CN114197495B - 一种抗滑桩 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例提供一种抗滑桩，包括：按照预定形式排布的至少两排桩体，相邻两桩体之间通过阻尼器连接；受到外部荷载时，桩体和阻尼器协同受力用以消耗外力产生的能量，使得单个桩体受力减小。各桩体与阻尼器构成整体抗滑桩组合结构，当受滑坡、地震等外力荷载时，各桩体与阻尼器之间协同受力，用于分散消耗外力所产生的能量，避免单个桩体受力过大发生不可恢复的变形、位移等，提高抗滑桩的抗滑、抗震性能，保证抗滑桩提供稳固的支护功能。

Description

一种抗滑桩

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及岩土及地质工程技术领域，尤其涉及一种抗滑桩。

背景技术

随着交通、水利等基础建设行业的发展，抗滑桩作为一种边坡支挡形式，因其具有治理效果好、施工便捷快速、安全性能高等优点，成为各类边坡治理工程进行抗滑处理的主要加固措施。抗滑桩的主要工作原理是利用桩身的抗弯能力及桩周岩土体的抗力，将滑坡体的剩余下滑力通过桩身上部受力，传至桩身嵌固段稳定岩土体中，依靠嵌固段岩土体提供的侧向阻力来抵抗上部滑坡体的滑动力，防止滑体沿着优势面发生剪切位移而产生整体滑动，从而起到稳定边坡的作用。

目前的抗滑桩受滑坡作用，桩身易发生倾斜，至不可恢复的永久变形和位移，尤其是在地震动荷载的作用下，反复变形易被破坏导致功能失效。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例的目的在于提出一种抗滑桩，通过协同受力消耗所受外力，提高抗滑性能。

基于上述目的，本说明书一个或多个实施例提供了一种抗滑桩，包括：

按照预定形式排布的至少两排桩体，相邻两桩体之间通过阻尼器连接；

受到外部荷载时，所述桩体和阻尼器协同受力用以消耗外力产生的能量，使得单个桩体受力减小。

可选的，相邻两排的桩体按照梅花形排布，相邻两排的相邻三个桩体呈正三角形布设。

可选的，所述桩体上设有连接部，所述阻尼器设有配合连接部，所述配合连接部与连接部活动连接。

可选的，所述连接部为套接于所述桩体的环形连接板，所述环形连接板上设有连接位，所述配合连接部为球体，所述球体安装于所述连接位，所述球体可相对所述连接位活动。

可选的，所述环形连接板上设有至少两个连接位，各连接位分别与相邻桩体的位置对应。

可选的，安装时，利用所述阻尼器向所述桩体施加预应力。

可选的，所述阻尼器包括弹性组件和调节组件，利用所述调节组件将所述弹性组件调节至第一位置或第二位置，所述阻尼器向所连接的桩体施加推力或拉力。

可选的，所述阻尼器包括斜向阻尼器和水平阻尼器；所述水平阻尼器用于连接同一排的相邻两桩体，并向同一排的相邻两桩体施加拉力，所述斜向阻尼器用于连接相邻两排的相邻两桩体，并向相邻两排的相邻两桩体施加推力。

可选的，所述阻尼器包括套筒，所述套筒内设置所述调节组件和弹性组件，所述调节组件包括齿轮、上齿条、下齿条，所述齿轮与上齿条、下齿条啮合，所述齿轮通过轴承与套筒连接，所述弹性组件包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件一端与所述上齿条的一端相连接，所述第一弹性件的另一端通过第一挡块与第一连接杆相连接，所述第二弹性件一端与所述下齿条的一端相连接，所述第二弹性件的另一端通过第二挡块与第二连接杆相连接，所述第一连接杆与第二连接杆的端部设置配合连接部。

可选的，靠近边坡的一排桩体的高度高于远离边坡的其他排桩体的高度。

从上面所述可以看出，本说明书一个或多个实施例提供的抗滑桩，包括按照预定形式排布的至少两排桩体，相邻两桩体之间通过阻尼器连接；受到外部荷载时，桩体和阻尼器协同受力用以消耗外力产生的能量，使得单个桩体受力减小。各桩体与阻尼器构成整体抗滑桩组合结构，当受滑坡、地震等外力荷载时，各桩体与阻尼器之间协同受力，用于分散消耗外力所产生的能量，避免单个桩体受力过大发生不可恢复的变形、位移等，提高抗滑桩的抗滑、抗震性能，保证抗滑桩提供稳固的支护功能。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书一个或多个实施例的应用场景示意图；

