一种基于等强度梁的抗滑桩及其施工方法技术

一种基于等强度梁的抗滑桩，包括埋设于滑体及基岩的桩身；桩身沿长度方向呈现变截面形态，且在穿过滑面的位置时桩截面最大，桩身从滑体部位进入岩土层，穿过滑面后嵌入基岩内，桩身的锚固深度L0深度≥总桩长L的1/3；桩身与滑体之间还填充有预变形填充层。本发明专利技术提供的一种基于等强度梁的抗滑桩及其施工方法，可以解决操作困难、造价高、阻滑效应不佳等问题，利用等强度梁的理论，能充分发挥桩后及桩前岩土体的自重压力、稳定地层的抗压能力和扩底截面桩的承重阻滑功能，有效改善桩身受力强度，提高抗滑桩的抗弯和抗剪能力，同时兼具阻滑键的作用。

Anti slide pile based on equal strength beam and construction method thereof

A kind of anti slide pile based on strength of beam, including buried pile landslide and bedrock; pile has variable cross-section shape along the length direction, and the position of the pile section through sliding surface, sliding body parts from the pile into the soil, through sliding surface is embedded in bedrock, the anchorage depth of L0 depth more than the total length of pile L pile 1/3 pile; and the sliding body between the filling layer is also filled with pre deformation. The invention provides a sliding pile and its construction method based on the shear strength of the beams, can solve the problem of difficult operation, high cost, poor effect of sliding resistance, using the theory of strength of beam, can give full play to the post and in front of the pile of rock and soil, gravity pressure formation and expanding bottom bearing compressive strength the sliding resistance of piles, the axial forces of pile strength improve, improve the anti slide pile bending and shear capacity, while both the role of antiskid key.

