形状与横截面形状相同,以外等腰梯形的长底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力,外等腰梯形的短底边的纵截面作为桩前端,抗滑桩内安装有钢筋笼,在桩后端一侧的钢筋笼内布置有相对密集的钢筋,桩前端一侧布置的钢筋少。
2. 一种应用权利要求1所述的外等腰梯形空心横截面抗滑桩的布设方法,其特征在于:所述的外等腰梯形空心横截面抗滑桩采用不等间距布设法,即在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布设的抗滑桩桩间距小,两侧滑坡推力比较小的地段根据滑坡推力的递减程度逐渐加大桩间距,形成中间密,两侧疏的桩间距布设格局。
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