技术领域
[0001] 本发明涉及桥梁穿越滑坡体技术领域，尤其涉及一种穿越滑坡体的桥梁桩基隔离结构与建造方法。
相关背景技术
[0002] 滑坡是一种斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生滑移的一种不良地质现象。在工程界里甚至谈“滑坡”惧变，都要求远离滑坡体并保持一定的安全距离，但由于受条件限制，无法避开且必须在滑坡体上穿越时，过去往往要求把滑坡体全部清除，然后再修筑构筑物或建筑物。由于滑坡体体量一般都是数百万方立方甚至上千万立方，其清除费用较高，裸露出的坡面还须进行环保复绿处理，同时清除的弃土还破坏环境。
[0003] 道路作为线状构筑物必须穿越滑坡体时一般采用桥梁跨越，由于桥梁基础施工会扰动滑坡体，同时桥梁荷载会增加滑坡体的受力，甚至破坏原滑坡体平衡条件，增加滑坡滑移风险，对桥梁施工与运营均存在安全隐患，因此不能采用常规桥梁桩基施工方法。为减小施工期间对滑坡体扰动和桥梁对滑坡体的加载，运营期桥梁桩基避免承受来自滑坡体的水平力，迫切需要一种新型的桥梁桩基形式和施工方法来实现桥梁桩基穿越滑坡体，从而实现桥梁桩基通过滑坡体。
[0004] 为避免桩基承受滑坡体的水平力，桥梁桩基须采用隔离构造物进行物理隔离，使桥梁桩基免收滑坡体主动下滑力。过去隔离构造物一般采用大直径钢管桩，但受钢管的径厚比、钢管自身抗弯刚度和滑坡体土压力影响，钢管后期变形较大，因此就需要更大的直径和更厚的壁厚钢管桩来抵抗隔离构造物的变形。钢管桩的抵抗变形能力主要由截面抗弯惯性矩决定，即 根据结果力学知在土侧向压力作用下，隔离构造物悬臂梁端部的位移值为 其中位移值f若大于隔离构造与桥梁桩基间的间距，导致钢管桩隔离
失效，使桥梁桩基承受水平力，产生桩基变位，从而导致桥墩偏位，影响行车安全。
具体实施方式
[0037] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038] 如图1‑6所示，本发明的一种穿越滑坡体的桥梁桩基隔离结构，包括套设在桥梁桩基8上的隔离管柱和设置在滑坡体2上的抗滑单元，抗滑单元布置在桥梁潜在滑动方向的下缘；隔离管柱下端穿过滑坡体2并深入至稳定的岩层内。首先对滑坡体2施加抗滑单元进行滑坡体2整体稳定加固，确保滑坡体2处于稳定状态；其次在滑坡体2的桥梁桩基8处插打入隔离构造物(隔离管柱)对滑坡体2进行局部隔离与稳定；在隔离构造物内设置桩基护筒7，采用常规机械设备形成桥梁桩基8；最后在桥梁桩基8全部完成后按照常规方法施工桥梁其它结构。
[0039] 本实施例中，隔离管柱包括呈“O”型的圆形管柱5和“T”形柱6，圆形管柱5为中空结构，套设在桥梁桩基8外；“T”形柱6沿滑坡体2潜在滑动方向的上缘布置，尾部固定在圆形管柱5外壁面上。隔离管柱为钢结构，圆形管柱5和“T”形柱6焊接成“TO”组合隔离钢管桩。“TO”组合隔离管桩较传统的管桩在叠加方向上能获得较大的水平抗弯惯性矩，减小隔离构造物的位移，同时隔离构造物四周土体的存在，使得局部失稳情况不再发生，保证了桥梁桩基的隔离效果。“T”形柱6沿滑坡体2潜在滑动方向的上缘布置，使隔离构造物的组合抗弯惯性矩发挥最大效应，减小隔离构造物的在潜在滑动方向上水平位移。
[0040] 根据材料力学，独立“T”形柱6和独立圆形管柱5的抗弯刚度分别为EOIO和ETIT，组合截面“TO”组合隔离钢管桩的形成的组合抗弯刚度为：
[0041]
[0042] 根据结构力学，隔离构造物悬臂端的位移公式 其中q为土压力，由滑坡体土体决定，难以人工改变；L为隔离桩的悬臂长度，由滑坡体的厚度决定，难以人工改变，E为隔离构造物的弹性模量，由隔离构造物的材质决定，也难以人工改变；I为受力方向的抗弯惯性矩，由隔离构造物的断面形式决定，可以通过工程手段进行调整，其隔离构造物的抗弯惯性矩越大，隔离构造物的位移越小。
[0043] “TO”组合隔离钢管桩较传统的钢管桩在叠加方向上能获得较大的水平抗弯惯性矩，减小隔离构造物的位移，同时隔离构造物四周土体的存在，使得局部失稳情况不再发生，保证了桥梁桩基的隔离效果。