【技术实现步骤摘要】
一种基于等强度梁的抗滑桩及其施工方法
本专利技术涉及土木工程领域，尤其是一种基于等强度梁的抗滑桩及其施工方法。
技术介绍
目前治理滑坡、边坡的措施主要有排水、支挡、锚固、减重和反压等。其中抗滑桩支挡措施由于其自身具有刚度大、自稳性能较好、施工方便、加固效果明显等优点，在滑坡治理和边坡防护工程中得以广泛应用。抗滑桩工作原理主要是借助嵌固段岩土体的嵌制作用和被动抗力来平衡自由段岩土体的滑坡推力或边坡土压力，同时借助桩间岩土体与桩两侧的摩阻力形成土拱效应，阻止桩间岩土体从桩间挤出，使得滑坡或边坡保持平衡或稳定。现行抗滑桩单桩设计中，桩身通常都是直桩结构，未能充分考虑桩前后岩土体的综合利用及桩身弯矩和剪力的空间分布特征。当滑坡推力或边坡土压力较大时，往往采用增大配筋量或在桩身设置预应力锚索等措施，以提高抗滑桩自身的阻滑能力，达到平衡滑坡推力或边坡土压力的目的。增大配筋量等措施不仅工程量大、治理成本高，容易造成工程浪费，而且当受到用地红线或既有建构筑物空间约束时，现场施工难度较大，限制了传统抗滑桩的有效使用；桩身设置预应力锚索措施，由于锚索成本较高、施工工序繁琐，且锚索预应力随着时间的增加容易产生松弛损失，对于永久性的滑坡或边坡治理工程其可靠性明显不足。由此可见，如何充分考虑桩前后岩土体的综合利用及抗滑桩桩身的受力特征，合理设计抗滑桩的截面形式和体型，对经济有效的治理大型滑坡及高陡直立边坡是十分重要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于等强度梁的抗滑桩及其施工方法，可以解决操作困难、造价高、阻滑效应不佳等问题，利用等强度梁的理论，能充分发挥桩后及桩前岩土体的自重压力、稳定地层的抗压能力和扩底截面桩的承重阻滑功能，有效改善桩身受力强度，提高抗滑桩的抗弯和抗剪能力，同时兼具阻滑键的作用，通过截面优化有效节省工程投资。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于等强度梁的抗滑桩，包括埋设于滑体及基岩的桩身；桩身沿长度方向呈现变截面形态，且在穿过滑面的位置时桩截面最大，桩身从滑体部位进入岩土层，穿过滑面后嵌入基岩内，桩身的锚固深度L0深度≥总桩长L的1/3；桩身与滑体之间还填充有预变形填充层。桩身为由钢筋混凝土浇筑制成的桩体。桩身的横、纵截面形状均为矩形，桩身的桩顶及桩底截面宽度B1相同，桩身的侧面长度H1保持不变，穿过滑面的位置时桩截面的宽度B2为B1的1.5-2倍。预变形填充层优选为土层。一种上述基于等强度梁的抗滑桩的施工方法，该方法包括以下步骤：步骤1：桩身成孔：采用人工垂直开挖方式在滑体及基岩内成孔，成孔过程中每开挖一段浇筑一段钢筋混凝土护壁，循环施工至桩身底面设计标高；步骤2：桩身钢筋笼制作安装：桩身钢筋笼采用常规方式在桩孔外进行焊接，桩身箍筋在穿过滑面的接头上下2米范围进行加密，制作完成后采用吊车将桩身钢筋笼吊装至开挖的桩孔内固定；步骤3：桩身钢筋笼混凝土浇筑；步骤4：填充预变形填充层：待桩身浇筑完成且养护完成之后，对桩身前孔洞进行填土压实，形成预变形填充层，使桩身产生一定量的向滑坡上缘的变形，对滑体预加一个抗滑力，同时可以减小抗滑桩在后期受载作用下向滑坡下缘的变形量，即完成基于等强度梁的抗滑桩的施工。步骤1中，所述循环施工如下：每段垂直开挖深度控制在0.5~1米之间，护壁混凝土采用C25混凝土，厚度不小于20厘米，上一段护壁施工完成后方可进行下一段开挖。本专利技术提供的一种基于等强度梁的抗滑桩及其施工方法，有益效果如下：1、节省材料，最大限度的提高材料的利用率；提高结构的承载力，使结构更加安全；节省空间，降低自重，提高结构的适用性。2、结合抗滑桩受力模式及桩身弯矩和剪力的空间分布特征，利用等强度梁的理论充分发挥了桩后及桩前岩土体的自重压力、稳定地层的抗压能力和扩底桩身的承重阻滑功能，有效改善了桩身受力强度，提高了抗滑桩的抗弯和抗剪能力，同时兼具阻滑键的作用。3、抗滑桩结构形式简单、阻滑性能较强、易于施工，既适用于高陡边坡或基坑支护工程，也适用于大型滑坡治理工程。4、基本形式采用人工挖孔桩的施工方法，继承了它的优点，具有抗弯和抗剪能力较强、施工工艺简单、质量可靠性高、造价低等优点。5、可以解决操作困难、造价高、阻滑效应不佳等问题。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术抗滑桩的结构示意图；图2为本专利技术抗滑桩桩身的主视图；图3为本专利技术抗滑桩桩身的左视图；图4为本专利技术抗滑桩桩身的剪力分布示意图；图5为本专利技术抗滑桩桩身的弯矩分布示意图；图6为本专利技术抗滑桩施工步骤示意图。图中：1-桩身，2-桩底，3-桩顶，4-滑体，5-滑面，6-基岩，7-预变形填充层，8-桩孔，9-桩身钢筋笼。具体实施方式实施例一如图1-3所示，一种基于等强度梁的抗滑桩，包括埋设于滑体4及基岩6的桩身1；桩身1沿长度方向呈现变截面形态，且在穿过滑面5的位置时桩截面最大，桩身1从滑体4部位进入岩土层，穿过滑面5后嵌入基岩6内，桩身1的锚固深度L0深度≥总桩长L的1/3；桩身1与滑体4之间还填充有预变形填充层7。桩身1为由钢筋混凝土浇筑制成的桩体。桩身1的横、纵截面形状均为矩形，桩身1的桩顶3及桩底2截面宽度B1相同，桩身1的侧面长度H1保持不变，穿过滑面5的位置时桩截面的宽度B2为B1的1.5-2倍；B1的长度范围为2~3米，H1的长度范围为2~3米，B2的长度范围为3~4米。预变形填充层7优选为土层，或者碎石土。如图1-5所示，工作原理是：根据等强度梁的理论，即：为了使各个截面的弯曲应力相同，则应随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸，以保持相同强度的梁。由图5所示的抗滑桩桩身的弯矩图可见，抗滑桩在滑面处的弯矩最大，且形状呈现外凸型，因此本专利技术将滑面处的抗滑桩截面增大，以此来有效地抵抗滑坡推力的作用。同时，此专利兼具阻滑键的作用，即：用混凝土材料置换性状相对软弱的滑带土，提高滑面的抗剪强度，从而起到阻滑作用，保证滑坡沿地质滑带滑动的稳定安全性。而在抗滑桩桩身混凝土浇筑且养护完成之后，对桩前孔洞进行填土压实，使桩身产生一定量的向滑坡上缘的变形，对滑体预加一个抗滑力，同时可以减小抗滑桩在后期受载作用下向滑坡下缘的变形量。实施例二如图6所示，一种上述基于等强度梁的抗滑桩的施工方法，该方法包括以下步骤：步骤1：桩身1成孔：采用人工垂直开挖方式在滑体4及基岩6内成孔，成孔过程中每开挖一段浇筑一段钢筋混凝土护壁，循环施工至桩身底面设计标高；步骤2：桩身钢筋笼9制作安装：桩身钢筋笼9采用常规方式在桩孔8外进行焊接，桩身箍筋在穿过滑面的接头上下2米范围进行加密，制作完成后采用吊车将桩身钢筋笼9吊装至开挖的桩孔8内固定；步骤3：桩身钢筋笼9混凝土浇筑；采用泵送混凝土浇筑抗滑桩桩身1，浇筑过程中每连续灌注0.5～0.7米，采用插入式振动器振捣密实1次，插入式振动器串筒或导管下口与混凝土浇筑面的距离宜控制在1～3米之间步骤4：填充预变形填充层7：待桩身1浇筑完成且养护完成之后，对桩身1前孔洞进行填土压实，形成预变形填充层7，使桩身1产生一定量的向滑坡上缘的变形，对滑体4预加一个抗滑力，同时可以减小抗滑桩在后期受载作用下向滑坡下缘的变形量，即完成基于等强度梁的抗滑桩的施工。步骤1中，所述循环施工如下：每段垂直开挖深度控制在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于等强度梁的抗滑桩，其特征在于：包括埋设于滑体（4）及基岩（6）的桩身（1）；桩身（1）沿长度方向呈现变截面形态，且在穿过滑面（5）的位置时桩截面最大，桩身（1）从滑体（4）部位进入岩土层，穿过滑面（5）后嵌入基岩（6）内，桩身（1）的锚固深度L0深度≥总桩长L的1/3；桩身（1）与滑体（4）之间还填充有预变形填充层（7）。

