抗滑桩作用机理及其应用研究(1)
抗滑桩的工作原理
抗滑桩的工作原理桩是深入土层或岩层的柱形构件。
边坡处治工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体,依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力,而使边坡保持平衡或稳定。
抗滑桩与一般桩基类似,但主要是承担水平荷载。
抗滑桩也是边坡处治工程中常见常用的处治方案之一,从早期的木桩,到近代的钢桩和目前在边坡工程中常用的钢筋混凝土桩,断面型式有圆形和矩形,施工方法有打入、机械成孔和人工成孔等方法,结构型式有单桩、排桩、群桩,有锚桩和预应力锚索桩等。
1、抗滑桩的类型抗滑桩按材质分类有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和组合桩。
抗滑桩按成桩方法分类,有打入桩、静压桩、就地灌注桩,就地灌柱桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩两大类。
在常用的钻孔灌注桩中,又分机械钻孔和人工挖孔桩。
抗滑桩按结构型式分类,有单桩、排桩、群桩和有锚桩,排桩型式常见的有椅式桩墙、门式刚架桩墙、排架抗滑桩墙,有锚桩常见的有锚杆和锚索,锚杆有单锚和多锚,锚索抗滑桩多用单锚。
2、特点及适用条件抗滑桩的施工采用打入时,应充分考虑施工振动对边坡稳定的影响,一般是全埋式抗滑桩或填方边坡可采用,同时下卧地层应有可打性。
抗滑桩施工常用的是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件,但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大,另外,钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。
人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度较慢,劳动强度高,遇不良地层(如流沙)时处理相当困难,另外,桩径较小时人工作业困难,桩径一般应在1000mm以上才适宜人工成孔。
单桩是抗滑桩的基本型式,也是常用的结构型式,其特点是简单,受力和作用明确。
当边坡的推力较大,用单桩不足以承担其推力或使用单桩不经济时,可采用排桩。
排架桩的特点是转动惯量大,抗弯能力强,桩壁阻力较小,桩身应力较小,在软弱地层有较明显的优越性。
有锚桩的锚可用钢筋锚杆或预应力锚索,锚杆(索)和桩共同工作,改变桩的悬臂受力状况和桩完全靠侧向地基反力抵抗滑坡推力的机理,使桩身的应力状态和桩顶变位大大改善,是一种较为合理、经济的抗滑结构。
预应力锚索抗滑桩加固机理及在滑坡整治中的应用的开题报告
预应力锚索抗滑桩加固机理及在滑坡整治中的应用
的开题报告
1.背景与意义
随着经济和社会的快速发展,城市化进程加快,地质灾害频发。
在地质灾害中,滑坡是一种常见的灾害形式,严重威胁地方经济发展和居民生命财产安全。
在滑坡整治中,预应力锚索抗滑桩是一种有效的加固措施,已经在大量的工程实践中得到应用。
然而,目前对于预应力锚索抗滑桩的机理研究还不够深入,难以准确地评价其加固效果。
2.研究内容和方法
本文将研究预应力锚索抗滑桩的机理,并分析其在滑坡整治中的应用。
研究方法主要包括:
(1)文献综述:对国内外关于预应力锚索抗滑桩的研究现状进行梳理和总结。
(2)场地调查与数据采集:选取一定规模的滑坡,对滑坡现场进行调查和采集相关数据。
(3)模型试验:通过模型试验,研究预应力锚索抗滑桩的机理和加固效果。
(4)数值模拟:结合实际情况和试验结果,建立数值模型,模拟预应力锚索加固作用机理及效果。
