CN209260727U - 装配式排水预应力抗滑桩结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种装配式排水预应力抗滑桩结构。抗滑桩结构包括管桩，管桩包括依次连接的Ⅰ型钢构混凝土管桩、Ⅱ型钢构混凝土管桩和Ⅲ型钢构混凝土管桩，Ⅰ型钢构混凝土管桩底部设置有端头板，上端设置有连接端盘，Ⅱ型钢构混凝土管桩下端设置有螺纹端盘，上端设置有连接端盘，Ⅲ型钢构混凝土管桩顶部设置有端头板，下端设置有螺纹端盘，相邻两管桩通过连接端盘和螺纹端盘固定连接。本实用新型适用于处于渐进破坏或加速破坏的滑坡灾害快速治理工程或应急抢险工程，具有施工周期短、施工简易方便、经济投入小、承受滑坡荷载大、排水等特点，具有防灾减灾及应急抢险属性。

Description

装配式排水预应力抗滑桩结构

技术领域

本实用新型涉及一种滑坡快速治理的装配式排水预应力抗滑桩结构，属于山区公路、铁路、城市人行通道、库岸、基础设施等交通、水利、建筑工程滑坡防治及病害结构加固领域。

背景技术

抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于浅层和中厚层的滑坡，是抗滑处理的主要措施。具有施工方便、安全可靠、能承受较大推力、可节省大量圬工等优点。抗滑桩最早应用于20世纪30年代的美国，20世纪50年代引入国内，在铁路、矿山和水电等行业广泛应用，取得了显著的效果。抗滑桩对滑坡体的作用是利用抗滑桩插入滑动面以下的稳定地层对桩的抗力（锚固力）平衡滑动体的推力，增加其稳定性。当滑坡体下滑时受到抗滑桩的阻抗，使桩后滑体达到稳定状态。

抗滑桩之所以应用广泛，来源于较大的抗剪及抗弯能力，其可承受比抗滑挡墙、格构锚固等技术更大的滑坡推力。但在滑坡灾害研究中发现，有较大一部分滑坡处于渐进破坏或加速破坏阶段，及时防治滑坡成为了亟待解决的问题。而抗滑桩从挖孔、绑扎钢筋笼、浇筑抗滑桩、养护等施工过程来看，存在施工周期较长、阻滑触发时间久等问题，尤其是抗滑桩成孔，圆形抗滑桩采用机械成孔比传统方形抗滑桩采用人工挖孔时间缩短2倍以上，同时，抗滑桩养护周期也在28天以上，严重制约了施工周期。虽然后续研发了微型抗滑桩、钢管抗滑桩等结构，在抗滑桩成孔方面缩短了施工工期，但其承载能力却大大降低。

由上可见，现有的抗滑桩结构已不适宜于处于渐进破坏或加速破坏的滑坡灾害。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种装配式排水预应力抗滑桩结构。本实用新型适用于处于渐进破坏或加速破坏的滑坡灾害快速治理工程或应急抢险工程，具有施工周期短、施工简易方便、经济投入小、承受滑坡荷载大、排水等特点，具有防灾减灾及应急抢险属性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：包括管桩，管桩内设有预应力筋，管桩设有管桩内孔，管桩内孔中填充有碎石，管桩上径向设置有滤水孔，滤水孔贯通管桩壁与管桩内孔连通，一排水管穿入管桩内孔中，排水管连接有水泵，水泵连接有输水管；所述管桩包括依次连接的Ⅰ型钢构混凝土管桩、Ⅱ型钢构混凝土管桩和Ⅲ型钢构混凝土管桩，Ⅰ型钢构混凝土管桩底部设置有端头板，上端设置有连接端盘，Ⅱ型钢构混凝土管桩下端设置有螺纹端盘，上端设置有连接端盘，Ⅲ型钢构混凝土管桩顶部设置有端头板，下端设置有螺纹端盘，相邻两管桩通过连接端盘和螺纹端盘固定连接。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩、Ⅱ型钢构混凝土管桩和Ⅲ型钢构混凝土管桩的壁内均匀开设有用于预应力筋穿索的多个锚索孔。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩、Ⅱ型钢构混凝土管桩和Ⅲ型钢构混凝土管桩的内径相同，Ⅰ型钢构混凝土管桩、Ⅱ型钢构混凝土管桩和Ⅲ型钢构混凝土管桩的外径相同。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩、Ⅱ型钢构混凝土管桩和Ⅲ型钢构混凝土管桩上均开设有滤水孔。

