一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，由多個鋼筋混凝土單體樁和拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合而成，所述單體樁的橫截面均呈等腰梯形，且樁兩側(cè)面均設(shè)有阻滑齒形成摩阻段；單體樁以等腰梯形短底邊的縱截面一側(cè)作為樁后端承接滑坡推力，樁后端一側(cè)為受壓區(qū)，等腰梯形長底邊的縱截面作為樁前端，樁前端一側(cè)為受拉區(qū)；所述拱結(jié)構(gòu)也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)連接在兩單體樁之間，拱結(jié)構(gòu)把單體樁間的滑坡推力均勻地傳遞到等腰梯形兩側(cè)。本發(fā)明抗滑樁的摩阻段增強了樁側(cè)的阻滑效果，提高了抗滑樁的抗滑能力。本發(fā)明使用時采用不等間距布設(shè)法，形成中間密兩側(cè)疏的聯(lián)拱樁間距布設(shè)格局。本抗滑樁整體剛度大、樁頂位移小，使用時可適當加大樁間距，減少抗滑樁數(shù)量，降低工程造價。
【專利說明】一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑粧
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于滑坡治理工程的鋼筋混凝土抗滑樁，具體地說是一種將多個鋼筋混凝土單體樁和拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合而成的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁。本發(fā)明利用拱結(jié)構(gòu)來代替樁間的“土拱效應(yīng)”，提高了抗滑樁結(jié)構(gòu)的整體剛度，減小了樁頂位移，調(diào)節(jié)樁身的最大彎矩，改善樁身的受力狀態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國城市、道路建設(shè)及礦產(chǎn)資源的開發(fā)，高邊坡及滑坡的治理成為這些工程推進過程中面臨的一個難題。特別在山區(qū)，由于地質(zhì)條件復(fù)雜，形成大量的高切坡，對工程的安全性及經(jīng)濟效益產(chǎn)生直接影響。鑒于抗滑樁對邊坡的穩(wěn)定性及地質(zhì)條件干擾小、抗滑能力強、施工方便等突出優(yōu)點，使其成為邊坡治理中經(jīng)常采用的一種方法。抗滑樁是借助樁與周圍巖、土的共同作用，把滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層，利用穩(wěn)定地層的錨固作用和被動抗力來平衡滑坡推力，促進滑坡向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。
[0003]目前對于一般的邊坡工程多采用單體抗滑樁進行加固，為了保證工程的安全性，設(shè)計都比較保守，樁間距較小、布置較密集。對于大型的高切坡及滑坡治理，多采用多排抗滑樁、抗滑樁+錨、抗滑樁+撐等措施。而上述措施在實際工程中都存在一定的缺點，例如造價高、受力不明確、施工難度大、不易成孔等。另外，抗滑樁設(shè)計時樁側(cè)面光滑，忽略了樁側(cè)阻力對抗滑效果的影響。因而必須設(shè)計一種新型結(jié)構(gòu)的抗滑樁，在滿足抗滑要求的基礎(chǔ)上，進而減少抗滑樁的數(shù)量。在保證安全使用的基礎(chǔ)上提高工程的綜合效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，而提供一種能夠充分考慮樁側(cè)阻力的，整體剛度大、樁頂位移小，并能抵抗較大的滑坡推力，且使用安全，綜合效益高的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)措施是:提供一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，由多個鋼筋混凝土單體樁和拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合而成，所述的多個鋼筋混凝土單體樁的橫截面均呈等腰梯形，每個單體樁樁兩側(cè)面均設(shè)有阻滑齒形成的摩阻段；所述的多個鋼筋混凝土單體樁均以等腰梯形的短底邊的縱截面一側(cè)作為樁后端承接滑坡推力，樁后端一側(cè)為受壓區(qū)，等腰梯形的長底邊的縱截面作為樁前端，樁前端一側(cè)為受拉區(qū)；所述的拱結(jié)構(gòu)也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，連接在兩個單體樁之間，拱結(jié)構(gòu)與等腰梯形的單體樁的受拉區(qū)相連，通過拱結(jié)構(gòu)把單體樁間的滑坡推力均勻地傳遞到單體樁的等腰梯形兩側(cè)；所述的單體樁和拱結(jié)構(gòu)內(nèi)均安裝有鋼筋籠，拱結(jié)構(gòu)內(nèi)的加強鋼筋有一段伸入到單體樁樁頂內(nèi)，用于加強拱結(jié)構(gòu)與單體樁的連接，澆筑后提高整體結(jié)構(gòu)的整體性，和避免拱與樁的連接處應(yīng)力較集中造成局部破壞；所述加強鋼筋與鋼筋籠的鋼筋采用焊接或綁扎連接；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。
