专利名称：一种工字形横截面的抗滑桩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于边坡工程和滑坡治理工程的钢筋混凝土抗滑桩，具体地说是 一种工字形横截面的抗滑桩，属于边坡或斜坡的稳定技术领域。
背景技术：
治理边坡和滑坡的方法有很多，其中设置抗滑桩是一种应用非常广泛的治理方 案。抗滑桩抗滑的原理是将抗滑桩打入滑动面以下，通过桩身将上部承受的坡体推力传给 桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡或滑体的下推力，而使得边 坡或滑坡保持平衡或稳定。
在如今的滑坡和边坡治理工程中，单根的抗滑桩相对于整个坡体抗滑能力有限， 只有当抗滑桩排列达到一定数量时，方可起到较好的防滑作用。而抗滑桩的造价较高，所以 滑坡和边坡工程的治理成本较高，而降低单根抗滑桩的造价成本，对于滑坡和边坡工程无 疑是一种减少材耗、降低成本的势在必行的方法。
目前抗滑桩横截面大多为圆形和矩形截面，钻孔灌浆桩多为圆形桩，但抗弯性能 不如矩形截面的抗滑桩，受力性能差，当桩直径小，桩身较长时，还可能出现挠度过大的问 题。而矩形截面的抗滑桩一般为人工挖孔桩，多用于大型滑坡和边坡治理工程，但桩身截面 大，所需混凝土灌注量大，造价成本高。为此必须对抗滑桩的横截面进行合理设计，开发一 种既具有良好的受力性能，又能降低成本的抗滑桩。发明内容
本发明的目的是要解决现有抗滑桩所需混凝土灌注量大，造价成本高的问题，而 提供一种既有良好的受力性能，又能降低成本的工字形横截面的钢筋混凝土抗滑桩。
本发明为达到上述目的所采取的技术方案为提供一种工字形横截面的抗滑桩， 由钢筋混凝土灌注而成，所述灌注的钢筋混凝土抗滑桩的横截面为工字形，工字的上端作 为桩后端，工字的下端作为桩前端，桩后端的横向宽度比桩前端的横向宽度长，桩后端与桩 前端之间为弧形体部分。
本发明所述的抗滑桩桩长根据滑坡体滑坡下滑推力、岩土性质及设计地面至滑动 面的深度来确定。
所述的钢筋混凝土的抗滑桩内安装有钢筋笼，在桩后端部分的钢筋笼内布置有密 集的钢筋，桩前端和弧形体部分布置的钢筋少。
本发明称抗滑桩承接坡体推力一侧为桩后，反之为桩前。本发明的抗滑桩桩后端 横向宽度比桩前端横向宽度长，即本抗滑桩设计桩前端横向宽度比常规矩形截面抗滑桩要 短，可以节省一部分混凝土的使用量；而设计桩后端的横向宽度比常规矩形截面抗滑桩要 长，桩后端的横向宽度长可充分发挥桩后土拱效应，抵抗滑坡时，在承受相同的坡体推力 下，抗滑桩在平面布置时可加大相邻抗滑桩之间的桩中心距离；因此可实现减少抗滑桩的 布设数量和施工数量，达到降低成本的目的。
本发明的抗滑桩的横截面设计为工字形，抗滑桩桩后端受力为拉应力，属于受拉 区，桩前端及弧形体部分的前部受力多为压应力，属于受压区，因而应重点强化抗滑桩桩后 端部分受拉侧结构强度，可相应弱化抗滑桩桩前端和弧形体部分的受压侧。所以在钢筋混 凝土的抗滑桩内安装钢筋笼时，在桩后端部分的钢筋笼内布置有密集的钢筋，桩前端和弧 形体部分布置的钢筋相应就少。桩后端与桩前端之间设计成弧形状，是为了防止在尖端处 产生应力集中，而导致抗滑桩发生破坏。
本发明的工字形横截面的抗滑桩与现有矩形横截面桩相比具有如下优点