[0044] 本实施例中，圆形管柱5中心与桥梁桩基8中心重合，“T”形柱6宽度a约为0.6～0.8倍桥梁桩基8直径，高度b约为0.3～0.4倍桥梁桩基8直径，圆形管柱5半径比桥梁桩基8半径大50cm左右。
[0045] 本实施例中，圆形管柱5与桥梁桩基8之间设有桩基护筒7，桩基护筒7深入至滑动面界面以下，桩基护筒7为在土质地层中桥梁桩基8成孔用的定位钢管，半径比桥梁桩基8半径大20cm左右。
[0046] 本实施例中，滑坡体2为斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面产生滑移的土体；抗滑桩3为在滑坡体2坡脚位置设置抵抗滑坡体2滑动的排桩；
[0047] 本实施例中，抗滑单元与滑坡体2潜在滑动方向垂直，抗滑单元包括冠梁4和多个均匀分布的抗滑桩3，抗滑桩3为在滑坡体2坡脚位置设置抵抗滑坡体2滑动的排桩，抗滑桩3下端穿过滑坡体2并深入至稳定的岩层内，桩顶用冠梁4将所有抗滑桩3串联在一起，以增强抗滑桩3间的协调受力。
[0048] 本发明的穿越滑坡体的桥梁桩基隔离结构的建造方法，包括以下步骤：
[0049] 1)按照图1在大地1上探测出滑坡体2的边界范围；
[0050] 2)根据抗滑桩的土力学平衡，计算出抵抗滑坡体2滑动的抗滑桩所需数量，并在滑坡体2边界范围内打入抗滑桩3对滑坡体整体稳定加固，使滑坡体整体处于稳定状态；
[0051] 3)抗滑桩桩顶用冠梁4将所有抗滑桩串联在一起，以增强抗滑桩间的协调受力；
[0052] 4)将“O”圆形钢管5和“T”形钢6焊接形成“TO”组合隔离钢管桩；
[0053] 5)在整体稳定加固后的滑坡体2上顺着滑坡潜在滑动方向，插打“TO”组合隔离钢管桩，须保证“TO”组合隔离钢管桩的下端须穿过滑坡体并深入至稳定的岩层内，钢管桩的中心与桥梁桩基中心重合，必须将“TO”组合隔离钢管桩的“T”形钢方向位于滑坡潜在滑动方向的上缘，使隔离构造物的组合抗弯惯性矩发挥最大效应，减小隔离构造物的在潜在滑动方向上水平位移；
[0054] 6)在“TO”组合隔离钢管桩“O”圆形钢管5内打入桩基钢护筒7，桩基钢护筒须深入至滑动面界面以下；
[0055] 7)在桩基钢护筒内采用常规机械设备形成桥梁桩基；
[0056] 8)待桥梁桩基全部完成后按照常规方法施工桥梁承台；
[0057] 9)在桥梁承台施工完后按照常规方法施工桥墩10和其它桥梁结构。
[0058] 10)桥梁施工过程中须“TO”组合隔离钢管桩位移进行检测和评估。
[0059] 11)完成桥梁穿越滑坡体的竣工验收。
[0060] 本发明的组装过程为：
[0061] 步骤一：在大地上探测处滑坡体的边界范围。
[0062] 步骤二：在滑坡体上施工抗滑桩，对滑坡体整体稳定加固，使滑坡体整体处于稳定状态。
[0063] 步骤三：抗滑桩桩顶用冠梁进行串联在一起，以增强抗滑桩间的协调受力。
[0064] 步骤四：将“T”形钢和“O”圆形钢管焊接形成“TO”组合隔离钢管桩。
[0065] 步骤五：在加固后的滑坡体上顺着滑坡潜在滑动方向滑插打入“TO”组合隔离钢管桩，组合隔离钢管桩下端须穿过滑坡体土地，深入至稳定的岩层内。
[0066] 步骤六：在“TO”组合隔离钢管桩内打入桩基钢护筒。
[0067] 步骤七：在桩基钢护筒内采用常规机械设备形成桥梁桩基。
[0068] 步骤八：待桥梁桩基全部完成后按照常规方法施工桥梁承台。
[0069] 步骤九：在桥梁承台施工完后按照常规方法施工桥墩10和其它桥梁结构。
[0070] 步骤十：桥梁施工过程中须“TO”组合隔离钢管桩位移进行检测和评估。
[0071] 步骤十一：完成桥梁穿越滑坡体的竣工验收。
[0072] 在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
[0073] 最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。