图2为本说明书一个或多个实施例的抗滑桩结构示意图；

图3为本说明书一个或多个实施例的抗滑桩结构的平面示意图；

图4为本说明书一个或多个实施例的桩体与阻尼器的连接结构示意图；

图5为本说明书另一个实施例的桩体与阻尼器的连接结构示意图；

图6为本说明书又一个实施例的桩体与阻尼器的连接结构示意图；

图7A为本说明书一个或多个实施例的环形连接板的结构示意图；具有四个连接位；

图7B为图7A所示环形连接板的主视图；

图7C为图7A所示环形连接板的俯视图；

图8A为本说明书一个或多个实施例的环形连接板的结构示意图；具有三个连接位；

图8B为图8A所示环形连接板的主视图；

图8C为图8A所示环形连接板的俯视图；

图9A为本说明书一个或多个实施例的环形连接板的结构示意图；具有两个连接位；

图9B为图9A所示环形连接板的主视图；

图9C为图9A所示环形连接板的俯视图；

图10为本说明书一个或多个实施例的连接部与配合连接部的连接结构示意图；

图11为本说明书一个或多个实施例的连接部与配合连接部的俯视图；

图12为本说明书一个或多个实施例的阻尼器的立体结构示意图；

图13为本说明书一个或多个实施例的阻尼器的平面结构示意图；

图14为本说明书一个或多个实施例的阻尼器的内部结构示意图；

图15A为图14所示阻尼器的a-a`截面示意图；

图15B为图14所示阻尼器的b-b`截面示意图；

图16A为本说明书一个或多个实施例的阻尼器处于初始状态的示意图；

图16B为本说明书一个或多个实施例的阻尼器提供拉力的示意图；

图16C为本说明书一个或多个实施例的阻尼器提供推力的示意图。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1-3所示，本说明书一个或多个实施例提供一种抗滑桩，包括：

按照预定形式排布的至少两排桩体，相邻两桩体之间通过阻尼器连接；

受到外部荷载时，桩体和阻尼器协同受力用以消耗外力产生的能量，使得单个桩体受力减小。

本实施例提供的抗滑桩用于边坡支挡，包括多排桩体，各排桩体按照特定形式排布，同一排相邻两两桩体之间、相邻排两两相邻桩体之间均通过阻尼器连接，各桩体与阻尼器构成整体抗滑桩组合结构，当受滑坡、地震等外力荷载时，各桩体与阻尼器之间协同受力，用于分散消耗外力所产生的能量，避免单个桩体受力过大发生不可恢复的变形、位移等，提高抗滑桩的抗滑性能，同时具备抗震能力。

一些实施例中，相邻两排的桩体按照梅花形排布，相邻两排的相邻三个桩体呈正三角形布设，这样的排布形式使得抗滑桩能够提供稳固的支撑作用。

结合图1，在顺层岩边坡1的应用场景中，上覆地层风化严重，岩体较为破碎，裂隙比较发育，下伏岩层岩体结构较完整，整体性好，可作为基岩，风化岩层4和基岩层2之间存在潜在滑动面3，抗滑桩5穿过潜在滑动面3，对地震作用下可能发生滑坡的滑坡体进行支挡。将一级边坡坡顶处理为水平平台6，在水平平台6上开桩孔，安装抗滑桩5。根据水平平台6的大小确定抗滑桩设计方案，包括抗滑桩的排数、每排的桩体数量、桩体的桩径、桩长等等。