[0006]本發(fā)明所述的多個鋼筋混凝土單體樁為2?6個，通過拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合成聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，拱結(jié)構(gòu)的拱突出方向朝向滑坡面。
[0007]本發(fā)明所述的阻滑齒在實際施工中可制成的長方體、三角錐型、半圓形，圓錐形，或其他無規(guī)則形狀。
[0008]本發(fā)明所述的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁使用時采用不等間距布設(shè)法，即在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布設(shè)的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)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聯(lián)拱樁間距，形成中間密，兩側(cè)疏的聯(lián)拱樁間距布設(shè)格局。
[0009]通過國內(nèi)外多年來對抗滑樁的研究發(fā)現(xiàn)，“土拱效應(yīng)”在抗滑樁結(jié)構(gòu)抵抗滑坡推力的過程中發(fā)揮著重要作用。因此合理的抗滑樁布置能使樁間產(chǎn)生明顯的“土拱效應(yīng)”，可大大提高抗滑樁的抗滑能力。本發(fā)明利用拱結(jié)構(gòu)來代替樁間的“土拱效應(yīng)”，將鋼筋混凝土樁與拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合起來形成一種復(fù)合結(jié)構(gòu)抗滑樁，并在單體樁兩側(cè)面增設(shè)阻滑齒形成摩阻段，不但提高了抗滑樁結(jié)構(gòu)的整體性，而且增強了樁側(cè)的阻滑效果，進而大大提升了抗滑樁結(jié)構(gòu)的抗滑能力。根據(jù)抗滑樁的受力特點，將鋼筋混凝土拱結(jié)構(gòu)與樁相連，使滑坡推力均勻地傳遞到樁的等腰梯形兩側(cè)，更有利于調(diào)節(jié)樁內(nèi)力的分布。另外，由于本發(fā)明所述的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁底部嵌固在巖體中，頂部自由，是一種懸臂樁，樁頂位移較大，采用樁與鋼筋混凝土拱聯(lián)合結(jié)構(gòu)并在樁頂采用加強鋼筋將樁與拱聯(lián)接，不僅提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度，而且可以減小樁頂位移，調(diào)節(jié)樁身的最大彎矩，改善樁身的受力狀態(tài)。
[0010]本發(fā)明將鋼筋混凝土單體樁與拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合起來的復(fù)合聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁與其他類型的抗滑樁相比具有如下的優(yōu)點:
[0011]1.本發(fā)明將鋼筋混凝土拱結(jié)構(gòu)與2?6個單體抗滑樁聯(lián)合形成聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，有利于增強整排抗滑樁的剛度，從而提高抗滑效果。
[0012]2.根據(jù)懸臂樁樁身的受力特征，抗滑樁橫截面采用前寬后窄的等腰梯形，鋼筋混凝土拱結(jié)構(gòu)的拱突出方向朝向滑坡內(nèi)側(cè)，這種組合結(jié)構(gòu)設(shè)計可更均勻地將滑坡推力荷載傳遞到抗滑樁上。
[0013]3.本發(fā)明的樁和拱結(jié)構(gòu)均由鋼筋混凝土灌注而成，在施工時樁頂部和拱結(jié)構(gòu)通過加強鋼筋連接增強樁和拱結(jié)構(gòu)的整體性，便于工程施工和后期維護。
[0014]4.由于本發(fā)明的樁屬于懸臂樁，樁頂位移較大，采用樁與鋼筋混凝土拱聯(lián)合結(jié)構(gòu)，不但可以減小樁頂位移，而且可以調(diào)節(jié)樁身的最大彎矩，改善樁身的受力狀態(tài)。