【技术特征摘要】
1.一种基于等强度梁的抗滑桩，其特征在于：包括埋设于滑体（4）及基岩（6）的桩身（1）；桩身（1）沿长度方向呈现变截面形态，且在穿过滑面（5）的位置时桩截面最大，桩身（1）从滑体（4）部位进入岩土层，穿过滑面（5）后嵌入基岩（6）内，桩身（1）的锚固深度L0深度≥总桩长L的1/3；桩身（1）与滑体（4）之间还填充有预变形填充层（7）。2.根据权利要求1所述的一种基于等强度梁的抗滑桩，其特征在于：桩身（1）为由钢筋混凝土浇筑制成的桩体。3.根据权利要求1所述的一种基于等强度梁的抗滑桩，其特征在于：桩身（1）的横、纵截面形状均为矩形，桩身（1）的桩顶（3）及桩底（2）截面宽度B1相同，桩身（1）的侧面长度H1保持不变，穿过滑面（5）的位置时桩截面的宽度B2为B1的1.5-2倍。4.根据权利要求1所述的一种基于等强度梁的抗滑桩，其特征在于：预变形填充层（7）为土层，或者碎石土，分层夯实。5.一种上述权利要求1-4中任一项所述的基于等强度梁的抗滑桩的施工方法，其特征在于该方法包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓华锋，方景成，肖瑶，张吟钗，王伟，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42