3.预期结果
通过本次研究,预计达到以下结果:
(1)整合国内外研究成果,总结预应力抗滑桩的机理研究现状。
(2)分析预应力锚索抗滑桩在滑坡整治中的应用,总结其施工要点和经验。
(3)通过野外调查、模型试验和数值模拟,建立预应力锚索抗滑桩的机理和加固效果。
(4)提出优化预应力锚索抗滑桩加固方案,以提高其加固效果和经济效益。
土质边坡抗滑桩机理分析
土质边坡抗滑桩机理分析沃土土质作为一种复合土体,拥有其他土质材料所具有的普遍特性,也有独特的特性,其本质在于沃土土质表层有一定量的淤泥,但在淤泥下面存在中心沙粒颗粒,其中的淤泥对土的抗滑性和稳定性起着至关重要的作用,沃土土质抗滑桩在边坡抗滑试验中也有广泛的应用。
沃土土质抗滑桩的机理可以归结为以下几点:
首先,沃土土质边坡的抗滑桩以其土的质量,颗粒结构和流动性为基础,可以促进沃土土质边坡的划分,即变形和剪切变形对沃土土质质量和抗滑性有一定的影响;
其次,抗滑桩可以限制边坡中砂层的背后渗流。
砂层背后渗流可以破坏边坡,抗滑桩可以阻止边坡底部水流,并使沃土土质中的紧凑性提高,从而提高抗滑性;
根据当前的研究,桩的位置也是影响沃土土质边坡抗滑的关键因素。
一般来说,在边坡的侧边桩可以有效抑制边坡的滑动,而在边坡
的排水孔和排水沟的表层桩则可以减少水的徒流,使沃土土质中的淤泥颗粒更加紧密,抗滑性也因此而不断提高;
再者,抗滑桩的布设以及施工方式也是很重要的,抗滑桩应该按照一定的规范来布置,当抗滑桩施工时,它们应该排布整齐,以便利用抗滑桩发挥最大作用,从而达到最好的抗滑效果。
总的来说,沃土土质边坡的抗滑桩具有改变土质结构和减少水、固体循环的功能,以及调节土质变量,影响边坡抗滑性能。
对于沃土土质边坡来说,抗滑桩的有效施工和布置可以使边坡稳定,确保施工安全和人身和财产安全。
抗滑桩在公路路基边坡加固中的技术应用
车辆工程技术155工程技术抗滑桩在公路路基边坡加固中的技术应用陈亚许1,刘 涵2(1.周口市中顺路桥有限公司,河南 周口 466000;2.郑州宇中公路工程监理有限公司,郑州 450000)摘 要:在公路施工中,路基边坡加固是确保顺利完工的前提条件,也是提升工程质量的关键因素,所以,在道路边坡治理中,将抗滑桩施工技术广泛应用到施工中,不仅能够提高工程整体施工质量,还能进一步加快施工进度。
为此,本文在充分了解抗滑桩作用机理的基础上,通过具体工程案例,对抗滑桩桩身施工工艺进行了分析与探究。
关键词:抗滑桩;公路工程;边坡加固1 抗滑桩的作用机理 抗滑桩的作用就是将抗滑桩打入到滑坡体内,在滑坡体的里层里起到稳定滑坡体的作用。
将抗滑桩插入到滑坡体的稳定层以后就可以对滑坡体的流动力起到阻碍作用,加强滑坡体的稳固性。
当遇到自然灾害的山体滑坡时,滑坡体的土质在向下滑动。
在滑坡体治理过程中应该充分意识到滑坡体的抗滑桩控制的重要性。
随着改革开放的不断深入,经济迅速发展,有些施工单位对滑坡体抗滑桩运用还没有足够的认识,没有及时准确的对滑坡体实施抗滑桩做出有效地措施,以致造成一些重大的滑坡体事故。
对滑坡体进行抗滑桩措施的工作还不够到位、监管措施不到位,使得基础性的工程没有起到巩固滑坡体的作用。
2 路基边坡加固中抗滑桩施工工艺2.1 施工准备 本工程所处区域地势高低差距较大,施工前必须对地形进行充分了解,合理选择堆放材料场地及施工用地,进行施工便道修整,将施工用水、用电进行有效处理,便于施工顺利进行。
按照工程地形实际情况,确定桩身成孔工艺,要求选取人工挖孔+轻轨式小型门机出渣方式施工。
2.2 平整场地及土方开挖 抗滑桩施工范围内平整场地,将设计桩顶标高以上位置的土石方清理干净,随后进行准确放样获取桩位,随后开挖并锁口施工。
按照“两端—中间”顺序跳孔人工挖孔施工。
