專利名稱：一種不等間距布設(shè)的外等腰梯形橫截面抗滑樁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于邊坡工程和滑坡治理工程的鋼筋混凝土抗滑樁，具體地說是一種不等間距布設(shè)的外等腰梯形橫截面抗滑樁，屬于邊坡或斜坡的穩(wěn)定技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
設(shè)置抗滑樁是一種應(yīng)用非常廣泛的治理邊坡或滑坡工程的方法，抗滑樁對滑坡體的作用是利用抗滑樁插入滑動面以下的穩(wěn)定地層對樁的抗力(錨固力)平衡滑動體的推力，增加其穩(wěn)定性。當(dāng)滑坡體下滑時受到抗滑樁的阻抗，使樁前滑體達到穩(wěn)定狀態(tài)。在滑坡和邊坡治理工程中，只有當(dāng)抗滑樁排列達到一定數(shù)量時，方可起到較好的防滑作用?？够瑯兜牟贾眯问接邢嗷ミB接的樁排，互相間隔的樁排，下部間隔、頂部連接的樁排，互相間隔的錨固樁等。樁柱間距一般取樁徑的3飛倍，以保證滑動土體不在樁間滑出為原則。目前抗滑樁多為圓柱形樁或矩形柱樁，圓柱形樁或矩形柱樁橫截面為圓形或矩形。鉆孔灌漿樁多為圓柱形樁，但抗彎性能不如矩形橫截面的抗滑樁，受力性能差。當(dāng)樁直徑小，樁身較長時，還可能出現(xiàn)撓度過大的問題。而矩形橫截面的抗滑樁一般為人工挖孔樁，多用于大型滑坡和邊坡治理工程，但樁身橫截面大，所需混凝土灌注量大，造價成本高。因而必須設(shè)計一種新結(jié)構(gòu)的抗滑樁，在保證抗滑能力的基礎(chǔ)上，達到單根抗滑樁材耗少、成本低，才能從整體上降低滑坡和邊坡工程的造價成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是要解決現(xiàn)有抗滑樁所需混凝土灌注量大，造價成本高的問題，而提供一種既能有良好的受力性能，又能降低成本的鋼筋混凝土灌注的外等腰梯形橫截面抗滑樁。本發(fā)明的第二個目的是提供一種不等間距布設(shè)外等腰梯形橫截面抗滑樁的方法。本發(fā)明為達到上述第一個目的所采取的技術(shù)方案為提供一種外等腰梯形橫截面抗滑樁，由鋼筋混凝土灌注而成，所述灌注的鋼筋混凝土抗滑樁的橫截面為外等腰梯形，以外等腰梯形的長底邊的縱截面一側(cè)作為樁后端承接滑坡推力，外等腰梯形的短底邊的縱截面作為樁前端，抗滑樁內(nèi)安裝有鋼筋籠，在樁后端一側(cè)的鋼筋籠內(nèi)布置有相對密集的鋼筋，樁前端一側(cè)布置的鋼筋少。本發(fā)明稱抗滑樁承接滑坡推力一側(cè)為樁后，反之為樁前。本發(fā)明抗滑樁的橫截面設(shè)計為外等腰梯型，與內(nèi)等腰梯形、矩形橫截面的抗滑樁相比較，更能充分發(fā)揮土體的土拱效應(yīng)?？够瑯兑詷逗蠖瞬糠譃槭芾瓊?cè)，樁的中間部分與樁前端部分為受壓側(cè)，本發(fā)明重點強化抗滑樁后部受拉側(cè)的結(jié)構(gòu)強度，而相應(yīng)弱化抗滑樁樁前部受壓側(cè)的結(jié)構(gòu)強度，因此在樁后端一側(cè)的鋼筋籠內(nèi)布置有相對密集的鋼筋，樁前端一側(cè)布置的鋼筋少。而且抗滑樁后部的橫向?qū)挾缺瘸Ｒ?guī)矩形橫截面抗滑樁設(shè)計的要長，可充分發(fā)揮樁后土拱效應(yīng)，在平面布設(shè)時可加大相鄰抗滑樁之間的樁中心距離。