抗滑桩、边坡加固装置以及边坡加固方法

技术领域

本发明涉及滑坡治理或边坡加固的技术领域，尤其涉及抗滑桩的技术领域，具体而言，涉及抗滑桩、边坡加固装置以及边坡加固方法。

背景技术

抗滑桩是穿过滑坡体深入嵌固于滑床的梁式构件，通过桩身将上部承受的滑坡推力传给桩下部滑床的土体或岩体，依靠桩体嵌固于滑床岩土体的侧向阻力平衡桩体受荷段的滑体推力，实现加固坡体处于稳定状态的效果。抗滑桩的主要优点有：抗滑能力强，受力作用明确；桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位；可以沿桩长根据弯矩分布合理得布置钢筋；施工方便，设备简单；间隔开挖桩孔，利于抢险工程；可通过校核地层抗力条件，检验和优化设计。

单排抗滑桩是抗滑桩的基本结构型式，也是工程实践中最为常用的一种抗滑桩结构。然而，对于普通单排桩，滑床顶面附近(即桩体位于滑动面以下部分的顶端)往往会因桩体施工震动而引起松动或损伤，而桩体位于滑动面以下部分的顶端附近地层往往承受较大的桩体侧向挤压推力，因而易造成该部位地层水平承载力难以抗衡桩体挤压推力。为了达到地层抗力限制要求，常不得不提高桩体位于滑动面以下部分的深度，以适当减小桩体位于滑动面以下部分的顶端对地层的挤压推力。在这种情况下，桩长增加，导致工程造价显著提高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供抗滑桩、边坡加固装置以及边坡加固方法，以解决现有技术中抗滑桩存在的因桩长增加而显著提升工程造价的技术问题。

为了实现上述目的，本发明首先提供了抗滑桩。

该抗滑桩包括：

受荷段，所述受荷段位于滑动面与坡面之间；

嵌固段，所述嵌固段位于滑动面的下方；

扩大段，所述扩大段设于受荷段与嵌固段之间并且位于滑动面的下方；

其中，扩大段的横截面面积大于受荷段的横截面面积以及嵌固段的横截面面积。

由此，通过设置扩大段，一方面可以增大嵌固段顶部对滑床挤压的作用面积，有效减小嵌固段顶部局部范围内的地层抗力，使其易满足该处地基水平承载力要求，另一方面有助于减小嵌固段深度，缩短桩长，更为经济合理，且施工操作简单。由此可见，本发明的抗滑桩的结构简单，构思巧妙，有利于提高坡体的整体稳定性，使滑床性质不良地段的桩体承担滑坡推力的能力显著提高；并且在采用此种抗滑桩结构时，由于桩体对滑床挤压作用力相对减小，因而可适当放松对滑床地层工程力学性质的要求，拓展具有显著优点的抗滑桩结构的使用范围。

进一步地是，受荷段与嵌固段的横截面尺寸相等且投影重合；扩大段的上端与滑动面平齐。由此，便于施工，且扩大段的作用能够充分地发挥。

进一步地是，抗滑桩的横截面为矩形，在垂直于滑坡推力水平投影的方向上，扩大段的宽度等于嵌固段的宽度的1.5～3倍。经验证，满足上述数值范围的抗滑桩尺寸，工程造价合理，并且能够较大限度地减小嵌固段顶部局部范围内的地层抗力。

进一步地是，沿滑坡推力水平投影的方向上，扩大段的宽度等于嵌固段的宽度。在沿滑坡推力水平投影的方向，扩大段的宽度延长对减少地层抗力的作用较小，由此使该方向上的扩大段的宽度等于嵌固段的宽度，可以进一步降低工程造价。

进一步地是，抗滑桩的横截面为长方形，其中，嵌固段横截面的垂直于滑坡推力水平投影的边为嵌固段的短边；嵌固段的横截面尺寸优选为1.5m×2m、2m×2.5m或2m×3m。长方形的抗滑桩比方形的抗滑桩具有更好的加固效果。

进一步地是，抗滑桩的横截面为圆形，扩大段的横截面直径等于嵌固段的横截面直径的1.5～3倍；嵌固段的横截面直径优选为1～2m。经验证，满足上述数值范围的抗滑桩尺寸，工程造价合理，并且能够较大限度地减小嵌固段顶部局部范围内的地层抗力。

