CN103711135A - 一种联拱结构抗滑桩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种联拱结构抗滑桩，由多个钢筋混凝土单体桩和拱结构联合而成，所述单体桩的横截面均呈等腰梯形，且桩两侧面均设有阻滑齿形成摩阻段；单体桩以等腰梯形短底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力，桩后端一侧为受压区，等腰梯形长底边的纵截面作为桩前端，桩前端一侧为受拉区；所述拱结构也为钢筋混凝土结构连接在两单体桩之间，拱结构把单体桩间的滑坡推力均匀地传递到等腰梯形两侧。本发明抗滑桩的摩阻段增强了桩侧的阻滑效果，提高了抗滑桩的抗滑能力。本发明使用时采用不等间距布设法，形成中间密两侧疏的联拱桩间距布设格局。本抗滑桩整体刚度大、桩顶位移小，使用时可适当加大桩间距，减少抗滑桩数量，降低工程造价。

Description

一种联拱结构抗滑桩

技术领域

本发明涉及一种用于滑坡治理工程的钢筋混凝土抗滑桩，具体地说是一种将多个钢筋混凝土单体桩和拱结构联合而成的联拱结构抗滑桩。本发明利用拱结构来代替桩间的“土拱效应”，提高了抗滑桩结构的整体刚度，减小了桩顶位移，调节桩身的最大弯矩，改善桩身的受力状态。

背景技术

随着我国城市、道路建设及矿产资源的开发，高边坡及滑坡的治理成为这些工程推进过程中面临的一个难题。特别在山区，由于地质条件复杂，形成大量的高切坡，对工程的安全性及经济效益产生直接影响。鉴于抗滑桩对边坡的稳定性及地质条件干扰小、抗滑能力强、施工方便等突出优点，使其成为边坡治理中经常采用的一种方法。抗滑桩是借助桩与周围岩、土的共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层，利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力，促进滑坡向稳定转化。

目前对于一般的边坡工程多采用单体抗滑桩进行加固，为了保证工程的安全性，设计都比较保守，桩间距较小、布置较密集。对于大型的高切坡及滑坡治理，多采用多排抗滑桩、抗滑桩+锚、抗滑桩+撑等措施。而上述措施在实际工程中都存在一定的缺点，例如造价高、受力不明确、施工难度大、不易成孔等。另外，抗滑桩设计时桩侧面光滑，忽略了桩侧阻力对抗滑效果的影响。因而必须设计一种新型结构的抗滑桩，在满足抗滑要求的基础上，进而减少抗滑桩的数量。在保证安全使用的基础上提高工程的综合效益。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的上述问题，而提供一种能够充分考虑桩侧阻力的，整体刚度大、桩顶位移小，并能抵抗较大的滑坡推力，且使用安全，综合效益高的联拱结构抗滑桩。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术措施是：提供一种联拱结构抗滑桩，由多个钢筋混凝土单体桩和拱结构联合而成，所述的多个钢筋混凝土单体桩的横截面均呈等腰梯形，每个单体桩桩两侧面均设有阻滑齿形成的摩阻段；所述的多个钢筋混凝土单体桩均以等腰梯形的短底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力，桩后端一侧为受压区，等腰梯形的长底边的纵截面作为桩前端，桩前端一侧为受拉区；所述的拱结构也为钢筋混凝土结构，连接在两个单体桩之间，拱结构与等腰梯形的单体桩的受拉区相连，通过拱结构把单体桩间的滑坡推力均匀地传递到单体桩的等腰梯形两侧；所述的单体桩和拱结构内均安装有钢筋笼，拱结构内的加强钢筋有一段伸入到单体桩桩顶内，用于加强拱结构与单体桩的连接，浇筑后提高整体结构的整体性，和避免拱与桩的连接处应力较集中造成局部破坏；所述加强钢筋与钢筋笼的钢筋采用焊接或绑扎连接；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。

本发明所述的多个钢筋混凝土单体桩为2～6个，通过拱结构联合成联拱结构抗滑桩，拱结构的拱突出方向朝向滑坡面。

本发明所述的阻滑齿在实际施工中可制成的长方体、三角锥型、半圆形，圆锥形，或其他无规则形状。

本发明所述的联拱结构抗滑桩使用时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联拱结构抗滑桩桩间距小，滑坡两侧推力比较小的地段根据滑坡推力的递减程度逐渐加大联拱桩间距，形成中间密，两侧疏的联拱桩间距布设格局。