本發(fā)明為達到第二個目的，還提供了一種應(yīng)用上述外等腰梯形橫截面抗滑樁的布設(shè)方法，所述的外等腰梯形橫截面抗滑樁采用不等間距布設(shè)法，即在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布設(shè)的抗滑樁樁間距小，滑坡兩側(cè)推力比較小的地段根據(jù)滑坡推力的遞減程度逐漸加大樁間距，形成中間密，兩側(cè)疏的樁間距布設(shè)格局。本發(fā)明采用中間密，兩側(cè)疏的不等間距布設(shè)抗滑樁的方法，改變了目前的滑坡治理工程中抗滑樁等間距布設(shè)的狀況，使布設(shè)后的抗滑樁的受力更為合理。由相關(guān)文獻可知，在抗滑樁截面尺寸和滑體參數(shù)確定的條件下，滑坡推力和樁凈距的乘積是一個不變量。所以對于抗滑樁樁后端縱截面寬度(等腰梯形長底邊)與已經(jīng)確定的滑坡，在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布設(shè)的抗滑樁樁間距小，而滑坡兩側(cè)推力比較小的地段就可根據(jù)滑坡推力的遞減程度逐漸增大抗滑樁樁間距。本發(fā)明不等間距布設(shè)的外等腰梯形橫截面抗滑樁與其他橫截面抗滑樁相比具有如下的優(yōu)點1.本發(fā)明抗滑樁內(nèi)安裝有鋼筋籠,在樁后端一側(cè)的鋼筋籠內(nèi)布置有相對密集的鋼筋，樁前端一側(cè)的鋼筋籠內(nèi)布置的鋼筋少，這種設(shè)計可充分發(fā)揮了抗滑樁樁后部分受拉特性，重點強化了抗滑樁受拉側(cè)結(jié)構(gòu)強度，相應(yīng)弱化抗滑樁受壓側(cè)，更符合抗滑樁的受力特點。2.本發(fā)明抗滑樁能夠承受的坡體推力以及由推力產(chǎn)生的彎矩大小與矩形抗滑樁相當(dāng)，但橫截面面積遠(yuǎn)小于矩形橫截面抗滑樁，可減少所需灌注的混凝土方量和相應(yīng)的鋼筋用量，節(jié)省大量的混凝土和鋼材，降低成本。3.本發(fā)明抗滑樁采用不等間距布設(shè)的方法，呈中間密，兩側(cè)疏的樁間距布設(shè)格局，能夠大幅度地降低成本。這是由于本抗滑樁的橫截面為外等腰梯形，外等腰梯形的大底邊比常規(guī)為矩形的邊更長，樁后端的縱截面比常規(guī)矩形樁大，在滑坡主滑剖面附近滑坡推力大，按常規(guī)密集布設(shè)抗滑樁，以承受更多的滑坡土體推力荷載，使抗滑效果更好；而在逐漸遠(yuǎn)離滑坡主滑剖面的地方，可充分發(fā)揮樁后土拱效應(yīng)，逐漸加大相鄰抗滑樁之間的樁中心距離，相應(yīng)減少抗滑樁的數(shù)量，降低成本。4.本發(fā)明抗滑樁具有結(jié)構(gòu)簡單，施工工藝可操作性強等優(yōu)點，本抗滑樁的施工斷面較小，可采用機械進行施工，安全且簡單。


圖1為本發(fā)明外等腰梯形橫截面抗滑樁結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明抗滑樁橫截面上的應(yīng)力分布示意圖。圖3為本發(fā)明抗滑樁橫截面上的鋼筋布設(shè)示意圖。圖4為本發(fā)明抗滑樁設(shè)置在滑坡上的位置示意圖。圖5為本發(fā)明采用不等間距布設(shè)抗滑樁的平面布置俯視示意圖。上述圖中1-外等腰梯形橫截面、2-中間部分、3-樁前端、4-樁后端、5-受拉區(qū)、6-受壓區(qū)、7-鋼筋、8-鋼筋籠、9-外等腰梯形橫截面抗滑樁、10-坡體推力、11-滑動面、12-滑坡體、13-滑坡主滑剖面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
