专利名称：内置锚头埋入式锚拉桩的制作方法
技术领域：
本发明涉及基础工程的基础桩，特别是涉及作为加固大型滑坡的抗滑支挡结构的
锚拉抗滑桩。
背景技术：
抗滑桩是将基础工程的基础桩作为加固滑坡的支挡结构，通过穿过滑坡体嵌入滑
动面以下稳定地层的桩柱，支挡滑坡体的滑动力，起到稳定滑坡的加固作用。
图1显示现有的由抗滑桩直接插入滑坡中的单桩抗滑支挡结构。如图1所示，抗
滑桩5为圆柱形或方柱形的桩柱，穿过滑坡体3嵌固在滑动面2以下的稳定地层1中，支挡
滑坡体3的滑动力，起到稳定滑坡的作用。 —般情况下，抗滑桩5进入稳定地层1中的嵌固深度，在软质岩层中为桩柱设计长的三分之一，在硬质岩层中为桩柱设计长的四分之一，在土质滑床中为桩柱设计长的二分之一。 图1所示的抗滑桩完全由桩柱本身的抗弯力抵抗滑坡体的滑动力，其承受应力和抗弯能力有限，在滑坡体变形大的情况下难以起到有效控制滑坡稳定的作用。而且，单独采用抗滑桩设计所需的嵌固深度也较大。 图2显示由抗滑桩与锚索联合组成的锚拉桩抗滑支挡结构。如图2所示，抗滑桩5为方柱形桩柱，穿过滑坡体3嵌入滑动面2以下稳定地层1中，抗滑桩5的前侧设置锚头6，连接锚头6的锚索7横穿抗滑桩5后，固定在抗滑桩5后侧的稳定地层1中。抗滑桩5凭借下部嵌入相对稳定地层1来支挡上部欠稳定的或潜在的滑坡体3，通过锚索7对抗滑桩5上部前侧传递的预应力，达到降低抗滑桩最大弯矩、减少抗滑桩嵌固深度、控制桩顶水平变形等效果，进而更好地起到稳定滑坡的作用。 但是，图2所示的锚拉桩抗滑支挡结构，锚头6设置在抗滑桩5的前侧，为布置锚头6和锚索7，需要对可提供一定桩前抗滑力的桩前土进行部分开挖，这会对滑坡治理工程的整体稳定性有所影响。 同时，为减少桩前土的开挖，锚头6只能集中布置于锚拉桩顶部附近，影响了锚拉桩弯曲内力的分布，也使锚索数量受到较大限制，降低了锚拉桩的抗滑能力。而且，锚头6位于桩顶附近，增加了锚索总长度，长期预应力损失相对较大，由于钻孔相对较长，也增加了钻孔施工的难度。
发明内容
针对上述现有技术的锚拉桩存在的锚头布置受桩前土限制、开挖桩前土又影响锚拉桩的抗滑能力等问题，本发明推出由上部空心的抗滑桩与锚索联合组成的内置锚头锚拉桩，通过将锚头设置在抗滑桩上部的空心腔后壁上，并将锚索横穿空心腔后壁后固定在抗滑桩后侧的稳定地层中，从而实现不需开挖桩前土就能利用锚拉桩加固和稳定滑坡的目的。
本发明所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩包括空心抗滑桩、锚头、锚索和盖板。空心
抗滑桩是截面为矩形的钢筋混凝土桩柱，上部形成空心体，下部为实心体，上部空心体的截面为空心矩形。上部形成的空心体由空心前壁、空心后壁和空心侧壁围成。 锚头固定在空心后壁的内侧，连接锚头的锚索穿过空心后壁固定在空心抗滑桩后
侧的稳定地层中。锚头的锚具将穿过空心后壁的锚索一端锁定在空心后壁的内侧，锚具和空心后壁之间设置钢垫板，锚索外端部、锚具和钢垫板的外侧由混凝土封装，形成锚头。 盖板为钢筋混凝土的矩形板，盖在空心抗滑桩空心体的上口，封闭桩顶。盖板与空心抗滑桩截面尺寸一致。 本发明所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩设置在需加固的滑坡处，用于支挡滑坡体的滑动力，起到稳定滑坡的加固作用。所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩的设置方法的步骤包括挖掘桩孔、浇注混凝土、钻取锚孔、安置锚索和锚头、封闭桩顶。
(1)挖掘桩孔 在需加固的滑坡处挖掘桩孔，以便设置空心抗滑桩；桩孔和护壁施工完成后，在桩孔内绑扎空心抗滑桩的钢筋笼，钢筋笼形成截面为空心矩形的框架结构；在坡后临近稳定地层的后侧钢筋笼上安装预留钢管。