所述滤水孔均匀布置于管桩的桩长范围内，间距为2-3m，且在桩周范围内均匀布设为2-3孔，滤水孔直径为5-8cm，滤水孔周围包裹有土工布。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩长为2-3m，外径为30-80cm，内径为10-30cm。

所述Ⅱ型钢构混凝土管桩为一个或多个，为多个时，相邻两Ⅱ型钢构混凝土管桩通过连接端盘和螺纹端盘固定连接。

所述端头板、螺纹端盘和连接端盘均为在预制钢构混凝土管桩时与混凝土粘合连接。

所述Ⅱ型钢构混凝土管桩长为5-6m，Ⅲ型钢构混凝土管桩长为2-3m，碎石最大直径为管桩内径的1/4-1/10。

所述排水管穿入管桩内孔中，直径为3-5cm。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型具有普通抗滑桩较高承载能力且较短施工工期的滑坡快速治理抗滑桩结构具有重要实用价值，并对地质灾害减灾科学研究有积极推动作用。

2、本实用新型适用于处于渐进破坏或加速破坏的滑坡灾害快速治理工程或应急抢险工程，具有施工周期短、施工简易方便、经济投入小、承受滑坡荷载大、排水等特点，具有防灾减灾及应急抢险属性。

3、本实用新型抗滑桩主要承受剪力与弯矩作用，通过多个管桩装配而成，通过管桩端部连接端盘与螺纹端盘的紧密搭接，可起到抗剪作用，采用预应力筋对管桩整体施加预应力，提高连接端盘与螺纹端盘接触应力，进一步增强抗剪作用，同时，将接触压力传递至管桩，管桩具有较高的抗弯性能，可起到抗弯作用。

4、本实用新型抗滑桩中空，通过排水管、抽水泵可抽出地下水，减少滑坡内水压，增加滑面岩土体抗剪强度，从而快速提高滑坡稳定性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型Ⅰ型钢构混凝土管桩结构示意图；

图3为本实用新型Ⅱ型钢构混凝土管桩结构示意图；

图4为本实用新型Ⅲ型钢构混凝土管桩结构示意图；

图5为图1中的A-A’处剖面结构示意图。

图中标记为：1、Ⅰ型钢构混凝土管桩，2、Ⅱ型钢构混凝土管桩，3、Ⅲ型钢构混凝土管桩，4、端头板，5、螺纹端盘，6、连接端盘，7、碎石，8、滤水孔，9、排水管，10、预应力筋，11、水泵，12、输水管。

具体实施方式

实施例1

一种装配式排水预应力抗滑桩结构，包括管桩，管桩内设有预应力筋10，管桩设有管桩内孔，管桩内孔中填充有碎石7，管桩上径向设置有滤水孔8，滤水孔8贯通管桩壁与管桩内孔连通，一排水管9穿入管桩内孔中，排水管9连接有水泵11，水泵11连接有输水管12；所述管桩包括依次连接的Ⅰ型钢构混凝土管桩1、Ⅱ型钢构混凝土管桩2和Ⅲ型钢构混凝土管桩3，Ⅰ型钢构混凝土管桩1底部设置有端头板4，上端设置有连接端盘6，Ⅱ型钢构混凝土管桩2下端设置有螺纹端盘5，上端设置有连接端盘6，Ⅲ型钢构混凝土管桩3顶部设置有端头板4，下端设置有螺纹端盘5，相邻两管桩通过连接端盘6和螺纹端盘5固定连接。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩1、Ⅱ型钢构混凝土管桩2和Ⅲ型钢构混凝土管桩3的壁内均匀开设有用于预应力筋10穿索的多个锚索孔。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩1、Ⅱ型钢构混凝土管桩2和Ⅲ型钢构混凝土管桩3的内径相同，Ⅰ型钢构混凝土管桩1、Ⅱ型钢构混凝土管桩2和Ⅲ型钢构混凝土管桩3的外径相同。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩1、Ⅱ型钢构混凝土管桩2和Ⅲ型钢构混凝土管桩3上均开设有滤水孔8。