通过国内外多年来对抗滑桩的研究发现，“土拱效应”在抗滑桩结构抵抗滑坡推力的过程中发挥着重要作用。因此合理的抗滑桩布置能使桩间产生明显的“土拱效应”，可大大提高抗滑桩的抗滑能力。本发明利用拱结构来代替桩间的“土拱效应”，将钢筋混凝土桩与拱结构联合起来形成一种复合结构抗滑桩，并在单体桩两侧面增设阻滑齿形成摩阻段，不但提高了抗滑桩结构的整体性，而且增强了桩侧的阻滑效果，进而大大提升了抗滑桩结构的抗滑能力。根据抗滑桩的受力特点，将钢筋混凝土拱结构与桩相连，使滑坡推力均匀地传递到桩的等腰梯形两侧，更有利于调节桩内力的分布。另外，由于本发明所述的联拱结构抗滑桩底部嵌固在岩体中，顶部自由，是一种悬臂桩，桩顶位移较大，采用桩与钢筋混凝土拱联合结构并在桩顶采用加强钢筋将桩与拱联接，不仅提高了结构的整体刚度，而且可以减小桩顶位移，调节桩身的最大弯矩，改善桩身的受力状态。

本发明将钢筋混凝土单体桩与拱结构联合起来的复合联拱结构抗滑桩与其他类型的抗滑桩相比具有如下的优点：

1.本发明将钢筋混凝土拱结构与2～6个单体抗滑桩联合形成联拱结构抗滑桩，有利于增强整排抗滑桩的刚度，从而提高抗滑效果。

2.根据悬臂桩桩身的受力特征，抗滑桩横截面采用前宽后窄的等腰梯形，钢筋混凝土拱结构的拱突出方向朝向滑坡内侧，这种组合结构设计可更均匀地将滑坡推力荷载传递到抗滑桩上。

3.本发明的桩和拱结构均由钢筋混凝土灌注而成，在施工时桩顶部和拱结构通过加强钢筋连接增强桩和拱结构的整体性，便于工程施工和后期维护。

4.由于本发明的桩属于悬臂桩，桩顶位移较大，采用桩与钢筋混凝土拱联合结构，不但可以减小桩顶位移，而且可以调节桩身的最大弯矩，改善桩身的受力状态。

5.本发明在抗滑桩桩身侧面增设阻滑齿形成摩阻段，除顶部钢筋混凝土拱结构外，摩阻段可以通过增强桩间土拱效应增强抗滑效果。由于抗滑桩和拱结构能极大地发挥整体刚度高的优势，因此本联拱结构抗滑桩使用时可适当加大抗滑桩的间距，减少抗滑桩的数量，从而可以降低钢筋和混凝土用量，降低工程投资。

附图说明

图1为本发明联拱结构抗滑桩结构侧视示意图。

图2为图1俯视剖面结构示意图。

图3为本发明联拱结构抗滑桩剖面结构示意图。

图4为四个钢筋混凝土单体桩与拱结构联合构成的联拱结构抗滑桩结构示意图。

上述图中：1-单体桩，2-加强钢筋，3-钢筋，4-拱结构，5-阻滑齿，6-钢筋笼,7-摩阻段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1：本发明提供一种联拱结构抗滑桩，其结构如图1、2、3所示，由多个钢筋混凝土单体桩1和拱结构4联合而成，所述的多个钢筋混凝土单体桩1的横截面均呈等腰梯形，每个单体桩桩两侧面均设有阻滑齿5形成的摩阻段7；所述的多个钢筋混凝土单体桩均以等腰梯形的短底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力，桩后端一侧为受压区，等腰梯形的长底边的纵截面作为桩前端，桩前端一侧为受拉区，所述的拱结构4也为钢筋混凝土结构，连接在两个单体桩之间，拱结构4与等腰梯形的单体桩1的受拉区相连，通过拱结构4把单体桩1间的滑坡推力均匀地传递到单体桩的等腰梯形两侧；所述的单体桩1和拱结构4内均安装有钢筋笼6，单体桩桩顶安装有加强钢筋2，加强钢筋2与钢筋笼6的钢筋3采用焊接或绑扎连接；在桩后端一侧的钢筋笼6内布置有相对密集的钢筋3，桩前端一侧布置的钢筋3少。

