CN103669333A - 便于真空降水的抗滑桩 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便于真空降水的抗滑桩，属于边坡治理设施领域，该抗滑桩包括：抗滑桩体和真空管井；抗滑桩体内设置所述真空管井；真空管井设置在所述抗滑桩体的中间部位，从上至下贯通所述抗滑桩体；真空管井顶端设有抽水管孔和抽气孔；所真空管井采用钢套管，钢套管顶端设置密封井口，钢套管底部为滤水段。该抗滑桩在抗滑桩体的中间设置真空管井，在不折减桩身强度的前提下，减少了抗滑桩混凝土的用量，该抗滑桩体可以人工挖孔现浇桩体，施工简单易于操作，是一种有效的治理边坡滑坡的工程措施。并且由于设置真空管井，可以实现真空深井降水排出地下水，解决现有抗滑桩排水效果不理想，操作不方便的问题。

Description

便于真空降水的抗滑桩

技术领域

本发明涉及边坡治理设施领域，特别是涉及一种库区滑坡治理工程中使用的便于真空降水的抗滑桩。

背景技术

抗滑桩是治理滑坡的有效工程措施，它是靠桩周土体对桩的嵌制作用来稳定土体的，抗滑桩已广泛应用于边坡治理中。排水工程也是防治滑坡的一项工程措施，分为地表排水和地下排水。地表排水工程简单易施工，工程造价低，几乎所有的滑坡整治工程都包括地表排水措施。地下水水位对边坡稳定性有很大影响，水位越高，边坡安全系数越低，严重威胁边坡的安全。特别是在南方多雨的山区及各种大型水库库区边坡，地下水的渗流作用加剧了边坡潜在的滑坡危险性。地下排水工程能大大降低孔隙水压力，增加有效正应力从而提高抗滑力，加固效果极佳，但深部大规模的排水比起地表排水要复杂得多。工程中采用的抗滑桩一般是钢筋混凝土结构，主要起锚固、抗剪作用，虽然提高了坡体抗滑稳定性，但对排除坡体内的水没有任何作用。紧密排列的抗滑桩还在一定程度上产生了截渗墙的作用，阻挡了坡体内水的渗流通道。

目前，由三峡大学彭辉等设计的一种新型打入式抗滑桩，桩身内设有中孔，中孔与分布在桩身上的排水孔联通。在桩体打入边坡土体时，土中压力水能够通过排水孔进入中孔排出，既可排出土体中压力水，又起到锚固或挡墙作用。

上述现有技术这种抗滑桩虽具有排水功能，但只能排出土中压力水，排水效果不明显。由于是设计的打入式抗滑桩，桩身长度较短，强度较低，土体加固作用也不够。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种便于真空降水的抗滑桩，大型库区库水位快速、反复升降可能造成库水位与边坡内地下水压差较大，易引发滑坡破坏，本发明拟采用真空降水技术，能减小库水位快速下降时边坡外与边坡内地下水的高差，从而解决了快速降水时边坡体内、外水压差大而诱发的边坡失稳问题。

本发明提供一种便于真空降水的抗滑桩，包括：

抗滑桩体和真空管井；

所述抗滑桩体内设置所述真空管井；

所述真空管井设置在所述抗滑桩体的中间部位，从上至下贯通所述抗滑桩体；

所述真空管井顶端设有抽水管孔和抽气孔；

所述真空管井采用钢套管，所述钢套管顶端设置密封井口，所述钢套管底部为滤水段。

本发明的有益效果为：在抗滑桩体的中间设置真空管井，在不折减桩身强度的前提下，减少了抗滑桩混凝土的用量，该抗滑桩体可以人工挖孔现浇桩体，施工简单易于操作，是一种有效的治理边坡滑坡的工程措施。并且由于设置真空管井，可以实现真空深井降水排出地下水，解决现有抗滑桩排水效果不理想，操作不方便的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的抗滑桩的结构示意图；

图2为图1中的A-A向的抗滑桩体的剖面示意图；

图3为本发明实施例提供的井口密封结构示意图；

图4为本发明实施例提供的井口密封的法兰孔口布置示意图；

图5为图1中的B-B向的抗滑桩体的滤水段的截面图；

图6为本发明实施例提供的抗滑桩布置在岸坡的示意图。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

图1、3所示为本发明实施例提供一种便于真空降水的抗滑桩，是一种边坡治理中方便排水的抗滑桩设施，该抗滑桩包括：抗滑桩体1和真空管井2；

其中，抗滑桩体1内设置真空管井2；

真空管井2设置在抗滑桩体1的中间部位，从上至下贯通抗滑桩体1；

真空管井2顶端设有抽水管孔14和抽气孔15；

真空管井2采用钢套管，钢套管顶端设置密封井口21，钢套管底部为滤水段22。设置密封井口21使真空管井2内形成密闭结构的井室，便于实现真空降水。

如图2所示，上述抗滑桩的抗滑桩体1的结构为方形，由套装在真空管井外面的钢筋笼11灌装混凝土形成的桩身10、设置在桩身10底端的滤水段12和设置在滤水段底端的扩大桩头13构成；滤水段12的位置与真空管井2的滤水段22的位置相对应。