1.本发明的抗滑桩的桩后端部分的横向宽度比常规矩形抗滑桩长，可充分发挥 桩后土拱效应，这样在平面布置时，可加大相邻抗滑桩之间的桩中心距离，使所需抗滑桩的 数量相应减少，通过减少抗滑桩的使用数量达到降低成本。
2.本发明的抗滑桩充分发挥了抗滑桩桩后端部分受拉特性，通过重点强化抗滑桩 受拉侧结构强度，而相应弱化抗滑桩受压侧，更符合抗滑桩的受力特点，因此施工时抗滑桩 内安装的钢筋笼的钢筋重点设在桩后端部分，尤其在桩后端两侧部分密集使用钢筋，而在 桩前端和弧形体部分布置的钢筋少，这样可减少制作钢筋笼的工作量和钢筋用量，降低成 本。
3.本发明的抗滑桩能够承受的坡体推力以及由坡体推力产生的弯矩大小与矩形 抗滑桩相当，但横截面面积远小于矩形截面抗滑桩，通过减少横截面面积，可减少所需灌注 的混凝土方量和相应的钢筋用量，节省大量的混凝土和钢材，极大地降低成本。
4.本发明的抗滑桩的施工断面较小，可采用机械进行施工，施工简单且安全。
图1为本发明工字形横截面的抗滑桩结构示意图。
图2为本发明抗滑桩横截面上的应力分布示意图。
图3为本发明抗滑桩横截面上的钢筋布置示意图。
图4为本发明抗滑桩在滑坡上的位置示意图。
图5为本发明抗滑桩平面布置俯视示意图。
图6为本发明抗滑桩施工开挖示意图。
上述图中1-桩后端、2-桩前端、3-弧形体部分、4-受拉区、5-受压区、6-钢筋 笼、7-钢筋、8-工字形横截面的抗滑桩、9-坡体推力、10-滑动面、11-滑坡体、12-成孔、 13-土体回填。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1 :本发明提供的一种工字形横截面的抗滑桩8，其结构如图1所示，由钢筋 混凝土灌注而成，所述灌注的钢筋混凝土抗滑桩的横截面为工字形，工字的上端作为桩后 端I，工字的下端作为桩前端2，桩后端I的横向宽度比桩前端2的横向宽度长，桩后端I与 桩前端2之间为弧形体部分3。
本发明的抗滑桩横截面上的应力分布如图2所示，抗滑桩桩后端I受力为拉应力， 属于受拉区4，桩前端2及弧形体部分3的前部受力多为压应力，属于受压区5，故在抗滑桩内部安装的钢筋笼6中，应重点强化抗滑桩桩后端部分受拉侧结构强度，桩后端I本身作为 桩后土拱的拱脚，两端处受到的坡体推力9复杂且较大，所以在桩后端I两端处布置最密集 的钢筋7。本发明的抗滑桩内部钢筋布置结构如图3所示，当然钢筋的布置包括选择的钢筋 型号和使用的数量，最终都要根据滑坡的实际状况，通过计算达到科学合理的配置。
本发明工字形横截面的抗滑桩8布设在滑坡体11上的位置见4图。工字形横截 面的抗滑桩8设桩位置较灵活，一般集中布置在滑坡体11的前缘附近。工字形横截面的抗 滑桩8应深入到滑动面10下面，坡体推力9作用于工字形横截面的抗滑桩8的桩后端I。
参见图5，为本发明工字形横截面的抗滑桩8的平面布置俯视图，常规矩形抗滑桩 两桩中心间距为5 8米，由于本发明抗滑桩的桩后端I的横向宽度比常规矩形抗滑桩长，可 经过精确计算确定增加抗滑桩两桩中心的间距，在保证边坡、滑坡治理质量的前提下，减少 抗滑桩的数量，降低治理成本。
本发明抗滑桩是灌注桩，所以在施工前一般应进行试成孔12施工，成孔12的数量 不少于两个，以便核对地质资料，检验所选的设备、施工工艺以及技术要求是否适宜，同时 检验并修正施工技术参数。当出现不能满足设计要求，或增加了施工难度、达不到工期要求 时，应重新制定施工方案，考虑新的施工工艺。