进一步地是，嵌固段长度为受荷段长度的0.5～0.8倍；扩大段长度为受荷段长度的0.1～0.4倍。当扩大段的长度超过上述数值范围时，造价显著提升，但是加固效果趋于平稳。当扩大段的长度低于上述数值范围时，加固效果难以满足需求；经验证，当扩大段长度为受荷段长度的0.1～0.4倍时，能够兼具低造价和加固效果好的优点。

进一步地是，抗滑桩由钢筋混凝土一体浇筑成型。由此，抗滑桩便于施工建造，且抗滑桩本身的强度高，使用寿命长。

为了实现上述目的，本发明其次提供了边坡加固装置。

该边坡加固装置包括间隔排列的桩体，所述桩体采用上述的抗滑桩，相邻抗滑桩之间的间距为扩大段直径或延长边长度的2～3倍。其中，抗滑桩优选组合为单排抗滑桩的结构形式使用，即沿坡体走向以一定间距布设一排抗滑桩。所述的延长边即为当抗滑桩截面为矩形时在垂直于滑坡推力水平投影的方向上扩大段的边。所述的相邻抗滑桩之间的间距是指相邻抗滑桩的竖向轴线之间的距离。

为了实现上述目的，本发明还提供了边坡加固方法。

该边坡加固方法采用上述的边坡加固装置对设计滑坡推力为700～1000kN/m的边坡进行加固。

综上可知，本发明的抗滑桩以及边坡加固装置具有结构简单，工程造价低，加固效果好等优点，能够对设计滑坡推力为700～1000kN/m的边坡进行有效的加固，能够经济合理地解决传统单排抗滑桩的不利问题。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例1的抗滑桩的侧视图。

图2为本发明实施例1的抗滑桩的剖视图。

图3为本发明实施例1的桩侧地层抗力值随距受荷段底面深度变化的分布曲线。

图4为本发明实施例2的抗滑桩的剖视图。

图5为本发明实施例3的边坡加固装置的结构示意图。

上述附图中的有关标记为：

100-受荷段；

200-嵌固段；

300-扩大段；

400-坡面；

500-滑动面；

a-垂直于滑坡推力水平投影的方向上扩大段的宽度；

a

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例1

图1为本实施例的抗滑桩的侧视图。图2为本实施例的抗滑桩的剖视图(沿图1中A-A方向)。

图1-2所示的抗滑桩，包括受荷段100、嵌固段200和扩大段300，其中，所述受荷段100位于滑动面500与坡面400之间，所述嵌固段200位于滑动面500的下方，所述扩大段300设于受荷段100与嵌固段200之间并且位于滑动面500的下方；抗滑桩由钢筋混凝土一体浇筑成型。

抗滑桩总长度为18m，其中，受荷段100长度为9m，嵌固段200长度为6.3m，扩大段300长度为2.7m。

受荷段100与嵌固段200的横截面尺寸相等且投影重合，受荷段100和嵌固段200的横截面尺寸为2m×3m；扩大段300的上端与滑动面500平齐。

抗滑桩的横截面为长方形，嵌固段200横截面的垂直于滑坡推力水平投影的边为嵌固段200的短边；在垂直于滑坡推力水平投影的方向上，扩大段300的宽度a等于嵌固段200的宽度a

为了充分说明增设扩大段300为抗滑桩所带来的有益效果，进一步采用“弹性地基梁理论”计算了a/a

图3为a/a

由此可以说明，扩大段300可以增大嵌固段200顶部对滑床挤压的作用面积，有效减小嵌固段200顶部局部范围内的地层抗力。同时，有助于减小嵌固段200深度，缩短桩长，更为经济合理。

随着a/a

实施例2

图4为本实施例的抗滑桩的剖视图(沿图1中A-A方向)。

与实施例1相比，本实施例的抗滑桩具有的区别是：如图4所示，抗滑桩的横截面为圆形，扩大段300的横截面直径等于嵌固段200的横截面直径的1.5～3倍；嵌固段200的横截面直径为1～2m。

实施例3

如图5所示的边坡加固装置为实施例1的抗滑桩按照延长边长度的2～3倍的间距进行排列得到的单排抗滑桩。

实施例4

边坡加固装置为实施例2的抗滑桩按照扩大段300直径的2～3倍的间距进行排列得到的单排抗滑桩。

实施例3-4的边坡装置用于对设计滑坡推力为700～1000kN/m的边坡进行加固。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。