所述滤水孔8均匀布置于管桩的桩长范围内，间距为2-3m，且在桩周范围内均匀布设为2-3孔，滤水孔8直径为5-8cm，滤水孔8周围包裹有土工布。

所述Ⅰ型钢构混凝土管桩1长为2-3m，外径为30-80cm，内径为10-30cm。

所述Ⅱ型钢构混凝土管桩2为一个或多个，为多个时，相邻两Ⅱ型钢构混凝土管桩2通过连接端盘6和螺纹端盘5固定连接。

所述端头板4、螺纹端盘5和连接端盘6均为在预制钢构混凝土管桩时与混凝土粘合连接。

所述Ⅱ型钢构混凝土管桩2长为5-6m，Ⅲ型钢构混凝土管桩3长为2-3m，碎石7最大直径为管桩内径的1/4-1/10。

所述排水管9穿入管桩内孔中，直径为3-5cm。

实施例2

本实施例结合附图对本实用新型做进一步说明，如图1所示：

本实用新型适用于处于渐进破坏或加速破坏的滑坡灾害快速治理工程或应急抢险工程。

装配式排水预应力抗滑桩结构由Ⅰ型钢构混凝土管桩1、Ⅱ型钢构混凝土管桩2、Ⅲ型钢构混凝土管桩3、端头板4、螺纹端盘5、连接端盘6、碎石7、滤水孔8、排水管9、预应力筋10、水泵11、输水管12构成。

Ⅰ型钢构混凝土管桩1长l ₁为2-3m，外径（桩径）为d，一般为30-80cm，内径为d ₀，一般为10-30cm，Ⅰ型钢构混凝土管桩1厚壁内均匀开设多个锚索孔，便于预应力筋10的穿索，底部为带圆锥尖的普通端头板4，若滑床为土质，可采用带圆锥尖的普通端头板4，若滑床为岩体，可采用不带圆锥尖的普通端头板4。Ⅰ型钢构混凝土管桩1上部通过螺纹端盘5、连接端盘6、与Ⅱ型钢构混凝土管桩2相连接，Ⅰ型钢构混凝土管桩1开设有滤水孔8。

Ⅱ型钢构混凝土管桩2长l ₂为5-6m，外径d、内径d ₀与Ⅰ型钢构混凝土管桩1相同，Ⅱ型钢构混凝土管桩2厚壁内均匀开设多个锚索孔，便于预应力筋10的穿索，Ⅱ型钢构混凝土管桩2上端为连接端盘6，下端为螺纹端盘5，Ⅱ型钢构混凝土管桩2下部与Ⅰ型钢构混凝土管桩1相连，上部与Ⅲ型钢构混凝土管桩3相连，Ⅱ型钢构混凝土管桩2可多层叠加使用。

Ⅲ型钢构混凝土管桩3长l ₃为2-3m，外径d、内径d ₀与Ⅰ型钢构混凝土管桩1相同，Ⅲ型钢构混凝土管桩3厚壁内均匀开设多个锚索孔，便于预应力筋10的穿索，Ⅲ型钢构混凝土管桩3上端为普通端头板4，下端为螺纹端盘5，下部与Ⅱ型钢构混凝土管桩2相连。

普通端头板4为高强防腐材料，主要承受抗剪作用，预制钢构混凝土管桩时将混凝土与普通端头板4粘合在一起，防止受力过程中脱离。

螺纹端盘5与普通端头板4材料相同，同样在预制钢构混凝土管桩时将混凝土与螺纹端盘5粘合在一起，防止受力过程中脱离，连接端盘6与普通端头板4材料、工艺相同。

碎石7填充于管桩内，起到滤水及固定排水管作用，碎石最大直径为管桩内径d ₀的1/4-1/10。

滤水孔8均匀布置于桩长范围内，间距2-3m，同时在桩周范围内均匀布设，为2-3孔，滤水孔直径为5-8cm，滤水孔周围包裹土工布，防止泥沙充填管桩内，影响排水。

排水管9穿过管桩内孔，直径为3-5cm，可通过输水管12排除抗滑桩孔内地下水。

预应力筋10通常为1-2根φ15.2mm的锚索，通过锚索孔贯穿整个抗滑桩，抗滑桩安装完成后，对预应力筋10施加预应力，使各管桩紧密接触，同时增加连接端处的抗剪强度。

水泵11用于抽出地下水，水泵压力应达到抗滑桩长度范围内的水压，保证地下水从管桩内被抽出。

输水管12用于疏导地下水，输水管排出位置应在滑坡界限范围外，并可顺利排出。

装配式抗滑桩的总长度宜小于30m，抗滑桩间距宜为4-6m，抗滑桩嵌固段长度约为桩长的1/3-2/5，抗滑桩混凝土强度等级不应小于C35。

结合本实用新型装配式抗滑桩结构特点，形成适用于该抗滑桩结构的预钻孔→成孔→穿锚索、排水管→下桩→施加预应力→填入碎石→连接水泵→封孔施工工艺。

（1）预钻孔。预钻孔前应平整孔口，并做好地表截、排水工作。对于土体，可采用旋挖钻孔方法，对于岩体，可采用潜孔锤跟管钻进方法。钻孔应采用间隔方式开挖，每次间隔1-2个孔，钻孔过程中应及时清理孔内渣土，保证孔壁不坍塌并较为平整。

