一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构及其施工方法。抗滑桩包括下部桩底结构、上部桩身结构和钢筋笼整体；采用浇筑法通过钢筋笼整体将下部桩底结构和上部桩身结构连接为整体；所述钢筋笼整体通过连接钢筋将半圆形钢筋笼与外部方形钢筋笼以及半圆形钢筋笼与内部方形钢筋笼连接形成钢筋笼整体；所述上部桩身结构包括上部方形桩壁、上部方形桩芯、上部半圆形桩环、倾斜集水孔和上部桩身储水空间；所述下部桩底结构包括下部方形桩底和排水孔。本抗滑桩结构简单，可以预制也可以现场浇筑，对有效提高斜边坡的抗弯抗剪和排水性能、增强边坡的安全稳定性具有非常明显的效果。

A square drainage anti slide pile structure with semicircle pile ring and its construction method

The invention discloses a square drainage anti slide pile structure with a semicircle pile ring and a construction method thereof. The anti slide pile includes the lower pile bottom structure, the upper pile body structure and the reinforcement cage as a whole; the lower pile bottom structure and the upper pile body structure are connected as a whole through the reinforcement cage as a whole by the pouring method; the reinforcement cage as a whole connects the semicircle reinforcement cage with the external square reinforcement cage and the semicircle reinforcement cage with the internal square reinforcement cage to form the reinforcement cage as a whole; the upper pile The body structure includes the upper square pile wall, the upper square pile core, the upper semicircle pile ring, the inclined water collection hole and the upper pile body water storage space; the lower pile bottom structure includes the lower square pile bottom and the drainage hole. The anti slide pile has simple structure, can be prefabricated or cast in situ, which has a very obvious effect on effectively improving the bending and shearing resistance and drainage performance of the slope, and enhancing the safety and stability of the slope.

