CN109629584B - 一种用于边坡防护功能的电极桩及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于边坡防护功能的电极桩及其使用方法，包括电极桩对和钢筋混凝土桩；所述电极桩对包括多组阳极桩和阴极桩；所述阴极桩和阳极桩分别连接在所述钢筋混凝土桩的两端且阴极桩、钢筋混凝土桩和阳极桩循环安装，其中，电极桩长度长于土体滑动面；使用方法包括制作电极桩、压入电极桩、连接电路接通电源，开始处理；本发明充分利用电场作用，阻止水分进入土体深部引起大体积滑坡，增强土体的结构稳定性。

Description

一种用于边坡防护功能的电极桩及其使用方法

技术领域

本发明涉及土木工程中边坡防护技术领域，尤其是一种用于边坡防护功能的电极桩及其使用方法。

背景技术

我国是一个滑坡灾害相当严重的国家，滑坡灾害直接影响着人民生命，财产安全，而滑坡治理是一项技术难度高、投资金额大、施工危险且破坏性巨大的国家防灾减灾工程。

在进行边坡稳定性土力学计算时，都会考虑到土体的容重，粘聚力等，这些都与土内的含水率密切相关，当含水量增加时，土体粘聚力、摩擦角、土体的抗滑力均会降低。当土体的抗滑力小于土体的滑动力时，土体将会发生滑移，形成泥石流，造成巨大危害。依靠土体的摩擦力或者通过构建挡土墙来抵御滑动力，进而分散土重量。

目前，城市道路、公路、铁路、水利等工程设计的边坡防护一般采用削坡，减重反压，设置抗滑墙，抗滑桩，锚固和预应力、抗滑键等几种方法；采用上述方法均主要是通过增大土体抗滑力或者减少土体下滑力来防止滑坡作用于土体本身。而针对山坡中的水分，让水分定向及时排出从而减小滑坡发生概率的方法鲜有研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于边坡防护功能的电极桩及其使用方法，该电极桩外接直流电源可以产生电场，基于在直流电场的作用阳极水分流入阴极原理，及时让水分定向排出并有效阻止水分渗透面积过大；通过电极桩降低雨水下渗透量并且通过电极桩提高滑坡稳定性，增大抗滑力，同时免去土方开挖，提高工程效率，缩短工期、同时本电极桩还可以用于水力，水土保持等自然地质灾害多发地区进行山体滑坡防治。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于边坡防护功能的电极桩，包括电极桩对和钢筋混凝土桩；所述电极桩对包括多组阳极桩和阴极桩；所述阴极桩和阳极桩分别连接在所述钢筋混凝土桩的两端且阴极桩、钢筋混凝土桩和阳极桩循环安装，其中，电极桩长度长于土体滑动面；

阳极桩和阴极桩均设置有导线连接螺栓，并通过导线与电源连接；

所述钢筋混凝土桩包括长钢筋混凝土桩和短钢筋混凝土桩，所述短钢筋混凝土桩置于阴极桩和阳极桩之间，所述长钢筋混凝土桩置于阳极桩和阴极桩之间。

作为上述所述用于边坡防护功能的电极桩的进一步改进，所述阳极桩和阴极桩的桩体长度小于30cm；短钢筋混凝土桩小于30cm；长钢筋混凝土桩小于50cm。

作为上述所述用于边坡防护功能的电极桩的进一步改进，所述阴极桩和阳极桩均为金属管。

作为上述所述用于边坡防护功能的电极桩的进一步改进，所述钢筋混凝土桩还连接设置有铁鞋，所述铁鞋为空芯锥形体。

作为上述所述用于边坡防护功能的电极桩的进一步改进，所述阴极桩和阳极桩的直径小于10cm，所述导线分别与不同深度阳极桩和阴极桩的导线螺栓相连接，所述阴极桩、钢筋混凝土桩和阳极桩均设置有导向槽，所述导线经过导线槽与相邻同性电极桩相连，最顶层的阴极桩和阳极桩的导线分别连接电源的负极和正极连接。

作为上述所述用于边坡防护功能的电极桩的进一步改进，所述导线分为红色导线和黑色导线；其中红色导线的一端与阳极桩上的导线连接螺栓相连接，红色导线的另一端与电源的正极相连接；黑色导线的一端与阴极桩上的导线连接螺栓相连接，黑色导线的另一端与电源的负极连接，所述电源为低压直流电源太阳板。

作为上述所述用于边坡防护功能的电极桩的进一步改进，电极桩的布置在坡面上呈现梅花形式或者矩形形式，相邻的电极桩平面距离长度为0.5-2米且不短于长钢筋混凝土桩的长度。