如图3、4所示，上述抗滑桩中，真空管井2的密封井口21的结构，由套装在钢套管顶端的密封套筒211和设置在密封套筒的法兰212构成；

抽水管孔14和抽气孔15设置在法兰212上。具体的，抽水管孔14可由三个通孔构成，一个为供抽水管通过的通孔，另两个是水泵电缆孔16和吊装铁丝孔17（见图4）。

如图5所示，上述抗滑桩中，真空管井2的滤水段22为：钢套管的底部一段管体上设置多个通孔，各通孔分别连接一塑料管221连接，塑料管221穿出到抗滑桩体1外，能与抗滑桩体外土层接触，塑料管221的管头设有滤网。其中，塑料管221采用外径为10mmPVC塑料细管；塑料管221的管头设置的滤网为一层80目滤网。可以防止土进入塑料管堵塞管体。

上述抗滑桩中，抗滑桩体的滤水段12外包覆有粗砂层，便于透水。

如图1所示，上述抗滑桩还包括：抽真空装置3和抽水装置4；其中，抽真空装置3的抽气管与真空管井2内连通；抽水装置4设置在真空管井2内，抽水装置2的抽水管伸出至真空管井外。优选的，抽真空装置3可采用直联水环式真空泵。抽水装置4可采用深井潜水泵，设置在真空管井底部。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例提供一种抗滑桩，是一种内嵌真空管井的抗滑桩，该抗滑桩是一种可以现场人工挖孔的现浇混凝土结构，包括抗滑桩体和内嵌在滑桩体内的真空管井，抗滑桩体包括桩身和桩下部扩大桩头，桩身内设有真空管井，真空管井由钢套管制成，钢套管上部为密封井口，下部为滤水段，密封井口由无缝钢管的密封套筒和法兰（作为密封盖的上法兰和设置在密封套筒上的下法兰）构成，采用“法兰+密封套筒”的方式密封。滤水段为在钢套管的管体圆周钻多个小的通孔，各通孔上均连接塑料管（塑料管采用外径10mm的PVC塑料细管），塑料管穿过抗滑桩体与桩周土层接触，为防止进土堵塞，塑料管的管头包扎一层80目滤网。进一步的，还可以设置抽真空装置和抽水装置，与真空管井配合，形成真空降水系统。

该抗滑桩由于采用桩身内设有真空管井，井身下部由与桩周土层相连通的结构，实现了在抵抗边坡土体下滑的基础上利用真空深井降水技术降低边坡地下水位的效果，并且可以解决其他降水方法不可以做到的降低弱透水层和含水层界面残留水的问题，大大减小边坡土层孔隙水压力，提高其边坡稳定安全系数。

下面结合附图分别对上述抗滑桩的各部分进行说明。

（1）抗滑桩体结构：

抗滑桩体由内部设有真空管井的桩身、桩下部扩大桩头及滤水段外部包围的粗砂构成，桩身截面尺寸为1.6m×1.2m。抗滑桩体长度一般按桩底触及基岩或较硬土层为准，需穿过边坡潜在滑移面，人工挖孔完毕后，绑扎钢筋笼，中间固定一个半径为200mm、长度与孔深相等的钢管作为降水管井，然后边提护壁模板边浇注混凝土制成抗滑桩。

(11)桩底扩大头：

孔深挖至设计孔深，一般为稳定基岩，清理孔底扩大桩头，用较高标号混凝土封底15～20cm，中孔管井就坐落在封底上。扩大桩头的作用是加大抗滑桩对土体的锚固力。

(12)滤水段桩外部包围粗砂：

真空管井的底部为滤水段，由PVC细管穿过抗滑桩与周围土体接触形成滤水通道，为加大滤水面积，在浇注桩头及桩底段时，在支模外面压入粗砂，边提模板边浇注混凝土。最后使桩底段四周包围一圈粗砂，使地下水能容易地流入真空管井的负压区中。

桩身下部滤水段根据不同的布桩位置有所差别，滤水段设在岸坡潜在滑移面的上方，使真空深井降水系统所降地下水都来源于滑移面以上坡体。由极限分析上限法分析确定岸坡潜在滑移面形式。

(13)桩身：

桩身设计按《抗滑桩设计规范》要求进行，使之具有一定的抗弯强度，满足提高滑坡体稳定系数的作用，本设计中取桩身截面尺寸1600mm×1200mm。

（2）真空管井：

真空管井由井身上部密封井口、井室、井身下部为钻孔滤水段、穿过桩体下部的PVC塑料细管、抽气装置和抽水装置组成，其与管井降水装置区别就是增加密封及抽真空装置，通过真空泵抽气在密封的管井中形成负压，加速排出地下水，同时真空负压还能对渗透性差的土层中地下水产生作用力，疏干地下水。