[0015]5.本發(fā)明在抗滑樁樁身側(cè)面增設(shè)阻滑齒形成摩阻段，除頂部鋼筋混凝土拱結(jié)構(gòu)夕卜，摩阻段可以通過增強樁間土拱效應(yīng)增強抗滑效果。由于抗滑樁和拱結(jié)構(gòu)能極大地發(fā)揮整體剛度高的優(yōu)勢，因此本聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁使用時可適當加大抗滑樁的間距，減少抗滑樁的數(shù)量，從而可以降低鋼筋和混凝土用量，降低工程投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
[0017]圖2為圖1俯視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為四個鋼筋混凝土單體樁與拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合構(gòu)成的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]上述圖中:1_單體樁，2-加強鋼筋，3-鋼筋，4-拱結(jié)構(gòu)，5-阻滑齒，6-鋼筋籠，7-摩阻段。【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0022]實施例1:本發(fā)明提供一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，其結(jié)構(gòu)如圖1、2、3所示，由多個鋼筋混凝土單體樁I和拱結(jié)構(gòu)4聯(lián)合而成，所述的多個鋼筋混凝土單體樁I的橫截面均呈等腰梯形，每個單體樁樁兩側(cè)面均設(shè)有阻滑齒5形成的摩阻段7 ;所述的多個鋼筋混凝土單體樁均以等腰梯形的短底邊的縱截面一側(cè)作為樁后端承接滑坡推力，樁后端一側(cè)為受壓區(qū)，等腰梯形的長底邊的縱截面作為樁前端，樁前端一側(cè)為受拉區(qū)，所述的拱結(jié)構(gòu)4也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，連接在兩個單體樁之間，拱結(jié)構(gòu)4與等腰梯形的單體樁I的受拉區(qū)相連，通過拱結(jié)構(gòu)4把單體樁I間的滑坡推力均勻地傳遞到單體樁的等腰梯形兩側(cè)；所述的單體樁I和拱結(jié)構(gòu)4內(nèi)均安裝有鋼筋籠6，單體樁樁頂安裝有加強鋼筋2，加強鋼筋2與鋼筋籠6的鋼筋3采用焊接或綁扎連接；在樁后端一側(cè)的鋼筋籠6內(nèi)布置有相對密集的鋼筋3，樁前端一側(cè)布置的鋼筋3少。
[0023]根據(jù)單體樁的受力特點，短邊為受壓區(qū)，長邊為受拉區(qū)。將拱結(jié)構(gòu)4與單體樁I的受拉區(qū)相連，通過拱結(jié)構(gòu)4把單體樁間滑坡推力均勻地傳遞到樁的兩側(cè)，能更好地調(diào)節(jié)樁的內(nèi)力，更有利于整體抗滑樁發(fā)揮其抗滑作用。
[0024]從剖面圖2、3可以看出，這種聯(lián)合結(jié)構(gòu)是一種排架結(jié)構(gòu)，可以大大提高結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，并能減小樁頂位移。另外，鋼筋混凝土拱結(jié)構(gòu)中的鋼筋伸入單體樁內(nèi)一段作為加強鋼筋強化綁扎段，澆筑后可提高連接處的整體性，避免在連接處發(fā)生局部破壞。為了提高樁側(cè)的阻滑效果，在樁側(cè)增設(shè)阻滑齒5形成摩阻段7，該摩阻段7可在成孔的過程中實現(xiàn)，鑿孔時盡量使樁側(cè)部分凸凹不平，如圖中鑿矩形孔，澆筑混凝土后即可達到增強摩阻的效果。
[0025]本發(fā)明聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁的施工中對滑坡體的擾動小，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:
[0026]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，需要注意的是在抗滑樁的平面布設(shè)上，要求中間密，兩邊疏。
[0027]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)備等準備。
[0028]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，鑿巖的過程中盡量保證樁側(cè)面凸凹不平，以利于在樁側(cè)形成摩阻段7，樁成孔后確定拱結(jié)構(gòu)4的位置并將其施工槽成形。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。
