本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，尤其是一種基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁及其施工方法。

背景技術(shù)：

目前治理滑坡、邊坡的措施主要有排水、支擋、錨固、減重和反壓等。其中抗滑樁支擋措施由于其自身具有剛度大、自穩(wěn)性能較好、施工方便、加固效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，在滑坡治理和邊坡防護(hù)工程中得以廣泛應(yīng)用?？够瑯豆ぷ髟碇饕墙柚豆潭螏r土體的嵌制作用和被動(dòng)抗力來(lái)平衡自由段巖土體的滑坡推力或邊坡土壓力，同時(shí)借助樁間巖土體與樁兩側(cè)的摩阻力形成土拱效應(yīng)，阻止樁間巖土體從樁間擠出，使得滑坡或邊坡保持平衡或穩(wěn)定。

現(xiàn)行抗滑樁單樁設(shè)計(jì)中，樁身通常都是直樁結(jié)構(gòu)，未能充分考慮樁前后巖土體的

綜合利用及樁身彎矩和剪力的空間分布特征。當(dāng)滑坡推力或邊坡土壓力較大時(shí)，往往采用增大配筋量或在樁身設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索等措施，以提高抗滑樁自身的阻滑能力，達(dá)到平衡滑坡推力或邊坡土壓力的目的。增大配筋量等措施不僅工程量大、治理成本高，容易造成工程浪費(fèi)，而且當(dāng)受到用地紅線或既有建構(gòu)筑物空間約束時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)施工難度較大，限制了傳統(tǒng)抗滑樁的有效使用；樁身設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索措施，由于錨索成本較高、施工工序繁瑣，且錨索預(yù)應(yīng)力隨著時(shí)間的增加容易產(chǎn)生松弛損失，對(duì)于永久性的滑坡或邊坡治理工程其可靠性明顯不足。由此可見(jiàn)，如何充分考慮樁前后巖土體的綜合利用及抗滑樁樁身的受力特征，合理設(shè)計(jì)抗滑樁的截面形式和體型，對(duì)經(jīng)濟(jì)有效的治理大型滑坡及高陡直立邊坡是十分重要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁及其施工方法，可以解決操作困難、造價(jià)高、阻滑效應(yīng)不佳等問(wèn)題，利用等強(qiáng)度梁的理論，能充分發(fā)揮樁后及樁前巖土體的自重壓力、穩(wěn)定地層的抗壓能力和擴(kuò)底截面樁的承重阻滑功能，有效改善樁身受力強(qiáng)度，提高抗滑樁的抗彎和抗剪能力，同時(shí)兼具阻滑鍵的作用，通過(guò)截面優(yōu)化有效節(jié)省工程投資。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁，

包括埋設(shè)于滑體及基巖的樁身；

樁身沿長(zhǎng)度方向呈現(xiàn)變截面形態(tài)，且在穿過(guò)滑面的位置時(shí)樁截面最大，

樁身從滑體部位進(jìn)入巖土層，穿過(guò)滑面后嵌入基巖內(nèi)，樁身的錨固深度l0深度≥總樁長(zhǎng)l的1/3；

樁身與滑體之間還填充有預(yù)變形填充層。

樁身為由鋼筋混凝土澆筑制成的樁體。

樁身的橫、縱截面形狀均為矩形，樁身的樁頂及樁底截面寬度b1相同，樁身的側(cè)面長(zhǎng)度h1保持不變，穿過(guò)滑面的位置時(shí)樁截面的寬度b2為b1的1.5-2倍。

預(yù)變形填充層優(yōu)選為土層。

一種上述基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁的施工方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：樁身成孔：采用人工垂直開挖方式在滑體及基巖內(nèi)成孔，成孔過(guò)程中每開挖一段澆筑一段鋼筋混凝土護(hù)壁，循環(huán)施工至樁身底面設(shè)計(jì)標(biāo)高；

步驟2：樁身鋼筋籠制作安裝：樁身鋼筋籠采用常規(guī)方式在樁孔外進(jìn)行焊接，樁身箍筋在穿過(guò)滑面的接頭上下2米范圍進(jìn)行加密，制作完成后采用吊車將樁身鋼筋籠吊裝至開挖的樁孔內(nèi)固定；

步驟3：樁身鋼筋籠混凝土澆筑；

步驟4：填充預(yù)變形填充層：待樁身澆筑完成且養(yǎng)護(hù)完成之后，對(duì)樁身前孔洞進(jìn)行填土壓實(shí)，形成預(yù)變形填充層，使樁身產(chǎn)生一定量的向滑坡上緣的變形，對(duì)滑體預(yù)加一個(gè)抗滑力，同時(shí)可以減小抗滑樁在后期受載作用下向滑坡下緣的變形量，

即完成基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁的施工。

步驟1中，所述循環(huán)施工如下：每段垂直開挖深度控制在0.5~1米之間，護(hù)壁混凝土采用c25混凝土，厚度不小于20厘米，上一段護(hù)壁施工完成后方可進(jìn)行下一段開挖。

本發(fā)明提供的一種基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁及其施工方法，有益效果如下：

1、節(jié)省材料，最大限度的提高材料的利用率；提高結(jié)構(gòu)的承載力，使結(jié)構(gòu)更加安全；節(jié)省空間，降低自重，提高結(jié)構(gòu)的適用性。

2、結(jié)合抗滑樁受力模式及樁身彎矩和剪力的空間分布特征，利用等強(qiáng)度梁的理論充分發(fā)揮了樁后及樁前巖土體的自重壓力、穩(wěn)定地層的抗壓能力和擴(kuò)底樁身的承重阻滑功能，有效改善了樁身受力強(qiáng)度，提高了抗滑樁的抗彎和抗剪能力，同時(shí)兼具阻滑鍵的作用。

