科创中国●保定云
首页
需求大厅
成果大厅
科技服务团
专家人才
品牌活动
技术转移
科技普及
科创视野
关于我们
数据中心

展臂式排水抗滑桩及其结构计算方法

  • 发布时间: 2024-09-06
预算 双方协商
基本信息
成果方:三峡大学
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
其他
成果描述

展臂式排水抗滑桩,包括主桩柱,主桩柱上设有展臂、疏排水结构;所述展臂设置在主桩柱上且位于主桩柱的桩前、桩后位置,桩前、桩后的展臂通过对滑坡体自身的开发利用实现滑坡体与抗滑桩之间从滑‑挡的模式向滑‑自稳‑挡的模式转化;所述疏排水结构设置在主桩柱外侧且由桩心外模拼装而成;所述疏排水结构外壁设有进水孔,疏排水结构内部设有储水腔室、水蒸汽溢出管,其中水蒸汽溢出管与外部连通。本发明提供的展臂式排水抗滑桩及其结构计算方法,既能开发利用滑坡体自身的积极作用,提升抗滑桩功效;又能疏排水克服抗滑桩滞水效应。

应用范围

抗滑和排水是滑坡治理工程经常采用的两大措施,有着广泛的工程应用需求。

抗滑桩经历近百年的应用发展,然而其结构设计始终是围绕滑—挡这一中心思想。在这一思想的指导下,发展出的多样抗滑桩结构型式桩体始终被视为被动承力体,滑坡体是灾害体。

水在滑坡稳定性发展中扮演重要角色,然而其作用机理复杂,目前仍未有完全揭示,尤其对涉水滑坡稳定性的研究预测仍是难题。排水无疑是解决其带来复杂难题的釜底抽薪之策。

在滑坡治理中,抗滑桩以其结构形式简单、抗滑能力强、支挡效果好、设桩位置灵活等优点,在世界各国得到了广泛应用。随着抗滑桩的广泛应用,其应用伴随的负面属性也被发现认识。业界认识到抗滑桩本身的低渗透性,将减少滑坡体内地下水的渗流通道,影响地下水渗流,进而影响治理工程安全。

本申请将采用抗滑桩治理滑坡后伴随的地下水位抬高的现象定义为滞水效应。

现行滑坡地下排水措施主要有渗沟、盲沟、排水孔、排水隧洞、集水井、虹吸等。需要强调的是,我国现行行业、地方标准规范中未有针对滞水效应的疏排设计等相关规定。现行的地下水疏排措施设计是针对滑坡体内自然渗流状态下的水体,排水措施的设计中未考虑抗滑桩工程实施对滑坡体渗流场改变的影响。由此,可能导致排水措施选取不当、设计不全,从而影响排水效果,进而影响滑坡治理工程的长期安全性。

目前,地下排水工程与抗滑桩工程围绕各自既定的功能目标进行设计施工,其各自本身的结构特点,使得其间难以共享施工工作面,各行其是,因此为达到稳定滑坡的目的修建抗滑桩及排水工程将不得不进行大量的投入。例如1997年八渡车站滑坡被确认复活,二次治理修建了地面排水系统、500m地下排水盲洞及113根锚索抗滑桩。这些措施是针对滑坡复活主控因素对症下药,随着工程的实施滑坡变形终趋稳定,使得南昆铁路得以按时通车,但同时增加投资达9000万元。黑龙江嘉荫县团结沟露天金矿西采场滑坡治理中,测算治理滑坡的疏排水工程费用约917万。通常一根大型抗滑桩造价就可达数十万元,治理一个大型滑坡需投资数百万元乃至数千万元。因此,创新设计抗滑排水功能结合结构,势必减少滑坡治理成本。


前景分析

本发明展臂式排水抗滑桩及其结构计算方法,具有以下技术效果:

1)、根据治理工程实际,在主桩柱的相应位置设置展臂,展臂可实现卸荷、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,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。

6)、通过设置疏排水结构,排水的同时克服抗滑桩滞水效应,保证滑坡治理工程的长期安全性。


联系方式

  • 联系人:

    陈光富

  • 联系电话:

    18633276657

  • 通讯地址:

    湖北省宜昌市大学路8号

请填写以下信息

  • *

    联系人:

  • *

    手机号:

  • *

    单位名称:

  •  备注:

  • 取消 确定