根据单体桩的受力特点，短边为受压区，长边为受拉区。将拱结构4与单体桩1的受拉区相连，通过拱结构4把单体桩间滑坡推力均匀地传递到桩的两侧，能更好地调节桩的内力，更有利于整体抗滑桩发挥其抗滑作用。

从剖面图2、3可以看出，这种联合结构是一种排架结构，可以大大提高结构的整体性和刚度，并能减小桩顶位移。另外，钢筋混凝土拱结构中的钢筋伸入单体桩内一段作为加强钢筋强化绑扎段，浇筑后可提高连接处的整体性，避免在连接处发生局部破坏。为了提高桩侧的阻滑效果，在桩侧增设阻滑齿5形成摩阻段7，该摩阻段7可在成孔的过程中实现，凿孔时尽量使桩侧部分凸凹不平，如图中凿矩形孔，浇筑混凝土后即可达到增强摩阻的效果。

本发明联拱结构抗滑桩的施工中对滑坡体的扰动小，同时本抗滑桩的施工断面较小，可采用机械施工的方式进行施工。具体施工步骤如下：

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，需要注意的是在抗滑桩的平面布设上，要求中间密，两边疏。

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。

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，凿岩的过程中尽量保证桩侧面凸凹不平，以利于在桩侧形成摩阻段7，桩成孔后确定拱结构4的位置并将其施工槽成形。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。

⑷、清孔，混凝土灌注前应先对桩孔及拱槽进行清理，抽干积水，下井清理沉渣，保证清底干净。

⑸、绑扎钢筋，制作桩与钢筋混凝土拱的钢筋笼6，下放桩的钢筋笼6时要对准孔位，缓慢下放，避免碰撞孔壁，产生坍塌。

⑹、进行混凝土浇筑，抗滑桩与拱结构的混凝土同时浇筑，桩的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。

⑺、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。

实施例2：本发明提供一种联拱结构抗滑桩，其结构如图4所示，由4个钢筋混凝土单体桩1和拱结构4联合而成，4个单体桩1桩侧两面设有半圆形阻滑齿5形成的摩阻段7；其他的结构和施工使用方法同实施例1。

实施例3：本发明提供一种联拱结构抗滑桩，由6个钢筋混凝土单体桩1和拱结构4联合而成，6个单体桩桩侧两面设有三角锥形的阻滑齿5形成的摩阻段7；其他均同实施例1。

本发明带有桩侧摩阻段的钢筋混凝土联拱结构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，本发明的联拱抗滑桩具有广阔的应用前景。

Claims (4)

1.一种联拱结构抗滑桩，由多个钢筋混凝土单体桩和拱结构联合而成，其特征在于：所述的多个钢筋混凝土单体桩的横截面均呈等腰梯形，每个单体桩桩两侧面均设有阻滑齿形成的摩阻段；所述的多个钢筋混凝土单体桩均以等腰梯形的短底边的纵截面一侧作为桩后端承接滑坡推力，桩后端一侧为受压区，等腰梯形的长底边的纵截面作为桩前端，桩前端一侧为受拉区；所述的拱结构也为钢筋混凝土结构，连接在两个单体桩之间，拱结构与等腰梯形的单体桩的受拉区相连，通过拱结构把单体桩间的滑坡推力均匀地传递到单体桩的等腰梯形两侧；所述的单体桩和拱结构内均安装有钢筋笼，拱结构内的加强钢筋有一段伸入到单体桩桩顶内，用于加强拱结构与单体桩的连接，浇筑后提高整体结构的整体性，和避免拱与桩的连接处应力较集中造成局部破坏；所述加强钢筋与钢筋笼的钢筋采用焊接或绑扎连接；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.根据权利要求1所述的一种联拱结构抗滑桩，其特征在于：所述的多个钢筋混凝土单体桩为2～6个，通过拱结构联合成联拱结构抗滑桩，拱结构的拱突出方向朝向滑坡面。

3.根据权利要求1所述的一种联拱结构抗滑桩，其特征在于：所述的阻滑齿在实际施工中可制成的长方体、三角锥型、圆锥形，或其他无规则形状。

4.根据权利要求1所述的一种联拱结构抗滑桩，其特征在于：所述的联拱结构抗滑桩使用时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联拱结构抗滑桩桩间距小，滑坡两侧推力比较小的地段根据滑坡推力的递减程度逐渐加大联拱桩间距，形成中间密，两侧疏的联拱桩间距布设格局。

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