【技术实现步骤摘要】
一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构及其施工方法
本专利技术属于坡体支挡结构领域，具体是一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构及其施工方法，适用于边坡工程和滑坡治理工程。
技术介绍
滑坡是一种全球范围内危害严重的地质灾害，随着人类工程活动的日趋频繁，滑坡地质灾害也变得越来越频发，造成的损失也越来越大。在防治滑坡工程中，抗滑桩是滑坡治理最常见的工程措施之一。抗滑桩的主要作用就是将抗滑桩打入到滑坡中，借此在滑坡体的里层对其进行稳定。抗滑桩进入滑坡体的稳定层之中，能够有效阻碍滑坡体的流动力，大大提升滑坡体的稳定性。当遭遇山体滑坡的时候，滑体会向下滑动，这时如果其内部拥有抗滑桩，就能够有效防止滑坡的出现，由此可见抗滑桩的重要性。事实上针对由于水库波动或者降雨引起的滑坡事故，采用一般的抗滑桩(即不排水抗滑桩)进行滑坡防治，其效果往往不好，主要原因是抗滑桩对滑体渗流具有阻渗作用，抬高了滑体水位，增加了滑体自重，并使得滑体、滑床粘聚力和内摩擦角下降，滑坡稳定性下降，下滑力增加。因此，需要研究一种具有排水功能的抗滑桩。申请号201820859645.4的文献公开了一种适用于渣土松散结构斜坡的深部排水抗滑桩，其在实施深部排水过程中，一直需要外在的动力设备长期排水，而对于野外作业，电力条件难以提供，而且需要经常性的维护与检修，无法保证其排水功能的实现；并且采用传统的虹吸排水技术，仅实现了边坡排水，作用相对单一。申请号201821482870.7的文献公开了一种空心抗滑桩自动降水装置，其排水抗滑桩的桩身断面为圆形(也就是管桩)，管桩的外表面光滑呈圆形，特别是在作为摩擦桩使用时，与土的摩擦力小，许多工程上不得不使用大外径的管桩加大了工程造价，并且管桩的施工破损率较高，抗冲击能力也不强。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构及其施工方法。本专利技术解决所述抗滑桩技术问题的技术方案是，提供一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，该抗滑桩包括下部桩底结构、上部桩身结构和钢筋笼整体；其特征在于采用浇筑法通过钢筋笼整体将下部桩底结构和上部桩身结构连接为整体；所述钢筋笼整体包括由内至外的内部方形钢筋笼、半圆形钢筋笼和外部方形钢筋笼；通过连接钢筋将半圆形钢筋笼与外部方形钢筋笼以及半圆形钢筋笼与内部方形钢筋笼连接为钢筋笼整体；所述上部桩身结构包括上部方形桩壁、上部方形桩芯、上部半圆形桩环、倾斜集水孔和上部桩身储水空间；所述下部桩底结构包括下部方形桩底和排水孔；所述上部方形桩芯、上部半圆形桩环和上部方形桩壁通过浇筑形成整体；上部方形桩芯内部具有内部方形钢筋笼的上部；上部半圆形桩环内部具有半圆形钢筋笼的上部；上部方形桩壁内部具有外部方形钢筋笼的上部；上部方形桩壁和上部半圆形桩环之间形成上部桩身储水空间；所述上部桩身储水空间中充填有碎石；上部方形桩壁内开设有若干贯通的倾斜集水孔；倾斜集水孔的一端与上部桩身储水空间连通；倾斜集水孔中充填有砾石；所述下部方形桩底内部具有钢筋笼整体的下部；下部方形桩底内开设有若干贯通的排水孔；排水孔的一端顶部铺设有透水垫层，且与上部桩身储水空间连通。本专利技术解决所述施工方法技术问题的技术方案是，提供一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构的施工方法，其特征在于该施工方法包括以下步骤：1)分析确定抗滑桩的数量、尺寸和安装位置以及桩孔的深度；2)制作半圆形钢筋笼、外部方形钢筋笼和内部方形钢筋笼；采用连接钢筋将半圆形钢筋笼与外部方形钢筋笼以及半圆形钢筋笼与内部方形钢筋笼连接至下部方形桩底的高度h，形成半钢筋笼整体；3)根据桩身断面尺寸预制方形桩身外模板；根据上部桩身储水空间的形状和尺寸制作储水空间模板；根据上部半圆形桩环的内环半径rin制作半圆形桩环模板；根据上部方形桩芯的尺寸预制桩芯模板；4)开挖桩孔至基岩内部，并保证桩孔断面尺寸大于抗滑桩断面尺寸；5)将步骤2)得到的半钢筋笼整体放入开挖好的桩孔中，随后将方形桩身外模板套在半钢筋笼整体的外侧，将混凝土倒入方形桩身外模板中直至下部方形桩底的高度h并预留排水孔；混凝土凝固后得到下部桩底结构；6)将桩芯模板套在剩余高度的半钢筋笼整体的内部方形钢筋笼外侧并且内部方形钢筋笼预留有一定的钢筋长度，浇筑混凝土；混凝土凝固后拆除桩芯模板，形成预留有一定的钢筋长度的上部方形桩芯；7)采用连接钢筋将剩余高度的半钢筋笼整体的半圆形钢筋笼与外部方形钢筋笼以及半圆形钢筋笼与内部方形钢筋笼连接形成钢筋笼整体；然后安装储水空间模板和半圆形桩环模板，再倒入混凝土；混凝土凝固后拆除储水空间模板、半圆形桩环模板和方形桩身外模板，形成上部方形桩壁和上部半圆形桩环，并预留倾斜集水孔；8)在排水孔的顶部铺设透水垫层，随后将细砂、中粗砂和砾石由下至上依次充填至上部桩身储水空间中，并将砾石充填至倾斜集水孔中；9)回填抗滑桩桩身与桩孔之间的空间，夯实后在抗滑桩桩顶铺设黏土。一种内接半圆形桩环的方形排水预制抗滑桩结构的施工方法，其特征在于该施工方法包括以下步骤：1)分析确定抗滑桩的数量、尺寸和安装位置以及桩孔的深度；2)开挖桩孔至基岩内部，并保证桩孔断面尺寸大于抗滑桩断面尺寸；3)预制抗滑桩：按照设计要求预制抗滑桩；4)预制抗滑桩施工：起吊预制抗滑桩，对准桩孔，调整预制抗滑桩的垂直度，然后将预制抗滑桩放入桩孔内至设计标高；5)在排水孔的顶部铺设透水垫层，随后将细砂、中粗砂和砾石由下至上依次充填至上部桩身储水空间中，并将砾石充填至倾斜集水孔中；6)回填抗滑桩桩身与桩孔之间的空间，夯实后在抗滑桩桩顶铺设黏土。