要求先对1、3、5…单数桩开挖浇筑施工,随后进行2、4、6…开挖浇筑施工。
锚索抗滑桩作用机理及其系统优化研究的开题报告
锚索抗滑桩作用机理及其系统优化研究的开题报告一、选题背景及意义在工程施工中,由于地基土特性的不同,会出现地基承载力不足、地基沉降等问题。
为了确保工程的安全可靠,修整地基成为了必要的措施。
锚索抗滑桩作为一种有效地地基修整方式,被广泛应用于工程中。
锚索抗滑桩是一种采用钢筋混凝土桩身,通过灌入混凝土、预应力锚索等方式,使桩身与土体相互支撑,增强了桩身的承载力和抗滑性能。
其具有施工周期短、抗震能力强、使用寿命长等特点,被广泛应用于各类工程施工中。
本研究将对锚索抗滑桩的作用机理以及系统优化进行研究,探讨其在实际工程中的应用及优化方案,为工程施工提供科学的技术支持。
二、研究内容及方法(一)研究内容1.锚索抗滑桩的作用机理:该部分将从锚索抗滑桩的基本构造及力学原理入手,深入分析锚索抗滑桩的作用机理及其影响因素。
2.锚索抗滑桩的系统优化:该部分将从锚索抗滑桩的设计、施工及监测等方面出发,探讨锚索抗滑桩系统的优化方案及其实现方法。
3.锚索抗滑桩在实际工程中的应用:该部分将结合实际工程案例,对锚索抗滑桩在不同工程类型中的应用及其效果进行案例分析,并提出相应的工程实践建议。
(二)研究方法1.文献调研:通过查阅相关文献、资料,了解国内外关于锚索抗滑桩的研究现状及其发展趋势。
2.理论分析:通过力学原理及相关计算软件进行理论分析,探究锚索抗滑桩的作用机理及其影响因素。
3.实验研究:通过孔隙率控制试验、室内压缩试验等方法,对锚索抗滑桩的力学性能进行实验研究。
4.工程实践:结合实际工程案例,对锚索抗滑桩在不同工程类型中的应用及其效果进行实践研究,并提出相应的工程实践建议。
三、预期成果及意义预计本研究的主要成果是:1.锚索抗滑桩的作用机理:通过深入分析锚索抗滑桩的力学原理及其影响因素,提出相应的理论成果。
2.锚索抗滑桩的系统优化:通过研究锚索抗滑桩的设计、施工及监测等方面的问题,提出相应的系统优化方案。
3.科学合理的工程实践建议:通过分析实际工程案例,在不同工程类型中提出相应的工程实践建议,以期为工程施工提供科学的技术支持。
11抗滑桩
校核地基 强度
按相应计算方 法计算桩内力
判断桩 的类型
绘制桩身内力 图和变形曲线
桩配筋 设计
出图并进行 方案设计
§5.2抗滑桩的荷载
5.2.1抗滑桩上的力系
作用于抗滑桩的外力包括:滑坡推力、受荷段地 层(滑体)抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻力和粘着 力以及桩底应力等。这些力均为分布力。 桩周摩阻力:抗滑桩截面大,桩周面积大,桩与 地层间的摩阻力、粘着力必然也较大,由此产生的平 衡弯矩对桩有利。但其计算复杂,一般不予考虑。 基底应力:抗滑桩的基底应力,主要是由自重引 起的。而桩侧摩阻力、粘着力又抵消了大部分自重。 实测资料表明,桩底应力一般相当小,为简化计算, 桩底应力可忽略不计。
§5.2抗滑桩的荷载
5.2.3地基反力
y
K
n=0 K法
K n=1 m法
K
0<n<1 C法
n
K
n>1
K m( y0 y)
§5.2抗滑桩的荷载
5.2.3地基反力 地基反力系数K及比例系数m应通过试验确定;当 无试验资料时,可采用工程地质类比方法确定。 1.地基系数K值。 竖向地基反力系数KV值见下表。岩层的水平地基 反力系数为KH,KH=(0.6~0.8)KV。
C法的比例系数C值
序号 1 土的名称 流塑性粘土(IL>1),淤泥 C值(MN/m3.5) 3.9~7.9 [y0](mm) ≤6
2
3 4
软塑性粘土(0.5 ≥ IL≥1),粉砂
硬塑性粘土(0>IL>0.5),细砂,中砂 半坚硬的粘性土,粗砂