3、抗滑樁結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)單、阻滑性能較強(qiáng)、易于施工，既適用于高陡邊坡或基坑支護(hù)工程，也適用于大型滑坡治理工程。

4、基本形式采用人工挖孔樁的施工方法，繼承了它的優(yōu)點(diǎn)，具有抗彎和抗剪能力較強(qiáng)、施工工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量可靠性高、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。

5、可以解決操作困難、造價(jià)高、阻滑效應(yīng)不佳等問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明抗滑樁的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明抗滑樁樁身的主視圖；

圖3為本發(fā)明抗滑樁樁身的左視圖；

圖4為本發(fā)明抗滑樁樁身的剪力分布示意圖；

圖5為本發(fā)明抗滑樁樁身的彎矩分布示意圖；

圖6為本發(fā)明抗滑樁施工步驟示意圖。

圖中：1-樁身，2-樁底，3-樁頂，4-滑體，5-滑面，6-基巖，7-預(yù)變形填充層，8-樁孔，9-樁身鋼筋籠。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

如圖1-3所示，一種基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁，

包括埋設(shè)于滑體4及基巖6的樁身1；

樁身1沿長(zhǎng)度方向呈現(xiàn)變截面形態(tài)，且在穿過(guò)滑面5的位置時(shí)樁截面最大，

樁身1從滑體4部位進(jìn)入巖土層，穿過(guò)滑面5后嵌入基巖6內(nèi)，樁身1的錨固深度l0深度≥總樁長(zhǎng)l的1/3；

樁身1與滑體4之間還填充有預(yù)變形填充層7。

樁身1為由鋼筋混凝土澆筑制成的樁體。

樁身1的橫、縱截面形狀均為矩形，樁身1的樁頂3及樁底2截面寬度b1相同，樁身1的側(cè)面長(zhǎng)度h1保持不變，穿過(guò)滑面5的位置時(shí)樁截面的寬度b2為b1的1.5-2倍；

b1的長(zhǎng)度范圍為2~3米，h1的長(zhǎng)度范圍為2~3米，b2的長(zhǎng)度范圍為3~4米。

預(yù)變形填充層7優(yōu)選為土層，或者碎石土。

如圖1-5所示，工作原理是：根據(jù)等強(qiáng)度梁的理論，即：為了使各個(gè)截面的彎曲應(yīng)力相同，則應(yīng)隨著彎矩的大小相應(yīng)地改變截面尺寸，以保持相同強(qiáng)度的梁。由圖5所示的抗滑樁樁身的彎矩圖可見(jiàn)，抗滑樁在滑面處的彎矩最大，且形狀呈現(xiàn)外凸型，因此本發(fā)明將滑面處的抗滑樁截面增大，以此來(lái)有效地抵抗滑坡推力的作用。同時(shí)，此專利兼具阻滑鍵的作用，即：用混凝土材料置換性狀相對(duì)軟弱的滑帶土，提高滑面的抗剪強(qiáng)度，從而起到阻滑作用，保證滑坡沿地質(zhì)滑帶滑動(dòng)的穩(wěn)定安全性。而在抗滑樁樁身混凝土澆筑且養(yǎng)護(hù)完成之后，對(duì)樁前孔洞進(jìn)行填土壓實(shí)，使樁身產(chǎn)生一定量的向滑坡上緣的變形，對(duì)滑體預(yù)加一個(gè)抗滑力，同時(shí)可以減小抗滑樁在后期受載作用下向滑坡下緣的變形量。

實(shí)施例二

如圖6所示，一種上述基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁的施工方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：樁身1成孔：采用人工垂直開挖方式在滑體4及基巖6內(nèi)成孔，成孔過(guò)程中每開挖一段澆筑一段鋼筋混凝土護(hù)壁，循環(huán)施工至樁身底面設(shè)計(jì)標(biāo)高；

步驟2：樁身鋼筋籠9制作安裝：樁身鋼筋籠9采用常規(guī)方式在樁孔8外進(jìn)行焊接，樁身箍筋在穿過(guò)滑面的接頭上下2米范圍進(jìn)行加密，制作完成后采用吊車將樁身鋼筋籠9吊裝至開挖的樁孔8內(nèi)固定；

步驟3：樁身鋼筋籠9混凝土澆筑；采用泵送混凝土澆筑抗滑樁樁身1，澆筑過(guò)程中每連續(xù)灌注0.5～0.7米，采用插入式振動(dòng)器振搗密實(shí)1次，插入式振動(dòng)器串筒或?qū)Ч芟驴谂c混凝土澆筑面的距離宜控制在1～3米之間

步驟4：填充預(yù)變形填充層7：待樁身1澆筑完成且養(yǎng)護(hù)完成之后，對(duì)樁身1前孔洞進(jìn)行填土壓實(shí)，形成預(yù)變形填充層7，使樁身1產(chǎn)生一定量的向滑坡上緣的變形，對(duì)滑體4預(yù)加一個(gè)抗滑力，同時(shí)可以減小抗滑樁在后期受載作用下向滑坡下緣的變形量，

即完成基于等強(qiáng)度梁的抗滑樁的施工。

步驟1中，所述循環(huán)施工如下：每段垂直開挖深度控制在0.5~1米之間，護(hù)壁混凝土采用c25混凝土，厚度不小于20厘米，上一段護(hù)壁施工完成后方可進(jìn)行下一段開挖。

實(shí)施例二中提及的樁身1前指靠近滑坡臨空面的一側(cè)。

考慮到直角擴(kuò)底可能引起應(yīng)力集中，在施工時(shí)可以進(jìn)行倒角處理。