与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：1)本抗滑桩具有较高的抗弯和抗剪性能：传统钢筋混凝土管桩抗弯刚度低，容易开裂，难以适用于大型水动力型边坡的支挡。而本抗滑桩采用整体浇筑法通过钢筋笼整体将桩身各个部分连接形成整体，提高了抗滑桩的整体性，保证了桩体具有较高的抗弯和抗剪性能。2)本抗滑桩具备优良的排水功能：摒弃传统的虹吸排水技术而产生的作用相对单一的劣势。本抗滑桩所设计的倾斜集水孔道能够让坡体中的水更加轻易的流入桩内，所设置的上部桩身储水空间具有集水能力强的特点，且所设置的排水孔道伸入到基岩当中能实时将水排出。通过倾斜集水孔流入上部桩身储水空间的水经过排水孔排出，倾斜集水孔、上部桩身储水空间和排水孔构成完整的排水体系，提高了抗滑桩的排水效率。3)采用桩身断面形状为方形的桩结构(即方桩)，其理论计算抗剪力是同等管桩的2～3倍，极大提高了抗滑桩的抗剪能力，同时方桩的桩身承载力相当于500外径的厚壁管桩，提高了抗滑桩的承载力；此外还具有施工破损率低，抗冲击性能强，容易开发出非焊接的快速连接头，能真正做到全天候施工，快捷施工。4)本抗滑桩结构简单，可以现场浇筑也可以预制(预制指提前将钢筋笼放入抗滑桩模具中，浇筑形成本抗滑桩结构，直接用于施工)。施工方法成熟，工序简单，施工质量易控制。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，该抗滑桩包括下部桩底结构、上部桩身结构和钢筋笼整体；其特征在于采用浇筑法通过钢筋笼整体将下部桩底结构和上部桩身结构连接为整体；/n所述钢筋笼整体包括由内至外的内部方形钢筋笼、半圆形钢筋笼和外部方形钢筋笼；通过连接钢筋将半圆形钢筋笼与外部方形钢筋笼以及半圆形钢筋笼与内部方形钢筋笼连接为钢筋笼整体；/n所述上部桩身结构包括上部方形桩壁、上部方形桩芯、上部半圆形桩环、倾斜集水孔和上部桩身储水空间；所述下部桩底结构包括下部方形桩底和排水孔；/n所述上部方形桩芯、上部半圆形桩环和上部方形桩壁通过浇筑形成整体；上部方形桩芯内部具有内部方形钢筋笼的上部；上部半圆形桩环内部具有半圆形钢筋笼的上部；上部方形桩壁内部具有外部方形钢筋笼的上部；上部方形桩壁和上部半圆形桩环之间形成上部桩身储水空间；所述上部桩身储水空间中充填有碎石；上部方形桩壁内开设有若干贯通的倾斜集水孔；倾斜集水孔的一端与上部桩身储水空间连通；倾斜集水孔中充填有砾石；/n所述下部方形桩底内部具有钢筋笼整体的下部；下部方形桩底内开设有若干贯通的排水孔；排水孔的一端顶部铺设有透水垫层，且与上部桩身储水空间连通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，该抗滑桩包括下部桩底结构、上部桩身结构和钢筋笼整体；其特征在于采用浇筑法通过钢筋笼整体将下部桩底结构和上部桩身结构连接为整体；
所述钢筋笼整体包括由内至外的内部方形钢筋笼、半圆形钢筋笼和外部方形钢筋笼；通过连接钢筋将半圆形钢筋笼与外部方形钢筋笼以及半圆形钢筋笼与内部方形钢筋笼连接为钢筋笼整体；
所述上部桩身结构包括上部方形桩壁、上部方形桩芯、上部半圆形桩环、倾斜集水孔和上部桩身储水空间；所述下部桩底结构包括下部方形桩底和排水孔；
所述上部方形桩芯、上部半圆形桩环和上部方形桩壁通过浇筑形成整体；上部方形桩芯内部具有内部方形钢筋笼的上部；上部半圆形桩环内部具有半圆形钢筋笼的上部；上部方形桩壁内部具有外部方形钢筋笼的上部；上部方形桩壁和上部半圆形桩环之间形成上部桩身储水空间；所述上部桩身储水空间中充填有碎石；上部方形桩壁内开设有若干贯通的倾斜集水孔；倾斜集水孔的一端与上部桩身储水空间连通；倾斜集水孔中充填有砾石；
所述下部方形桩底内部具有钢筋笼整体的下部；下部方形桩底内开设有若干贯通的排水孔；排水孔的一端顶部铺设有透水垫层，且与上部桩身储水空间连通。


2.根据权利要求1所述的内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，其特征在于排水孔竖直布置于下部方形桩底中，且贯穿下部方形桩底；排水孔中充填有砾石。


3.根据权利要求1或2所述的内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，其特征在于倾斜集水孔和排水孔中充满砾石。


4.根据权利要求1所述的内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，其特征在于上部桩身储水空间中充满碎石；所述碎石由细砂、中粗砂和砾石构成；上部桩身储水空间中由下至上依次充填有细砂、中粗砂和砾石且充满。


5.根据权利要求1所述的内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，其特征在于所述下部方形桩底的高度h为50～80cm。


6.根据权利要求1所述的内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，其特征在于所述上部方形桩壁的厚度d与桩身的断面长度L之间的关系为


7.根据权利要求1所述的内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构，其特征在于所述上部方形桩芯的断面长度l与桩身的断面长度L之间的关系为所述上部半圆形桩环的内环半径rin和外环半径rout与上部方形桩芯的断面长度l的关系分别为和


8.一种内接半圆形桩环的方形排水抗滑桩结构的施工方法，其特征在于该施工方法包括以下步骤：
1)分析确定抗滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄达，罗世林，吴礼舟，裴向军，王俊杰，肖衡林，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12