7.9~14.7
14.7~29.4 29.4~49.0
公路路基抗滑桩施工技术的应用研究
区域治理CASE公路路基抗滑桩施工技术的应用研究新疆兵团水利水电工程集团有限公司 冯钊摘要:近些年,我国城市快速发展,公路施工项目随之增多。
抗滑桩作为一种常用的有效支挡措施,在滑坡及高路基地区的路基加固工程中得到广泛应用。
本文首先简要阐述了抗滑桩施工技术特点,然后针对抗滑桩施工流程、施工工艺、施工注意事项等进行详细研究,以期为同类路基工程加固提供参考与借鉴。
关键词:公路;路基;抗滑桩;施工技术;应用研究中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)39-0192-0001一、抗滑桩技术抗滑桩技术是目前公路路基修建工作中比较常用的一种施工工艺,主要工作原理是施工队伍根据公路的土质结构进行分析,在滑坡附近合适的地点挖掘基槽,并利用混合材料进行灌注制作出一种柱体形状的桩,利用这种桩柱来起到稳定公路路基作用的一项施工技术。
抗滑桩施工技术对施工人员的专业技能要求比较高,而且需要使用到一些专业的机械设备。
此外,抗滑桩施工技术基于公路路基选用材质的不同以及当地的地理环境的实际情况,制作柱形桩的材料也有一定的区分。
常见的材料主要有混凝土桩、木桩等。
二、抗滑桩施工技术(一)抗滑桩桩孔开挖抗滑桩平面位置应根据图纸的布置和开挖应检查表面,如实际位置和施工图的出入较大,应告知设计过程。
实际桩底高程应报于设计单位现场检查,配合监理工程师的决定。
地面平口,好桩表面切割、排水和防渗工作。
在孔口搭雨棚,除渣外的左侧,其他三面在1.2m高地面板全封闭在锁紧表面混凝土支撑0cm高的围埂和孔80cm左右全部混凝土硬化,以防止土、石、杂物掉入孔。
每一排抗滑桩是在两桩间隔停止开挖,从两端沿开挖中间,直到桩强度大于75%时,相邻桩再开挖;开挖断面,每个断面高度1m,根据实际地质条件可以调整为0.6-2.0m,开挖部分立即支持部分。
一个软的围岩,破碎或水,分段适当的短。
在泥土和岩石层变化不分节、滑床。
不超过两人孔操作人员,必须戴安全帽,用人工开挖的手持式凿岩机和石头开挖,挖出的土方运输,由铁斗土(尺寸准560,H=450mm)。
基础知识道路施工中的抗滑桩施工技术
基础知识道路施工中的抗滑桩施工技术抗滑桩施工技术是道路施工中非常重要的一项工作,它主要用于增加道路的抗滑性能,以确保道路的安全性和稳定性。
本文将对基础知识道路施工中的抗滑桩施工技术进行详细的探讨。
一、抗滑桩施工技术的背景介绍在道路施工中,特别是在山区、丘陵地带或高风险地区,道路的抗滑性能是至关重要的。
抗滑桩作为一种有效的措施,可以提供额外的支撑力和稳定性,以增加道路的抗滑性能,从而降低事故的发生概率。
二、抗滑桩的作用原理抗滑桩是通过增加地基的稳定性来提高道路的抗滑性能。
它的作用原理主要包括以下几个方面:1. 增加摩擦力:抗滑桩可以通过增加桩身与地基之间的摩擦力,提高地基的稳定性,从而增加道路的抗滑性能。
2. 分散荷载:抗滑桩可以通过将荷载均匀分散到地基中,减少地基的承载压力,从而提高地基的稳定性。
3. 控制滑动:抗滑桩可以通过控制地基的滑动位移,限制土体的变形,从而提高道路的稳定性。
三、抗滑桩施工技术的具体步骤抗滑桩施工技术主要包括以下几个步骤:1. 确定施工方案:根据具体的道路条件和设计要求,确定合适的抗滑桩施工方案,包括桩材选择、桩径和桩长的确定等。
2. 施工准备:进行场地勘察和探测,清理施工区域,确保施工现场的安全和整洁。
3. 钻孔施工:按照设计要求,在地基中进行钻孔施工,钻孔深度一般会超过地基的有效深度,以保证抗滑桩的稳定性。
4. 安装抗滑桩:将钻孔中的抗滑桩进行安装,常见的安装方式包括灌注法和打入法。