本发明另一方面提供一种用于边坡防护功能的电极桩的使用方法，包括以下步骤：

1)制作电极桩：

压入土体安装之前预先制备电极桩，将多组电极对按照阴极桩-短钢筋混凝土桩-阳极桩-长钢筋混凝土桩-阴极桩-短钢筋混凝土桩-阳极桩-短钢筋混凝土桩-铁鞋的顺序依次通过螺纹接头连接；

2)压入电极桩：

通过静压法将电极桩压入土体中，在坡面上布置成梅花型或者矩形形式，相邻电极桩的间距长于长钢筋混凝土桩的距离，所述电极桩的总长度经过拼装穿过滑动带；

3)连接电路：

将不同深度阳极桩和阴极桩导线依次分别汇入底部阴极桩和阳极桩，然后将顶部阴极桩黑色导线与电源的负极相连接，顶部阳极桩红色导线与电源的正极相连接；

4)接通电源，开始处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分利用电场作用，阻止水分进入土体深部引起大体积滑坡，且增强结构稳定性。

本发明通过静压法将电极桩压入山坡土体，形成电渗抗滑体系，提高抗滑阻力，通过电渗力作用，降低水分进入深部土体，同时，有助于减缓水分的流入。

同时本发明具有机械化程度低能够批量生产，组装简单、施工方便，能持续加固土体，经久耐用，成本低且桩体力学性能可控。

附图说明

图1所示为本发明的电极桩拼装图；

图2所示为本发明的阳极桩和阴极图；

图3所示为本发明的钢筋混凝土桩结构详图；

图4所示为本发明的场地安装坡面布置图。

图中：1.阴极桩，2.钢筋混凝土桩，3.阳极桩，4.螺纹接头，5.铁鞋，6导线，7.导线连接螺栓，8.导线槽，9.螺纹钢筋，10.钢管、11.电源。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图所示，一种用于边坡防护功能的电极桩，包括多组电极桩对和钢筋混凝土桩；所述电极桩包括阴极桩1和阳极桩3；所述阴极桩1和阳极桩3分别连接在所述钢筋混凝土桩2的两端且阴极桩1、钢筋混凝土桩2和阳极桩3循环安装；其中，电极桩长度长于土体滑动面；所述阳极桩3和阴极桩1均设置有导线连接螺栓7，并通过导线6与电源11连接；在使用时，所有不同深度阳极桩通过导线连接并汇入直流电源的正极，同时将不同深度阴极桩通过导线连接并汇入直流电源负极。

所述钢筋混凝土桩2包括长钢筋混凝土桩和短钢筋混凝土桩，所述短钢筋混凝土桩置于阴极桩和阳极桩之间，所述长钢筋混凝土桩置于阳极桩和阴极桩之间。

所述阳极桩3和阴极桩1的桩体长度小于30cm；短钢筋混凝土桩小于30cm；长钢筋混凝土桩小于50cm。

所述阴极桩1和阳极桩3均为金属管，其中金属管可以是不锈钢管、铜管、铝管的一种，从而有效防止腐蚀，且阴极桩1和阳极桩3的两端带有螺纹接头4并与所述钢筋混凝土桩2的两端设置的螺纹接头连接，在使用时，通过静压法将电极桩压入土体中，其中电压不超过36V的安全电压，所述钢筋混凝土桩体2可以加入螺纹钢筋9，提高其强度。

所述阳极桩3还连接设置有铁鞋5，所述铁鞋5为空芯锥形体，施工时有利于下穿土层。

所述铁鞋5连接设置有钢管10，钢管10与铁鞋5焊接连接。

所述阴极桩1和阳极桩3的直径小于10cm，所述导线6分别与不同深度阳极桩3和阴极桩1的导线螺栓7相连接，所述阴极桩1、钢筋混凝土桩2和阳极桩3均设置有导向槽8，所述导线槽8连接成一条直线，所述导线6经过导线槽8与相邻同性电极桩相连，然后将最顶层的阴极桩1和阳极桩3的导线6分别连接电源的负极和正极连接。

所述导线6分为红色导线和黑色导线；其中红色导线的一端与阳极桩3上的导线连接螺栓7相连接，红色导线的另一端与电源的正极相连接；黑色导线的一端与阴极桩1上的导线连接螺栓7相连接，黑色导线6的另一端与电源的负极连接，所述电源为低压直流电源太阳板。

电极桩布置在坡面上呈现梅花形式或者矩形形式，相邻的电极桩平面距离长度为0.5-2米且不短于长钢筋混凝土桩的长度。

本发明的另一方面提供一种用于边坡防护功能的电极桩的使用方法，具体实施过程如下：

1)制作电极桩：

压入土体安装之前预先制备电极桩，将多组电极对按照阴极桩-短钢筋混凝土桩-阳极桩-长钢筋混凝土桩-阴极桩-短钢筋混凝土桩-阳极桩-短钢筋混凝土桩-铁鞋的顺序依次通过螺纹接头连接，