(2)浇注混凝土 在桩孔下部一次性浇注混凝土，混凝土浇注至所设计的空心抗滑桩上部空心体的底部，形成下部的实心体。混凝土初凝前，在浇注混凝土的实心体以上钢筋笼两侧相应位置吊装并固定模板，再向钢筋笼中浇注混凝土，形成上部的空心体。上部空心体的空心腔由前壁、后壁和侧壁围成，空心体的截面为空心矩形。上述两阶段的浇注混凝土过程完成后，形成上部为空心体、下部为实心体的空心抗滑桩钢筋混凝土的桩身结构。
(3)钻取锚孔 待空心抗滑桩桩身混凝土浇注完毕14天后，穿过空心腔后壁预留钢管向空心抗滑桩后侧的稳定地层钻取锚孔。钻机的钻杆在钻孔过程中应具备可逐节加长与逐节拆除的功能，以适应空心腔内施工场地有限的特点。
(4)安置锚索和锚头 空心抗滑桩桩身混凝土养护完成后，将锚索布置于锚孔内，然后用砂浆灌注锚孔。待砂浆强度达到设计要求后，在空心腔后壁内侧上安装钢垫板并用千斤顶对锚索的外端部进行预应力张拉，再用锚具将锚索外端部锁定在钢垫板上。再将锚索外端部、锚具和钢垫板用混凝土浇注并封装成锚头。
(5)封闭桩顶 用预制钢筋混凝土盖板盖住空心体的上口 ，封闭空心抗滑桩桩顶。 本发明所述的内置锚头埋入式锚拉桩采用上部形成空心腔的抗滑桩，锚头和锚索
的布置可以在空心腔内进行，不开挖桩前土并充分发挥桩前土的剩余抗滑力，抗滑桩下部
嵌固段仍采用实心桩柱，再加上锚索对抗滑桩上部传递的预应力，达到降低抗滑桩最大弯
矩、减少抗滑桩嵌固深度、控制锚拉桩水平变形等效果，能够很好地利用锚拉桩加固和稳定
滑坡。而且，上部形成空心腔的抗滑桩在较大程度上节约了混凝土材料。
图1为现有技术的抗滑桩嵌入滑坡中的示意图。
图2为由抗滑桩与锚索联合组成的锚拉桩嵌入滑坡中的示意图。
图3为本发明的内置锚头埋入式锚拉桩嵌入滑坡中的示意图。
图4为图3中锚拉桩的截剖图。
图中标记说明1、稳定地层2、滑动面3、滑坡体4、坡面5、抗滑桩6、锚头7、锚索8、空心抗滑桩9、空心体10、空心腔11、盖板12、实心体13、空心前壁14、空心侧壁15、空心后壁16、预留钢管17、钢垫板18、锚具L、桩截面长度w、桩截面宽度。
具体实施例方式
结合附图进一步说明本发明所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩的具体结构及其设置方法。图3显示内置锚头埋入式锚拉桩嵌入滑坡中的状态及其基本结构，图4显示内置锚头埋入式锚拉桩空心腔的截面结构。 如图所示，本发明所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩包括空心抗滑桩8、锚头6、锚索7和盖板11。空心抗滑桩8是桩截面为矩形的钢筋混凝土桩柱，矩形桩截面的两个边分别为桩截面长度L和桩截面宽度W。空心抗滑桩8上部为内部形成空心腔10的空心体9，下部为实心体12。上部空心体9的截面为空心矩形，空心腔10由空心前壁13、空心侧壁14和空心后壁15围成。空心腔前壁13的厚度为桩截面长度L的0. 15倍，空心腔后壁15的厚度为桩截面长度L的0. 2倍，空心腔侧壁的厚度为桩截面宽度W的0. 15倍。
锚头6固定在空心后壁15的内侧，由混凝土将锚索外端、锚具18和钢垫板17的外侧封装而形成。连接锚头6的锚索7穿过空心腔后壁15固定在空心抗滑桩8后侧的稳定地层中，锚头6的锚具18将穿过空心后壁15的锚索7的一端锁定在空心腔后壁15的内侧，钢垫板17设置在锚具18和空心腔后壁15之间。钢垫板17为正方形，厚度为10mm，钢垫板17的边长为300mm。 盖板11为钢筋混凝土的矩形板，盖在空心抗滑桩空心体9的上口，封闭桩顶。盖