实施例2 :应用本发明实施例1提供的一种工字形横截面的抗滑桩8进行施工，本 抗滑桩的施工过程中，由于每根桩的工程量不大，施工中对滑坡体的稳定性影响小。本抗滑 桩的施工断面较小，可采用机械施工的方式进行施工。具体施工步骤如下
(I)、平整场地，并根据设计图纸对抗滑桩所在中心点位进行测量定位，相邻抗滑 桩的桩中心间距比常规矩形抗滑桩的稍大。
(2)、机具就位，包括挖掘机、推土机、凿岩机等挖掘设备，安全帽、安全带、软体等 安全设备，模板、支撑架等护壁设备，电焊机、吊车、钢筋加工、安装设备等准备就绪。
(3)、挖孔，利用挖掘机，凿岩机挖掘桩基周围岩土体，成孔形状如图6中左图所 示，在挖孔过程中应使用抽水泵不断将由上层滞水和地下水所产生的积水排出，以免影响 施工进程。
(4)、清孔，混凝土灌注前应先对桩孔进行清理，抽干积水，下井清理沉渣，保证清 底干净。
(5)、绑扎钢筋7，制作如图3所示的钢筋笼6，下放钢筋笼6时要对准孔位，缓慢下 放，避免碰撞孔壁，产生坍塌。
(6)、安放混凝土模板，模板的形状按照本抗滑桩截面形状铺设，之后进行混凝土 浇筑成桩，混凝土浇筑应高于设计桩顶高程50cm待混凝土凝固后，凿去桩顶浮浆至设计高 程，之后对多余开挖的部分进行土体回填13，如图6中右图所示。
(7)、桩基检测，利用静载试验、声波透射法等方法检测桩基的工程质量，完成工字 形横截面的抗滑桩8的施工。
本发明的工字形横截面的抗滑桩具有结构简单，安全，施工工艺可操作性强，用于 滑坡治理可降低成本，经济效益显著等优点，本发明的抗滑桩具有巨大的推广应用前景。
权利要求
1.一种工字形横截面的抗滑桩，由钢筋混凝土灌注而成，其特征在于所述灌注的钢筋混凝土抗滑粧的横截面为工子形，工子的上端作为粧后端，工子的下端作为粧如端，粧后端的横向宽度比桩前端的横向宽度长，桩后端与桩前端之间为弧形体部分。
2.根据权利要求1所述的一种工字形横截面的抗滑桩，其特征在于所述的抗滑桩桩长根据滑坡体滑坡下滑推力、岩土性质及设计地面至滑动面的深度来确定。
3.根据权利要求1所述的一种工字形横截面的抗滑桩，其特征在于所述的钢筋混凝土的抗滑桩内安装有钢筋笼，在桩后端部分的钢筋笼内布置有密集的钢筋，桩前端和弧形体部分布置的钢筋少。
全文摘要
本发明涉及一种工字形横截面的抗滑桩，为钢筋混凝土灌注而成，抗滑桩的横截面为工字形。抗滑桩桩后端的横向宽度比一般矩形横截面抗滑桩横向宽度长，可充分发挥桩后土拱效应，平面布置时，可加大相邻抗滑桩之间的桩中心距离，在滑坡状况相同情况下可减少所需抗滑桩的数量，使成本降低。本抗滑桩后端与桩前端之间设计为圆弧形，可防止在尖端处产生应力集中而破坏抗滑桩。本抗滑桩能够承受较大的坡体推力以及具有良好的抗弯性能，但其横截面面积明显小于矩形横截面的抗滑桩，可极大地减少所需灌注的混凝土量和钢筋用量，能节省大量的混凝土和钢筋，降低成本。本抗滑桩施工断面小，便于机械施工，施工简单且安全，具有巨大的推广应用前景。
文档编号E02D5/36GK103046541SQ20131000767
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月9日 优先权日2013年1月9日
发明者李长冬, 廖伟, 代先尧, 雍睿, 梁德明, 王姣, 刘庆涛 申请人:中国地质大学(武汉)