[0029]⑷、清孔，混凝土灌注前應(yīng)先對樁孔及拱槽進行清理，抽干積水，下井清理沉渣，保證清底干凈。
[0030](5)、綁扎鋼筋，制作樁與鋼筋混凝土拱的鋼筋籠6，下放樁的鋼筋籠6時要對準孔位，緩慢下放，避免碰撞孔壁，產(chǎn)生坍塌。
[0031 ] (6)、進行混凝土燒筑,抗滑樁與拱結(jié)構(gòu)的混凝土同時燒筑,樁的混凝土燒筑應(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。
[0032](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。[0033]實施例2:本發(fā)明提供一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，由4個鋼筋混凝土單體樁I和拱結(jié)構(gòu)4聯(lián)合而成，4個單體樁I樁側(cè)兩面設(shè)有半圓形阻滑齒5形成的摩阻段7 ;其他的結(jié)構(gòu)和施工使用方法同實施例1。
[0034]實施例3:本發(fā)明提供一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，由6個鋼筋混凝土單體樁I和拱結(jié)構(gòu)4聯(lián)合而成，6個單體樁樁側(cè)兩面設(shè)有三角錐形的阻滑齒5形成的摩阻段7 ;其他均同實施例I。
[0035]本發(fā)明帶有樁側(cè)摩阻段的鋼筋混凝土聯(lián)拱結(jié)構(gòu)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)明的聯(lián)拱抗滑樁具有廣闊的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，由多個鋼筋混凝土單體樁和拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合而成，其特征在于:所述的多個鋼筋混凝土單體樁的橫截面均呈等腰梯形，每個單體樁樁兩側(cè)面均設(shè)有阻滑齒形成的摩阻段；所述的多個鋼筋混凝土單體樁均以等腰梯形的短底邊的縱截面一側(cè)作為樁后端承接滑坡推力，樁后端一側(cè)為受壓區(qū)，等腰梯形的長底邊的縱截面作為樁前端，樁前端一側(cè)為受拉區(qū)；所述的拱結(jié)構(gòu)也為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，連接在兩個單體樁之間，拱結(jié)構(gòu)與等腰梯形的單體樁的受拉區(qū)相連，通過拱結(jié)構(gòu)把單體樁間的滑坡推力均勻地傳遞到單體樁的等腰梯形兩側(cè)；所述的單體樁和拱結(jié)構(gòu)內(nèi)均安裝有鋼筋籠，拱結(jié)構(gòu)內(nèi)的加強鋼筋有一段伸入到單體樁樁頂內(nèi)，用于加強拱結(jié)構(gòu)與單體樁的連接，澆筑后提高整體結(jié)構(gòu)的整體性，和避免拱與樁的連接處應(yīng)力較集中造成局部破壞；所述加強鋼筋與鋼筋籠的鋼筋采用焊接或綁扎連接；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.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，其特征在于:所述的多個鋼筋混凝土單體樁為2?6個，通過拱結(jié)構(gòu)聯(lián)合成聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，拱結(jié)構(gòu)的拱突出方向朝向滑坡面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，其特征在于:所述的阻滑齒在實際施工中可制成的長方體、三角錐型、圓錐形，或其他無規(guī)則形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁，其特征在于:所述的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)抗滑樁使用時采用不等間距布設(shè)法，即在滑坡推力大的主滑坡剖面附近布設(shè)的聯(lián)拱結(jié)構(gòu)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聯(lián)拱樁間距，形成中間密，兩側(cè)疏的聯(lián)拱樁間距布設(shè)格局。
【文檔編號】E02D17/20GK103711135SQ201410013186
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】李長冬, 梁德明, 王姣, 劉昕旺, 廖偉, 代先堯 申請人:中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）