一些实施方式中，抗滑桩按照梅花形排布，每排桩错一桩位布置，相邻两排的相邻三个桩体呈正三角形布设，提供三角稳固支撑。结合图2，以部分桩体为例，第一排桩体包括桩体501-A、501-B、501-C，第二排桩体包括桩体501-D、501-E，第一排桩体与第二排桩体错桩位布置，桩体501-A、501-B、501-D呈正三角形布置，桩体501-C、501-B、501-E呈正三角形布置，桩体501-D、501-B、501-E呈正三角形布置。相邻两桩体之间通过阻尼器连接，桩体501-A、501-B通过阻尼器502-5相连接，桩体501-C、501-B通过阻尼器502-6相连接，桩体501-D、501-E通过阻尼器502-7相连接，桩体501-D、501-B通过阻尼器502-2相连接，桩体501-B、501-E通过阻尼器502-3相连接，桩体501-D、501-A通过阻尼器502-1相连接，桩体501-C、501-E通过阻尼器502-4相连接，通过各桩体及阻尼器之间的协同受力，共同分散消耗所受外力，避免单个桩体因受力过大而发生过大的变形、位移，导致桩体丧失支护功能。

一些实施例中，桩体上设有连接部，阻尼器设有配合连接部，配合连接部与连接部活动连接。即，阻尼器和桩体之间可相对活动，受力时，通过活动调整相对位置，向桩体提供支撑力。

如图10、11所示，一些实施例中，连接部为套接于桩体的环形连接板503，使得阻尼器产生的反作用力可以均匀的施加于桩体上，环形连接板503上设有连接位5031，配合连接部为球体5042，球体5042安装于连接位5031，球体5042可相对连接位5031活动。本实施例提供一种具体的活动连接方式，阻尼器的端部设置球体5042，球体5042安装于桩体的连接位5031内，球体5042可相对连接位各向活动，桩体因受力发生倾斜位移时，球体活动使得阻尼器可以更好的在空间里协同转动，为桩体提供方式合适的支撑力。尤其是对于靠近边坡的前排桩体，在受坡体岩土体压力向后发生倾斜时，相对于后排桩体，不仅在水平面上有距离和角度变化，在竖直面上也存在距离和角度变化，这时，通过桩体之间的连接部和配合连接部在水平和竖直方向上提供万向转动功能，实现对桩体的有效支撑力。

一些实施例中，环形连接板上设有至少两个连接位，各连接位分别与相邻桩体的位置对应。考虑到不同场景下所设计的抗滑桩方案不同，为适应多排多桩体的不同组合形式，桩体的环形连接板上设置至少两个连接位，用于分别与相邻的桩体连接。

结合图2-6、7A、7B、7C、8A、8B、8C、9A、9B、9C所示，对于桩体501-A，环形连接板503上设置两个连接位5031，用于分别与阻尼器502-5、502-1连接；对于桩体501-D，环形连接板上设置三个连接位，用于分别与阻尼器502-1、502-2、502-7连接；对于桩体501-B，环形连接板上设置四个连接位，用于分别与阻尼器502-5、502-2、502-3、502-6连接；对于三排以上的桩体，中间的桩体的环形连接板上设置六个连接位，用于分别与四周的六个阻尼器连接。

位于同一排的相邻两桩体，用于连接阻尼器的连接位位置相对应，位于相邻排的相邻三个桩体，用于连接阻尼器的连接位位置相对应。如图7C、8C、9C所示，对于正三角形布设的三个桩体，环形连接板上相邻两连接位与环形中心所形成的夹角为60度，保证阻尼器作用在桩体上的力正对桩体中心轴，保证受力不偏斜。

一些实施方式中，连接位5031固定连接球铰支座504，球铰支座504包括下球壳5045和上球壳5044，下球壳5045与环形连接板503固定连接，阻尼器端部的球体5042安装于下球壳5045内后，将上球壳5044与环形连接板503通过连接件5041连接固定。

一些实施例中，安装时，利用阻尼器向桩体施加预应力，从而实现抗滑桩对边坡提供的被动支护转变为主动支护。

一些实施例中，阻尼器包括弹性组件和调节组件，利用调节组件将弹性组件调节至第一位置或第二位置，阻尼器向所连接的桩体施加推力或拉力。安装时，通过调节阻尼器，使得阻尼器中的弹性组件位于第一位置，阻尼器可向连接的桩体施加推力，或者，将弹性组件调节至第二位置，使得阻尼器向连接的桩体施加拉力。这样，由阻尼器向桩体提供预应力，实现抗滑桩的主动支护功能。