在安装过程中,需要注意保持桩身的垂直性和水平性,确保抗滑桩的稳定性。
5. 桩顶处理:根据实际情况进行桩顶处理,通常会进行桩顶修正和加固,以提高抗滑桩的承载能力和稳定性。
6. 后期处理:对抗滑桩进行定期检查和维护,如发现异常情况及时修复和处理,以确保抗滑桩的正常运行和使用寿命。
四、抗滑桩施工技术的注意事项在抗滑桩施工过程中,需要注意以下几个事项:1. 施工质量控制:严格按照设计要求和施工规范进行施工,确保抗滑桩的质量和稳定性。
关于抗滑桩与岩土体相互作用研究的机理探讨
关于抗滑桩与岩土体相互作用研究的机理探讨随着人类建筑技术的不断发展,越来越多的建筑需要建立在软弱地基或者岩土复杂地质条件下,这就对建筑安全提出了更高的要求。
抗滑桩被广泛应用于这些特殊情况下的基础建设中,抗滑桩与岩土体的相互作用研究一直是建筑工程领域中的重要问题。
本文将从机理角度来探讨抗滑桩与岩土体相互作用的原理。
一、抗滑桩的基本原理首先要明确的是,抗滑桩的主要作用是防止岩土体发生滑移。
基本原理可以概括为:在载荷作用下,抗滑桩将其中的钢筋或者其他材料与水泥混凝土组成一体;通过摩擦力或反向拉力,将桩身与基础内部相互紧密地结合起来,从而防止整个建筑结构在滑移作用下移动。
二、岩土体沉降的原因岩土体沉降主要是由两个方面的因素导致的,一方面是自然因素的作用,如风、雨、雪等引起的天气变化。
另一方面则是人为因素导致的,如建筑物的使用,地下水位的变化,地震等等。
在使用过程中,建筑物荷载将会造成地基压缩变形,这是引起土壤沉降的主要原因。
三、抗滑桩与岩土体的相互作用机理在建筑物中,抗滑桩与岩土体的相互作用可以被简单地看作是两种材料之间的接触和相互作用。
抗滑桩的桩身所承担的作用主要有两个方面,一方面是承载建筑物中在沉降下所产生的荷载,也即是对抗出现的变形力,另一方面则是防止地基土体在水平方向上的滑动,避免建筑物结构被破坏。
这里我们着重讨论防止滑移的作用部分。
当建筑物中的荷载越来越大,地基土体的变形越来越明显的时候,就有可能导致地基土体发生滑移。
此时抗滑桩就起到了它的作用。
当荷载传递到钢筋混凝土的支撑基础上时,其作用分为两个方面:一方面是承担建筑物的垂直荷载,另一面则是承担产生的横向滑移力。
在满足自身要求的情况下,抗滑桩就会产生强大的摩擦力或反向拉力,来与地基土体实现有效相互作用,使得整个建筑物得以稳固地支撑于地面上。
四、总结:综上所述,抗滑桩与岩土体的相互作用机理一方面是建立在基本物理学的基础上的,另一方面则需要充分的工程实践和经验,建立合适的施工技术和方案。
基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究共3篇
基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究共3篇基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究1随着经济发展的需求,很多建筑、桥梁等结构需要建造在软土或淤泥等松散地基上,这种地基的稳定性差,抗滑性能也很低,因此为了增强构筑物与地基的结合力,我们通常会采用抗滑桩。
抗滑桩是一种对地基进行加固和增强的简单而有效的方法,本文将对抗滑桩的计算与应用进行研究。
一、计算方法1、桩基承载力的计算:简单地说,桩基承载力的计算是指在桩基上施加一个负荷,桩基承受荷载的能力即为桩基承载力。
根据土壤力学原理,桩基承载力的计算可分为极限状态方法和变形状态方法。
极限状态法:以土壤的强度抗拔为基础,计算桩基的承载力。
在计算时需要分析桩基在单桩承载状态下可产生的地基土体的塑性变形,以达到稳定承载状态。
