展臂式抗滑桩
展臂式抗滑桩,包括主桩柱、展臂;其中,展臂设置在主桩柱上且位于主桩柱的桩前、桩后及桩侧位置。桩前、桩后的展臂通过对滑坡体自身的开发利用实现滑坡抗滑桩治理从滑‑挡的模式向滑‑自稳‑挡的模式转化;桩侧展臂阻挡土体从桩间滑出,其设置可增大桩间距。本发明提供的展臂式抗滑桩及其背后的设计理念将推动抗滑桩结构设计与应用迈向新台阶。
抗滑桩经历了近百年的发展,从最初的单桩,到型式多样的组合桩、锚索抗滑桩、预应力桩及围桩土耦合结构等。抗滑桩的结构设计理念决定了其结构型式,桩结构型式又决定了滑坡治理工程成效。抗滑桩在广泛应用的过程中,结构型式得到了发展丰富。纵观抗滑桩结构型式的发展历程,其结构演进过程依循两条路线:1)以提高抗滑桩的适用性为目的;2)从桩土作用研究出发,促成桩土耦合共同抗滑。
上述两条发展路径,但其结构设计思想均始终是滑挡。围桩土耦合抗滑桩虽有调动土体的积极作用,但其设计思想仍是囿于桩—滑坡体对抗的框架下,对土体的利用限于围桩内部土体,也是很有限的。现行各类抗滑桩结构设计受力分析中始终将滑坡体视为纯粹的灾害体、滑坡推力的源泉,桩体为此载荷的受体,此限制了抗滑桩的进一步发展应用。
本发明展臂式抗滑桩,具有以下技术效果:
1)、前后的展臂共同作用可实现卸荷、分割坡体、反压,转下滑力为抗力;可施力,变被动为主动;可支撑,利用坡体反力。
2)、桩后展臂呈水平展开时分解坡体卸荷,此时其承接展臂上方坡体自重,减小展臂下桩身所受的土压力,使得倾覆力矩相应减小,同时利用展臂上方滑坡体自重为桩柱提供一个反向弯矩(相对于滑坡推力作用引起的弯矩),使结构的内力分布更为合理。
3)、桩后展臂呈斜向下展出时可反压,此时展臂如同“人工滑面”,促使臂上土体形成向后滑动的趋势,从而反压滑体;桩后展臂斜向上展出时可施力,此时展臂伸展在滑坡推力作用下臂下土体压缩,增加摩擦力维稳。
4)、桩前展臂呈水平或斜向下或斜向上展出时可提供支撑,此时展臂利用桩前坡体反力,调整桩体内力分布,提升主桩柱刚度,克服悬臂抗弯能力不足的劣势。通过设置桩前展臂,相对于仅仅设置桩后展臂而言,可提供支撑,减小桩体位移,保证桩的有效性,减少锚固段长度。
5)、展臂也可设置在主桩柱两侧,扩大桩体影响范围增加桩间距。
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