结合图2、3所示，阻尼器包括斜向阻尼器和水平阻尼器；水平阻尼器(如，阻尼器502-5、502-6、502-7)用于连接同一排的相邻两桩体，并向同一排的相邻两桩体施加拉力，斜向阻尼器(如，阻尼器502-1、502-2、502-3、502-4)用于连接相邻两排的相邻两桩体，并向相邻两排的相邻两桩体施加推力。这样，桩体之间通过阻尼器连接，构成具有稳固支撑功能的整体抗滑桩，且，通过阻尼器向同排桩体、相邻排桩体提供预应力，使得整体抗滑桩对边坡实现主动支护。

如图12-14、15A、15B所示，一些实施例中，阻尼器包括套筒50202，套筒50202内设置调节组件和弹性组件，调节组件包括齿轮50210、上齿条50208、下齿条50211，齿轮50210与上齿条50208、下齿条50211啮合，齿轮50210通过轴承50204与套筒50202连接，弹性组件包括第一弹性件50207和第二弹性件50213，第一弹性件50207一端与上齿条50208的一端相连接，第一弹性件50207的另一端通过第一挡块50206与第一连接杆50201相连接，第二弹性件50213一端与下齿条50211的一端相连接，第二弹性件50213的另一端通过第二挡块50214与第二连接杆50215相连接，第一连接杆50201与第二连接杆50215的端部通过连接件5043连接配合连接部。

一些方式中，第一挡块50206与第一连接杆50201之间、第二挡块50214与第二连接杆50215之间、第一挡块50206与第一弹性件50207之间、第二挡块50214与第二弹性件50213之间、第一弹性件50207与上齿条50208之间、第二弹性件50213与下齿条50211之间均为固定连接，第一挡块50206、第二挡块50214与套筒50202之间光滑接触，受外力作用时，第一弹性件50207与第一挡块50206、第二弹性件50213与第二挡块50214发生向外拉伸或向内压缩。

具体的，套筒50202上对应轴承50204的位置设置调节部，通过调节部调节齿轮50210，齿轮50210转动带动上齿条50208和下齿条50211动作，调整上齿条50208和下齿条50211之间的相对位置，上齿条50208和下齿条50211动作带动第一弹性件50207和第二弹性件50213产生形变，第一弹性件50207产生形变，通过第一挡块50206和第一连接杆50210传递力的作用，第二弹性件50213产生形变，通过第二挡块50214和第二连接杆50215传递力的作用。

结合图16A、16B、16C所示，安装时，对于水平阻尼器，通过调节齿轮50210，带动上齿条50208和下齿条50211相向移动，第一弹性件50207和第二弹性件50213产生形变，分别通过第一连接杆50210、第二连接杆50215向所连接的桩体施加拉力。对于斜向阻尼器，通过调节齿轮50210，带动上齿条50208和下齿条50211反向移动，第一弹性件50207和第二弹性件50213产生形变，分别通过第一连接杆50210、第二连接杆50215向所连接的桩体施加推力。上齿条50208和下齿条50211上均设有连接孔50209、50212，套筒50202上与连接孔50209、50212对应的位置设有配合连接孔50205，当齿轮50210调节至合适的位置时，将固定件50203穿设于连接孔和配合连接孔内，将上齿条50208和下齿条50211的位置固定。

本说明书实施例还提供一种抗滑桩的安装方法，包括：

边坡处理；将一级边坡坡顶处理为水平平台，按照设定的位置、孔径等参数，开挖桩孔，桩孔底部位于潜在滑动面之下的稳定岩体上，施做护壁；

组装球铰支座和环形连接板；

在桩孔孔口处按照预定方向放置组装后的环形连接板，环形连接板的直径大于孔径；

安装钢筋笼；靠近边坡的第一排的钢筋笼高于环形连接板，远离边坡的其他排的钢筋笼和环形连接板高度相同；

浇筑混凝土；浇筑完全的混凝土抗滑桩506与钢筋笼505高度一致，靠近边坡的第一排桩体的高度高于远离边坡的其他排桩体的高度，当坡面浅层岩土体发生滑移时，第一排桩体最先起到阻挡滑坡作用，其他排桩体可共同支撑第一排桩体；