本过程以两组电极桩为例可以采用多组电极桩，然后用导线经过导线槽将同性电极桩的导线连接螺栓连接；

2)压入电极桩：

施工时，在需要防护边坡上，根据计算参数确定桩距，采用现有技术中的岩土设计软件计算出边坡稳定安全系数和滑动面位置，然后确定电极桩的长度，进而通过静压法将电极桩压入土体中，在坡面上布置成梅花型或者矩形形式，相邻电极桩的间距长于长钢筋混凝土桩的距离，所述电极桩的总长度经过拼装穿过滑动带；

3)连接电路：

将不同深度阳极桩和阴极桩分别连接到顶部阴极桩和阳级桩，然后将顶部阴极桩黑色导线与电源的负极相连接，顶部阳极桩红色导线与电源的正极相连接；

4)接通电源，开始处理。

完成以上步骤后，需要根据设计方案设定湿度感应系统，从而控制土体含水率。

本发明通过静压法将电极桩压入土体，形成电渗抗滑体系，提高抗滑阻力，通过电渗力作用，降低水分进入深部土体，同时，有助于减缓水分的表面渗入。

该装置和方法组装简单施工方便，取材简单，能持续加固，经久耐用，成本低，桩体力学性能可控，电源采用低压直流电源太阳板使其具有无污染的优点。

本发明申请中没有详细说明的技术特征为现有的技术，上述实施仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施案例进行修饰或改变。因此所述技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：包括电极桩对和钢筋混凝土桩；所述电极桩对包括多组阳极桩和阴极桩；所述阴极桩和阳极桩分别连接在所述钢筋混凝土桩的两端且阴极桩、钢筋混凝土桩和阳极桩循环安装，其中，电极桩长度长于土体滑动面；

所述阳极桩和阴极桩均设置有导线连接螺栓，并通过导线与电源连接；

所述钢筋混凝土桩包括长钢筋混凝土桩和短钢筋混凝土桩，所述短钢筋混凝土桩置于阴极桩和阳极桩之间，所述长钢筋混凝土桩置于阳极桩和阴极桩之间。

2.根据权利要求1所述的用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：所述阳极桩和阴极桩的桩体长度小于30cm；短钢筋混凝土桩小于30cm；长钢筋混凝土桩小于50cm。

3.根据权利要求1所述的用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：所述阴极桩和阳极桩均为金属管。

4.根据权利要求1所述的用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：所述钢筋混凝土桩还连接设置有铁鞋，所述铁鞋为空芯锥形体。

5.根据权利要求1所述的用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：所述阴极桩和阳极桩的直径小于10cm，所述导线分别与不同深度阳极桩和阴极桩的导线螺栓相连接，所述阴极桩、钢筋混凝土桩和阳极桩均设置有导向槽，所述导线经过导线槽与相邻同性电极桩相连，最顶层的阴极桩和阳极桩的导线分别连接电源的负极和正极连接。

6.根据权利要求5所述的用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：所述导线分为红色导线和黑色导线；其中红色导线的一端与阳极桩上的导线连接螺栓相连接，红色导线的另一端与电源的正极相连接；黑色导线的一端与阴极桩上的导线连接螺栓相连接，黑色导线的另一端与电源的负极连接，所述电源为低压直流电源太阳板。

7.根据权利要求1所述的用于边坡防护功能的电极桩，其特征在于：电极桩布置在坡面上呈现梅花形式或者矩形形式，相邻的电极桩平面距离长度为0.5-2米且不短于长钢筋混凝土桩的长度。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的用于边坡防护功能的电极桩的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制作电极桩：

压入土体安装之前预先制备电极桩，将多组电极对按照阴极桩-短钢筋混凝土桩-阳极桩-长钢筋混凝土桩-阴极桩-短钢筋混凝土桩-阳极桩-短钢筋混凝土桩-铁鞋的顺序依次通过螺纹接头连接；

2)压入电极桩：

通过静压法将电极桩压入土体中，在坡面上布置成梅花型或者矩形，相邻桩的间距长于长钢筋混凝土桩的距离，所述电极桩的总长度穿过滑动带；

3)连接电路：

将不同深度阳极桩和阴极桩导线依次分别汇入底部阴极桩和阳极桩，然后将顶部阴极桩黑色导线与电源的负极相连接，顶部阳极桩红色导线与电源的正极相连接；

4)接通电源，开始处理。