变形状态法:在计算时以土体变形能作为参考,推断来自荷载的变形面积和矩形控制面积,进而求出桩基的承载力。
2、侧阻力的计算:侧阻力是指桩基在承担侧向负荷时所产生的抵抗力。
计算侧阻力时需要考虑桩周土体的强度特性以及有关土体的侧向纵波速度,同时需要考虑桩身的形状和尺寸。
3、抗滑桩的计算:在选定桩基的长度和直径后,需要进行抗滑计算,根据极限状态法或者变形状态法分别计算桩基的承载力和侧阻力,进而求得桩基的抗滑力。
抗滑桩的设计还需要考虑结构的安全,稳定性和可靠性等问题。
二、应用研究1、抗滑桩的适用性:抗滑桩适用于各种类型的建筑和结构,特别是在冰川地区、海岸线、河流地区和溪流河谷等需要稳定化处理的地方采用抗滑桩较为常见。
2、桩基的布置方式:抗滑桩的布置方式要根据现场的具体情况来进行选择,不同的施工场地需要采用不同的布置方式。
通常它们被布置成一排或者一圈,以实现更好地支撑强度和稳定性。
3、桩基施工工艺:在进行抗滑桩的施工时,我们需要选择合适的桩机和其他施工工具。
施工过程中还需要对施工现场、材料、质量和安全进行全面的监测和管理,确保施工的安全和有效性。
总之,抗滑桩是一种有效的处理地基抗滑问题的方法,它的计算和应用需要考虑到多种因素,包括地质和土力学性质、结构安全性、施工条件等等。
公路边坡抗滑桩的应用及施工
公路边坡抗滑桩的应用及施工摘要:分析阐述了公路边坡抗滑桩的类型和作用机理,并对抗滑桩的施工技术应用要点和施工质量控制措施进行了分析和探讨。
关键词:公路边坡;抗滑桩;施工技术0引言公路边坡滑坡威胁着经济的平稳发展和人们的生命财产安全。
在公路的滑坡控制方面,抗滑桩得到广泛应用。
1 抗滑桩类型(1)悬臂抗滑桩。
悬臂抗滑桩主要是通过桩床基础存在的强大抗力对平滑坡的推力进行抵抗,这种类型的抗滑桩主要是应用在浅层滑坡中,最为突出的优势就是在滑坡中进行灵活应用。
无论是单级还是多级布桩,均可达到抵抗平滑坡推力的目的。
虽然悬臂抗滑桩也有缺点,但不会影响其在治理滑坡中的应用,它已成为当下应用最为频繁的一种抗滑桩。
(2)预应力锚索抗滑桩。
预应力锚索抗滑桩技术主要是通过抗滑桩、挡土板和连续梁锚索共同组成的一种空间抗滑结构。
其特点是在桩的顶部或桩体相应位置上,设置一个预应力锚索,通过锚索可以提供更大的锚固力以及抗滑力,共同阻挡滑坡下滑[1]。
(3)锚拉桩。
锚拉桩受力机制属于主动受力型,对锚杆或者锚索施加预应力之后,会导致锚索和锚杆出现反推力,并且会传递给滑体。
能够起到立刻止滑的作用,使建筑物始终处于比较安稳的状态下。
锚拉桩多数情况下处于偏心受压状态,这种方式能节省结构材料,和悬臂式抗滑桩相比,能够节省大约 30%~50%的结构成本,缩短工期,降低工程费用。
2 公路边坡抗滑桩的作用机理2.1 悬臂抗滑桩与公路边坡的相互作用机理传统的抗滑桩一般为悬臂桩,利用固定于下部稳定岩土体中的桩体自身的强度承载上部不稳定土体的滑坡推力,从而促使公路高边坡达到整体稳定性,降低发生高边坡失稳的概率。
但对于悬臂抗滑桩而言,桩的抗滑截面需足够大才能保证桩身能承受足够大的内力,因此造成普通抗滑桩具有耗钢量大、造价高等缺陷。
对于悬臂抗滑桩与公路高边坡相互作用机理的研究重点在于边坡滑动体与桩上部承受滑力部分之间的相互作用,对此目前有 3种观点:一是主要考虑桩间土的外力平衡条件分析,比如有关桩间距计算的上限解公式法,在上限解的基础上再考虑摩擦力、黏结力的下限解公式法以及模型法估算最大桩间距理论;二是主要考虑桩后土拱效应的力学分析,比如基于桩后土拱效应的桩间距计算模型;三是主要考虑数值模拟分析的研究理论。
抗滑桩治理滑坡的作用机理及应用
施 建 平 ,张 平2
( 1 .西南 交通 大学 建 筑勘 察设计 研 究 院 , 四川成 都 6 1 0 0 3 1 ;