板11厚度为100mm，与空心抗滑桩8截面尺寸一致。 本发明所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩的设置方法包括 挖掘设置空心抗滑桩8的桩孔，然后在桩孔内绑扎空心抗滑桩的钢筋笼，钢筋笼形成截面为空心矩形的框架结构，在空心腔后壁的钢筋笼上安装预留钢管16，预留钢管内径为130mm。 在桩孔下部一次性浇注混凝土，形成下部的实心体12。混凝土初凝前，在空心体9的钢筋笼内侧相应位置吊装并固定模板，再向钢筋笼中浇注混凝土，形成上部的空心体12。上部空心体12的空心腔10由前壁13、后壁15和侧壁14围成，空心体9的截面为空心矩形。 待空心抗滑桩桩身混凝土浇注完毕14天后，穿过空心腔后壁预留钢管16向空心抗滑桩8后侧的稳定地层1钻取锚孔。钻孔直径为130mm。 空心抗滑桩桩身混凝土养护完成后，将锚索7布置于锚孔内，然后向锚孔内灌注M30砂浆。待砂浆强度达到设计要求后，在空心后壁15内侧上安装钢垫板17并用千斤顶对锚索7进行预应力张拉，再用锚具18将锚索7的端部锁定，然后将锚索的外端、锚具18和钢垫板17用混凝土封装成锚头6。 用预制钢筋混凝土盖板11盖住空心体9的上口，封闭空心抗滑桩8的桩顶。
权利要求
一种内置锚头埋入式锚拉桩，其特征在于，包括空心抗滑桩、锚头、锚索和盖板，空心抗滑桩是截面为矩形的钢筋混凝土桩柱，上部形成空心体，下部为实心体，上部形成的空心体由空心前壁、空心后壁和空心侧壁围成；锚头固定在空心后壁的内侧，锚头的锚具将穿过空心后壁的锚索一端锁定在空心后壁的内侧；盖板为钢筋混凝土的矩形板，盖在空心抗滑桩空心体的上口，封闭桩顶。
2. 根据权利要求1所述的内置锚头埋入式锚拉桩，其特征在于，锚具和空心后壁之间设置钢垫板，锚索外端部、锚具和钢垫板的外侧由混凝土封装。
3. 根据权利要求1所述的内置锚头埋入式锚拉桩，其特征在于，盖板与空心抗滑桩截面尺寸一致。
4. 根据权利要求1所述的内置锚头埋入式锚拉桩的设置方法，其特征在于，具体步骤包括挖掘桩孔、浇注混凝土、钻取锚孔、安置锚索和锚头、封闭桩顶；挖掘桩孔，在需加固的滑坡处挖掘桩孔，在桩孔内绑扎空心抗滑桩的钢筋笼，钢筋笼形成截面为空心矩形的框架结构，在钢筋笼后侧上安装预留钢管；浇注混凝土，在桩孔下部浇注混凝土形成下部的实心体，再浇注桩上部空心腔前壁、后壁和两侧壁的混凝土，形成上部为空心体、下部为实心体的空心抗滑桩钢筋混凝土的桩身结构；钻取锚孔，钻头穿过空心后壁预留钢管至空心抗滑桩后侧的稳定地层一定深度；安置锚索和锚头，空心抗滑桩桩身混凝土养护完成后，将锚索布置于锚孔内，然后灌注砂浆，待砂浆强度达到设计要求后，在空心后壁内侧上安装钢垫板并对锚索进行预应力张拉，再用锚具将锚索端部锁定，然后用砂浆灌注锚孔，由混凝土将锚索外端部、锚具和钢垫板封装；封闭桩顶，用预制钢筋混凝土盖板盖住空心体的上口 ，封闭空心抗滑桩桩顶。
全文摘要
本发明所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩包括空心抗滑桩、锚头、锚索和盖板。空心抗滑桩是截面为矩形的钢筋混凝土桩柱，上部形成空心体，下部为实心体。锚头固定在空心体空心后壁的内侧，连接锚头的锚索穿过空心后壁固定在空心抗滑桩后侧的稳定地层中，锚头的锚具将穿过空心后壁的锚索一端锁定在空心后壁的内侧，锚具和空心后壁之间设置钢垫板，锚具和钢垫板的外侧由混凝土封装。盖板为钢筋混凝土的矩形板，盖在空心抗滑桩空心体的上口，封闭桩顶。所涉及的内置锚头埋入式锚拉桩的设置方法包括挖掘桩孔、浇注混凝土、钻取锚孔、安置锚索和锚头、封闭桩顶。本发明所述的锚拉桩在大型土质或大型岩土质滑坡治理工程中具有广阔的应用前景。
文档编号E02D5/74GK101761085SQ200910244928
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月18日 优先权日2009年12月18日
发明者宋绪国, 李国和, 董捷 申请人:铁道第三勘察设计院集团有限公司