浇筑完成后的抗滑桩进行养护；

安装阻尼器；通过调节调节组件调整阻尼器的整体长度，使得阻尼器长度适应相邻桩体之间的间距，将阻尼器端部的球体通过连接件5043连接在球铰支座504上；之后，对于同排桩体之间的水平阻尼器，进一步调节调节组件，使得水平阻尼器向同排的桩体施加预应拉力，对于相邻排桩体之间的斜向阻尼器，进一步调节调节组件，使得斜向阻尼器向相邻排的桩体施加预应推力，调节之后，将调节组件位置固定，完成桩体与阻尼器的整体安装；

一级边坡坡顶平整化及硬化处理，一级边坡坡面浆砌片石支护7，抗滑桩施工完毕。

本说明书实施例提供的抗滑桩，由桩体和阻尼器组成整体性的稳固支撑结构，在静力作用下，通过水平阻尼器和斜向阻尼器的连接作用，抗滑桩和桩间岩土体形成“桩-岩-桩”的整体加固结构；同时，通过后一排桩体和斜向阻尼器对前一排桩体施加一定预应力，对边坡形成主动支护；更重要的是，在地震等外力作用下，采用水平、斜向阻尼器连接桩体，可缓冲耗散地震波能，利用桩体与阻尼器之间的协同受力性能，有效减小单个桩体的永久变形和位移，提高抗滑桩的抗滑、抗震性能，保证抗滑桩提供稳定的支护功能。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本说明书一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本说明书一个或多个实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本说明书一个或多个实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本说明书一个或多个实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本公开的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本说明书一个或多个实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本公开的具体实施例对本公开进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本说明书一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗滑桩，其特征在于，包括：

按照预定形式排布的至少两排桩体，相邻两桩体之间通过阻尼器连接；

所述阻尼器包括套筒，所述套筒内设置调节组件和弹性组件，所述调节组件包括齿轮、上齿条、下齿条，所述齿轮与上齿条、下齿条啮合，所述齿轮通过轴承与套筒连接，所述弹性组件包括第一弹性件和第二弹性件，所述第一弹性件一端与所述上齿条的一端相连接，所述第一弹性件的另一端通过第一挡块与第一连接杆相连接，所述第二弹性件一端与所述下齿条的一端相连接，所述第二弹性件的另一端通过第二挡块与第二连接杆相连接，所述第一连接杆与第二连接杆的端部设置配合连接部，所述配合连接部与所述桩体上设置的连接部活动连接；

对于用于连接同一排的相邻两桩体的阻尼器，通过调节所述齿轮，带动所述上齿条和下齿条相向移动，所述第一弹性件和第二弹性件产生形变，分别通过所述第一连接杆、第二连接杆向所连接的桩体施加拉力；对于用于连接相邻两排的相邻两桩体的阻尼器，通过调节所述齿轮，带动所述上齿条和下齿条反向移动，所述第一弹性件和第二弹性件产生形变，分别通过所述第一连接杆、第二连接杆向所连接的桩体施加推力；利用阻尼器向桩体施加预应力，从而实现抗滑桩对边坡提供的被动支护转变为主动支护；

受到外部荷载时，所述桩体和阻尼器协同受力用以消耗外力产生的能量，使得单个桩体受力减小。

2.根据权利要求1所述的抗滑桩，其特征在于，相邻两排的桩体按照梅花形排布，相邻两排的相邻三个桩体呈正三角形布设。

3.根据权利要求1所述的抗滑桩，其特征在于，所述连接部为套接于所述桩体的环形连接板，所述环形连接板上设有连接位，所述配合连接部为球体，所述球体安装于所述连接位，所述球体可相对所述连接位活动。

4.根据权利要求3所述的抗滑桩，其特征在于，所述环形连接板上设有至少两个连接位，各连接位分别与相邻桩体的位置对应。

5.根据权利要求4所述的抗滑桩，其特征在于，所述环形连接板上相邻两连接位与环形中心所形成的夹角为60度。

6.根据权利要求3所述的抗滑桩，其特征在于，所述连接位固定连接球铰支座，所述球铰支座包括下球壳和上球壳，所述下球壳与所述环形连接板固定连接，所述球体安装于所述下球壳内后，将所述上球壳与所述环形连接板通过连接件连接固定。

7.根据权利要求1所述的抗滑桩，其特征在于，所述第一挡块、第二挡块与所述套筒之间光滑接触。

8.根据权利要求1所述的抗滑桩，其特征在于，靠近边坡的一排桩体的高度高于远离边坡的其他排桩体的高度。

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