2 .中铁 二十 四局 集 团有 限公 司路 桥分 公 司 , 上海 2 0 0 0 7 1 )
【 摘 要】 文章 归纳 了滑坡 ( 或边坡 ) 稳 定分析的若干 方法 , 探 讨 了抗 滑桩与 滑坡 体 的协 同受力机理 和
[ 定稿 日期 ] 2 0 1 5— 0 1 — 0 6
法, 常用的有赤平极 射 投影 图法 、 实体 比例投 影 图法 、 M a r k — l a n d J J 投 影图法等 , 目前 主要用 于岩质滑坡 的稳定性分析 。
( 5 ) S MR方法 。S MR是滑坡 岩体 质量 优劣 的最 终得 分
( 2 ) 工程类 比法 。 目前应用 较 为广泛 , 但 主要基 于 经验
的积累 。
( 3 ) 滑坡稳定性分 析数 据库和专家系统 。利用 良好 的滑
力拱 为桩 间“ 摩擦 型土拱 ” 。随着 桩 间净距 和桩截 面宽度 之
比的加大 , 最大 主应 力拱 的效应逐渐退 化 。最小 主应力 拱为 桩后 “ 端承型土拱 ” ,随着 桩 问净距 和桩 截面 宽度 之 比的加 大, 最小主应力拱 的效应 逐渐被桩后滑 坡推力 所形成 的应力
设计原 则, 介 绍 了抗 滑 桩 治理 滑坡 的 工 程 实例 以及 位 移 监 控 成 果 。
【 关键词 】 滑坡 ; 边坡 ; 抗滑桩 ; 施 工 ; 监测
【 中图分 类号 】 P 6 4 2 . 2 2
滑坡 的发 生是诸 多 内因和 外 因相互作 用 的结果 。 内因 主要是地 质构造 和 岩 土 的物理 力 学性 质 , 如 岩 石 的破 碎 断 层、 节 理发育 、 褶皱倾斜 、 风化易水 性 , 松 软黏 土、 人 工松散堆 积层等 。外 因主要 是积水渗水 、 地 下水 变化 、 人工挖采 、 荷载 冲击 , 以及地震能量等 。 滑坡 ( 或边坡 ) 稳 定性评价方法大致可 以分为两大类 , 即 定性分析 方法 和定量分析方法 。 目前 治理滑坡的 工程措 施 主要有 : 排 水工 程 、 清 除滑 坡
h型抗滑桩受力机理分析及工程应用的开题报告
h型抗滑桩受力机理分析及工程应用的开题报告一、研究背景随着交通运输的发展,道路的建设不断扩展,为了保障车辆行驶的安全,道路上的防护设施也在不断升级。
护栏系统是道路防护设施的重要组成部分,它在车辆失控时能够起到很好的保护作用。
目前,在护栏系统中广泛利用的是H型抗滑桩这种结构,它具有受力均匀、抗弯承载能力强等优点,因此应用广泛。
但是,实际工程中会遇到各种复杂的条件,比如地形、环境等。
因此需要对H型抗滑桩的受力机理进行深入研究,以便更好地应用于工程实践中。
二、研究内容1. H型抗滑桩的结构特点和受力机理分析通过对H型抗滑桩的结构及受力特点进行分析,探究其在不同条件下的受力机理。
比如在不同地形条件下,H型抗滑桩的受力特点有何不同。
同时,还需要考虑H型抗滑桩的地基形式,以及桩周土体对其荷载传递的影响等。
2. H型抗滑桩的力学模型建立在H型抗滑桩的受力机理研究基础上,建立其力学模型,定量计算桩身内力分布、变位及变形等,为后续的工程设计提供依据。
3. H型抗滑桩的工程应用根据研究结果,将H型抗滑桩应用于实际工程中,考虑不同工况下的设计要求和参数,以达到保障道路防护设施的安全性和可靠性要求。
三、研究意义随着交通建设的进一步扩展,H型抗滑桩的应用将会越来越广泛,因此深入研究其受力机理及力学模型,探究不同条件下的变化规律及其对设计参数的影响,不仅可以提高道路防护设施的安全性和可靠性,也可为日后的道路建设提供技术支持和借鉴。
四、研究方法本研究将主要采用理论分析和数值模拟相结合的方法。
首先,对H 型抗滑桩的结构、受力特点进行分析,建立其受力模型,进而进行力学分析。
其次,结合数值模拟软件,验证理论分析的准确性,并进行参数优化,基于以上结果进行工程应用。