實施例1 :本發(fā)明提供的一種外等腰梯形橫截面抗滑樁9，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由鋼筋混凝土灌注而成，所述灌注的鋼筋混凝土抗滑樁具有外等腰梯形橫截面I。本發(fā)明抗滑樁橫截面上的應(yīng)力分布見圖2。以外等腰梯形的長底邊的縱截面一側(cè)作為粧后端4承接滑坡推力10,粧后端部分受:力為拉應(yīng)力，屬于受:拉區(qū)5?；捄蠖?作為粧后土拱的拱腳，兩端處受到的坡體推力10較大且復(fù)雜。外等腰梯形短底邊的縱截面一側(cè)作為樁前端3，樁前端3及中間部分2的前部受力多為壓應(yīng)力，屬于受壓區(qū)6，故在抗滑樁內(nèi)安裝鋼筋籠8時，樁后端4 一側(cè)作為強化結(jié)構(gòu)強度的重點，鋼筋籠內(nèi)就需要綁扎相對密集的鋼筋7，而樁前端3 —側(cè)及中間部分2的結(jié)構(gòu)強度可相應(yīng)弱化，鋼筋籠8內(nèi)綁扎的鋼筋7就少。本發(fā)明的抗滑樁內(nèi)部鋼筋布置結(jié)構(gòu)如圖3所示，當(dāng)然鋼筋的布置包括選擇的鋼筋型號和使用的數(shù)量，最終都要根據(jù)滑坡的實際狀況，通過計算達到科學(xué)合理的配置。本發(fā)明的外等腰梯形橫截面抗滑樁9設(shè)樁的位置較靈活，一般集中布置在滑坡體12的前緣附近。如圖4所示，抗滑樁后部受力為拉應(yīng)力，前部受力多為壓應(yīng)力，外等腰梯形橫截面抗滑樁9應(yīng)深入到滑動面11下面，坡體推力10作用于外等腰梯形橫截面抗滑樁9的粧后端4。圖5為外等腰梯形橫截面抗滑樁9的平面布置圖，采用不等間距布設(shè)法，即在滑坡推力大的滑坡主滑剖面13附近布設(shè)的抗滑樁樁間距小，滑坡兩側(cè)滑坡推力比較小的地段根據(jù)滑坡推力的遞減程度逐漸加大樁間距，形成中間密，兩側(cè)疏的樁間距布設(shè)格局。這樣在平面布置時，所需抗滑樁的數(shù)量會相應(yīng)減少，能夠降低成本。本發(fā)明的外等腰梯形橫截面抗滑樁是灌注樁，在施工前應(yīng)進行試成孔施工，成孔的數(shù)量不少于兩個，以便核對地質(zhì)資料，檢驗所選的設(shè)備、施工工藝以及技術(shù)要求是否適宜，同時檢驗并修正施工技術(shù)參數(shù)。當(dāng)出現(xiàn)不能滿足設(shè)計要求，或增加了施工難度、達不到工期要求時，應(yīng)重新制定施工方案，考慮新的施工工藝。實施例2 :應(yīng)用本發(fā)明實施例1提供的一種外等腰梯形橫截面抗滑樁進行不等間距布設(shè)的施工。本發(fā)明的外等腰梯形橫截面抗滑樁9，每根樁的施工工程量不大，施工中對滑坡體12的穩(wěn)定性影響小，同時本抗滑樁的施工斷面較小，可采用機械施工的方式進行施工。具體施工步驟如下⑴、平整場地，根據(jù)設(shè)計圖紙對抗滑樁所在中心點位進行測量定位，尤其注意抗滑樁之間并非等距，在平面的布設(shè)上，呈“中間密，兩側(cè)疏”的特點。⑵、機具就位，包括挖掘機、推土機、鑿巖機等挖掘設(shè)備，安全帽、安全帶、軟體等安全設(shè)備，模板、支撐架等護壁設(shè)備，電焊機、吊車等，鋼筋加工、安裝設(shè)備等準(zhǔn)備就緒。