- 地质工程设计(第二版)
- 张发明主编
- 1928字
- 2021-10-29 16:14:58
第二节 抗滑桩的分类与特征
一、抗滑桩的分类
1.按桩与桩周介质的相对刚度划分
抗滑桩可用于加固松散的滑坡体,也可以用于加固潜在的不稳定岩体。显然,作为抗滑桩在加固上述两类物质时的作用机理不同,按桩与桩周介质的相对刚度可分为以下两种类型,而目前抗滑桩的设计,通常按这两种分别采用不同的计算公式计算抗滑桩的内力。
(1)刚性桩:与桩体本身相比,桩周围介质为近似刚性体,常见的岩石边坡加固中的抗滑桩可视为刚性桩。
(2)弹性桩:与桩体本身相比,桩周围介质为近似弹性体,通常将松散滑坡体或土坡中的抗滑桩作为弹性桩考虑。
2.按桩顶固定程度划分
(1)桩头固定式抗滑桩:为提高抗滑桩的整体抗滑力,有效利用滑坡体不同位置间的相互作用力,可以在桩顶用钢筋混凝土台板或梁联结,形成桩顶梁(冠梁)(图3-1)。在治理好的滑坡表面附近能看见混凝土梁。
图3-1 桩头固定式抗滑桩
(2)桩头自由式抗滑桩:大部分抗滑桩的桩顶是自由式的,即桩与桩之间是相互独立的结构。
3.按桩身埋置情况分类
根据设桩的位置及桩前滑坡体的稳定情况,抗滑桩可分为全埋式、半埋(悬臂)式两种。
(1)全埋式:抗滑桩的桩顶埋于滑坡体内的一种形式。当桩前滑坡体能保持稳定,抗滑桩将按全埋式桩考虑。
(2)半埋式:又称悬臂式抗滑桩,桩前滑坡体不能保持稳定可能滑走的情况,或因上部结构的需要,设置的抗滑桩一部分裸露于滑坡体外的抗滑桩。
4.按平面布置形式分类
(1)单排桩:在整个滑坡体中,仅有一排抗滑桩,主要是用于滑坡体规模较小的滑坡治理。
(2)多排桩:对于滑坡体规模大、下滑力大的滑坡体,难以用一排抗滑桩提供抗力时,通常采用多排抗滑桩进行治理。
5.按断面形式分类
(1)圆形桩:抗滑桩的截面为圆形,是最常用的一种形式,该类型的抗滑桩大多采用钻孔灌注桩(图3-2)。
(2)矩形桩:对于前期勘察阶段人工开挖的竖井,在后期改造为抗滑桩时,就形成矩形截面的抗滑桩,如图3-3为江苏宜兴抽水蓄能电站上水库坝基矩形抗滑桩施工截面。
图3-2 圆形抗滑桩
图3-3 矩形抗滑桩施工截面
(3)方形桩:是矩形桩的一种特殊形式,即采用的截面为正方形。
(4)管桩:利用现成的预制管桩加固滑坡体的抗滑桩(图3-4)。
6.按成桩材料划分
(1)木桩:是最古老的一种抗滑桩形式,桩体材料采用木材,常见于小型滑坡体的临时性支护中。
(2)钢筋(轨)混凝土桩:采用钻机或人工成孔后,向孔中置入钢筋笼,再向孔中灌入一定强度的混凝土所形成的桩,成为钢筋混凝土抗滑桩。如在孔中放置钢轨,则形成钢轨混凝土桩。该类桩是目前最常见的抗滑桩形式(图3-5)。
图3-4 管桩外形图
图3-5 钢筋混凝土桩
(3)钢筋混凝土管桩:管桩中配置有一定量钢筋的抗滑桩。
(4)钢管及钢管中加H形钢桩:采用一定直径的钢管作为抗滑桩。
(5)钢轨桩:铁路部门常采用的一种抗滑桩,在桩中央布置一定数量的钢轨。
(6)钢板桩:用一定厚度的钢板作为支挡滑坡体的一种抗滑桩,常见于深基坑边坡支护。
7.按施工方法分类
(1)沉井桩:以沉井的方式施工的抗滑桩,称为沉井桩。
(2)钻孔插入或打入桩:采用钻孔成桩的方式形成的抗滑桩称为钻孔桩(图3-6)。
(3)人工挖孔桩:采用人工开挖方式形成的抗滑桩称为人工挖孔桩。
8.按受力条件划分
抗滑桩也可以按桩的受力条件划分为一般抗滑桩(图3-7)、椅式桩墙(图3-8)、门形刚架桩(图3-9)、排架式桩(图3-10)、h形排架桩(图3-11)及预应力锚索抗滑桩(图3-12)等类型。
图3-6 钻孔桩
图3-7 一般抗滑桩(单位:m)
图3-8 椅式桩墙(单位:m)
图3-9 门形刚架桩(单位:m)
图3-10 排架式桩(单位:m)
图3-11 h形排架桩(单位:m)
图3-12 预应力锚索抗滑桩(单位:m)
二、抗滑桩特点与适用条件
抗滑桩具有抗滑能力强、适宜场地广泛、结构布置灵活(单排或多排,单独或结合其他工程使用)、施工简便(可采用人工挖孔成桩或钻孔成桩等)、工作面多(多根桩可以同时施工)、挖方量小、工期短、收效快、费用低、对滑体扰动小、安全可靠等诸多优点,并可根据开挖桩孔直接校核地质条件,进而可以检验和修改原来的设计,如南京方山石龙路滑坡治理中,原设计桩长为14m抗滑桩,施工过程揭露基岩埋深超过20m,及时对设计方案进行了调整,保证了抗滑桩加固效果。抗滑桩作为滑坡治理的重要方法,是通过滑动面以下完整岩土体提供一个抗力来抵抗滑坡体向下滑动的,因此,使用抗滑桩的条件是滑坡体具有明显的滑动面,滑面以下又具备能提供抗力的稳定岩土体。当然,如果抗滑桩的下方有一定体积且稳定的抗力体,则对抗滑桩的稳定性更为有效。实际工程中,目前的应用效果表明,除流塑性滑坡以外的各种类型滑坡都可以使用抗滑桩作为治理滑坡的有效措施。如南京地区秦淮河治理中的草场门—汉中门段虽然左岸地质条件较差,以杂填土及黏土为主,但在岸坡稳定性加固中,采用钢筋混凝土抗滑桩加固效果很好。