(21)井口设计：

真空管井井口要严格密封：井口采用“法兰+密封套筒”的方式封闭，在浇注抗滑桩混凝土至井管上口1米时，将已加工好的带下法兰2111的无缝钢管的密封套筒211套在井管2外，密封套筒211长度0.5m～1.0m，与钢套管2连接方式为焊接，然后再用较细水泥浆液进行密封。上法兰212为15mm厚钢板，上面开设有水泵电缆孔16、抽水管孔14、吊泵铁丝孔17和抽气孔15。在抗滑桩桩头制作井室，用于安放抽气装置、抽水装置与管路。

(22)井身滤水段：

作为管井的钢管下部钻孔制作真空管井的滤水段部分，滤水段长度为井身的25%～50%。沿钢管四周钻孔，钻孔直径为PVC塑料细管外径10mm，将PVC管一端插入管井中，另一端用80目滤网包扎，防止土颗粒进入管中阻塞水流，PVC管延伸至所挖桩孔的孔壁土层，与桩周布置的粗砂接触，形成地下水渗流通道。

(3)降水系统：

真空管井的井室与抽水装置、抽气装置及管路配合形成降水系统，其中，井室是在抗滑桩桩顶设置的用于存放真空管井系统各种装置及管路的小室，保护井口密封法兰装置以免被损坏造成漏气现象的发生。真空深井降水技术最关键的是密封性要好，实践证明真空度在-0.04～-0.06MPa最为适宜，抽气装置选用直联水环式真空泵，抽水设备为深井潜水泵，扬程大于15m，水泵的出水量根据地下水降深和计算的排水量选用。

深井潜水泵通过钢丝吊装，在上法兰相应地开有抽水管孔、水泵电缆孔和吊泵钢丝孔，潜水泵经电缆与地面上的电源相接。上法兰上还开设有接真空泵的抽气孔，所有的孔通过线路或管路后都要由麻绳或沥青处理，保障严格的密封。

本发明的抗滑桩60在岸边的布置方式如图6所示，其中，61标识的为潜在滑移面，62标识的为岸坡，63标识的为水位浸润线。

本发明的有益效果为：通过在抗滑桩体中间留有中孔设置真空管井，在不折减桩身强度的前提下，减少了抗滑桩混凝土的用量，人工挖孔现浇桩体，施工简单易于操作，是一种有效的治理边坡滑坡的工程措施；采用的真空管井进行降水可以高效地排出地下水，弥补采用排水廊道、垂直钻孔抽水降水效果不理想、实际操作较困难的不足，对治理库区边坡、降水较多的山区边坡滑坡问题有很好的效果。利用真空管井的降水系统现场组装制作，抽出的水源可以用于农田灌溉或排入水库中，大大减少水资源浪费。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种便于真空降水的抗滑桩，其特征在于，包括：

抗滑桩体和真空管井；

所述抗滑桩体内设置所述真空管井；

所述真空管井设置在所述抗滑桩体的中间部位，从上至下贯通所述抗滑桩体；

所述真空管井顶端设有抽水管孔和抽气孔；

所述真空管井采用钢套管，所述钢套管顶端设置密封井口，所述钢套管底部为滤水段。

2.如权利要求1所述的便于真空降水的抗滑桩，其特征在于，所述密封井口由套装在所述钢套管顶端的密封套筒和设置在所述密封套筒的法兰构成；

所述抽水管孔和所述抽气孔设置在所述法兰上。

3.如权利要求1所述的便于真空降水的抗滑桩，其特征在于，所述滤水段为：所述钢套管的底部一段管体上设置多个通孔，所述各通孔分别连接一塑料管连接，所述塑料管穿出到所述抗滑桩体外，能与所述抗滑桩体外土层接触，所述塑料管的管头设有滤网。

4.如权利要求3所述的便于真空降水的抗滑桩，其特征在于，所述塑料管的外径为10mm；

所述塑料管的管头设置的滤网为一层80目滤网。

5.如权利要求1所述的便于真空降水的抗滑桩，其特征在于，所述抗滑桩体为方形，由套装在所述真空管井外面的钢筋笼灌装混凝土形成的桩身、设置在所述桩身底端的滤水段和设置在所述滤水段底端的扩大桩头构成；

所述滤水段的位置与所述真空管井的滤水段的位置相对应。

6.如权利要求4任一项所述的便于真空降水的抗滑桩，其特征在于，所述抗滑桩体的滤水段外包覆有粗砂层。

7.如权利要求1至6任一项所述的便于真空降水的抗滑桩，还包括：抽真空装置和抽水装置；其中，

所述抽真空装置的抽气管与所述真空管井内连通；

所述抽水装置设置在所述真空管井内，所述抽水装置的抽水管伸出至所述真空管井外。

8.如权利要求7所述的便于真空降水的抗滑桩，所述抽真空装置采用直联水环式真空泵。

9.如权利要求8所述的便于真空降水的抗滑桩，所述抽水装置采用深井潜水泵，设置在所述真空管井底部。

Images