⑶、挖孔，利用挖掘機，鑿巖機挖掘樁基周圍巖土體，挖孔形狀為外等腰梯形，在挖孔過程中應(yīng)利用抽水泵不斷將由上層滯水和地下水所產(chǎn)生的積水排出，以免影響施工進程。⑷、清孔，混凝土灌注前應(yīng)先對樁孔進行清理，抽干積水，下井清理沉渣，保證清底干凈。(5)、制作如圖3所示的鋼筋籠8，綁扎鋼筋7，下放鋼筋籠時要對準(zhǔn)孔位，緩慢下放，避免碰撞孔壁，產(chǎn)生坍塌。(6)、進行混凝土澆筑成樁，混凝土澆筑應(yīng)高于設(shè)計樁頂高程50cm待混凝土凝固后，鑿去樁頂浮漿至設(shè)計高程。
(7)、樁基檢測，利用靜載試驗、聲波透射法等方法檢測樁基的工程質(zhì)量。本發(fā)明的不等間距布設(shè)的外等腰梯形橫截面抗滑樁具有結(jié)構(gòu)簡單，施工工藝可操作性強，施工安全且簡單等優(yōu)點，用于滑坡治理可降低成本，經(jīng)濟效益顯著。本發(fā)明的抗滑樁推廣應(yīng)用前景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種外等腰梯形橫截面抗滑樁，由鋼筋混凝土灌注而成，其特征在于所述灌注的鋼筋混凝土抗滑樁的橫截面為外等腰梯形，以外等腰梯形的長底邊的縱截面一側(cè)作為樁后端承接滑坡推力，外等腰梯形的短底邊的縱截面作為樁前端，抗滑樁內(nèi)安裝有鋼筋籠，在樁后端一側(cè)的鋼筋籠內(nèi)布置有相對密集的鋼筋，樁前端一側(cè)布置的鋼筋少。
2.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的外等腰梯形橫截面抗滑樁的布設(shè)方法，其特征在于所述的外等腰梯形橫截面抗滑樁采用不等間距布設(shè)法，即在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布設(shè)的抗滑樁樁間距小，滑坡兩側(cè)推力比較小的地段根據(jù)滑坡推力的遞減程度逐漸加大樁間距，形成中間密，兩側(cè)疏的樁間距布設(shè)格局。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種不等間距布設(shè)的外等腰梯形橫截面抗滑樁，由鋼筋混凝土灌注而成，抗滑樁的橫截面為外等腰梯形，抗滑樁內(nèi)安裝有鋼筋籠，在樁后端一側(cè)的鋼筋籠內(nèi)布置有密集的鋼筋，樁前端一側(cè)布置的鋼筋少。本發(fā)明的抗滑采用不等間距布設(shè)法，呈中間密，兩側(cè)疏的樁間距布設(shè)格局，即在滑坡推力大的主滑剖面附近布設(shè)的抗滑樁樁間距小，滑坡兩側(cè)的地段根據(jù)滑坡推力的遞減逐漸加大樁間距。本抗滑樁能夠承受較大的坡體推力以及具有良好的抗彎性能，但橫截面面積明顯小于矩形橫截面的抗滑樁，可極大地減少灌注的混凝土方量和鋼筋用量，降低成本。本抗滑樁的施工斷面小，便于機械施工，施工安全且簡單，推廣應(yīng)用前景廣闊。
文檔編號E02D17/20GK103046539SQ20131000696
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者代先堯, 李長冬, 廖偉, 雍睿, 梁德明, 王姣, 劉慶濤 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)