（2）成孔。对于该装配式抗滑桩，确保孔壁的顺直是下桩的关键。在预钻孔完成后，采用同直径的铁桶状结构进行试下孔，顺利完成后方可进行下一步，若无法下孔，应对孔壁进行处理。

（3）穿锚索、排水管。在下桩前，应对最底部的管桩进行穿锚索与排水管，管桩底部需进行锚固处理，防止锚索滑移，同时锚索与排水管长度应超过桩总长度，便于后续锚固与排水。

（4）下桩。采用吊机锁定管桩上端，保证管桩直立，对准孔位后开始下桩，下桩过程中应控制下桩速度，若中途遇卡桩，应提出对孔壁处理后重新下桩。单节管桩下桩完成后重复穿锚索、排水管步骤，然后再次下桩，直至全部管桩拼接完成为止。

（5）施加预应力。各节管桩下桩完成后，采用锚环对管桩施加预应力进行锚固，预应力应分级施加，单次施加稳定后再进行下次施加，直至达到预定压力。

（6）填入碎石。为了稳固排水管位置，并防止泥土充填管桩，影响排水效果，应对管桩内填入碎石，填入碎石前应进行筛分，筛出细小颗粒。

（7）连接水泵。将露出地面的排水管与抽水泵相连接，进行试抽水，若无法抽出水，应上下抽动水管，待抽水顺利后方可进行下一步。

（8）封孔。抗滑桩装配完成后，桩与孔壁之间有孔隙，应填入碎石土或透水混凝土，使孔隙被填满。桩头位置的锚头应做好防腐处理，然后用素混凝土封填桩顶。注意不能挤压排水管，否则将无法排出地下水。

Claims (10)

1.一种装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：包括管桩，管桩内设有预应力筋（10），管桩设有管桩内孔，管桩内孔中填充有碎石（7），管桩上径向设置有滤水孔（8），滤水孔（8）贯通管桩壁与管桩内孔连通，一排水管（9）穿入管桩内孔中，排水管（9）连接有水泵（11），水泵（11）连接有输水管；所述管桩包括依次连接的Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）、Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）和Ⅲ型钢构混凝土管桩（3），Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）底部设置有端头板（4），上端设置有连接端盘（6），Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）下端设置有螺纹端盘（5），上端设置有连接端盘（6），Ⅲ型钢构混凝土管桩（3）顶部设置有端头板（4），下端设置有螺纹端盘（5），相邻两管桩通过连接端盘（6）和螺纹端盘（5）固定连接。

2.根据权利要求1所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）、Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）和Ⅲ型钢构混凝土管桩（3）的壁内均匀开设有用于预应力筋（10）穿索的多个锚索孔。

3.根据权利要求2所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）、Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）和Ⅲ型钢构混凝土管桩（3）的内径相同，Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）、Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）和Ⅲ型钢构混凝土管桩（3）的外径相同。

4.根据权利要求3所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）、Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）和Ⅲ型钢构混凝土管桩（3）上均开设有滤水孔（8）。

5.根据权利要求4所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述滤水孔（8）均匀布置于管桩的桩长范围内，间距为2-3m，且在桩周范围内均匀布设为2-3孔，滤水孔（8）直径为5-8cm，滤水孔（8）周围包裹有土工布。

6.根据权利要求5所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）为一个或多个，为多个时，相邻两Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）通过连接端盘（6）和螺纹端盘（5）固定连接。

7.根据权利要求6所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述端头板（4）、螺纹端盘（5）和连接端盘（6）均为在预制钢构混凝土管桩时与混凝土粘合连接。

8.根据权利要求7所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述Ⅱ型钢构混凝土管桩（2）长为5-6m，Ⅲ型钢构混凝土管桩（3）长为2-3m，碎石（7）最大直径为管桩内径的1/4-1/10。

9.根据权利要求8所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述Ⅰ型钢构混凝土管桩（1）长为2-3m，外径为30-80cm，内径为10-30cm。

10.根据权利要求9所述的装配式排水预应力抗滑桩结构，其特征在于：所述排水管（9）穿入管桩内孔中，直径为3-5cm。