五、预期成果通过本次研究,我们期望能够深入了解H型抗滑桩的受力机理,并建立合理的力学模型,为将来的工程实践提供参考和支持。
同时还将得出不同工况下的设计参数、变形规律等数据,并对其在实际工程中的应用进行综合分析,为工程提供技术支持和优化方案。
抗滑桩抗滑机理及锚杆抗滑桩工程应用
抗滑桩抗滑机理及锚杆抗滑桩工程应用金爱兵 高永涛 孙金海北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室,北京100083摘 要 在土体滑坡中,由于桩径和刚度较大,悬臂式抗滑桩和埋入式抗滑桩水平变形远小于坡体变形,容易导致桩体后侧坡体发生局部开裂.在对悬臂式和埋入式抗滑桩变形和受力分析的基础上,结合某路基滑坡加固工程实际,提出锚杆抗滑桩加固结构.作为一种埋入式抗滑结构,它既克服了悬臂式抗滑桩内部受力不合理的问题,又解决了普通抗滑桩容易引起的桩体后侧坡体局部失稳的问题.运用FLAC 计算软件对路基加固工程中的锚杆抗滑桩的受力进行数值模拟计算.关键词 滑坡;抗滑桩;锚杆抗滑桩;加固分类号 P 642122Anti 2slide mechanism of anti 2slide piles and engineering application of anchor anti 2slide pilesJ IN A ibing ,GA O Yongtao ,S UN JinhaiKey Laboratory of the Ministry of Education of China for Metal Mine Efficient Exploitation &Safety ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,ChinaABSTRACT The horizontal deformation of a cantilever anti 2slide pile or an embeded anti 2slide pile is less than that of landslide due to large pile diameter and stiffness ,which leads to local cracking of the slope.On the basis of analyzing the stress and deformation of a cantilever anti 2slide pile and an embeded anti 2slide pile ,the anchor anti 2slide pile was put forward to reinforce subgrade landslide.As an embeded anti 2slide structure ,it solved not only the unreasonable stress problem of a cantilever anti 2slide pile but also the local cracking problem of the slope.The stress of the anchor anti 2slide pile was simulated with FLAC software in subgrade reinforcement engineering.KE Y WOR DS landslide ;anti 2slide pile ;anchor anti 2slide pile ;reinforcement收稿日期:2007206209 修回日期:2007212201作者简介:金爱兵(1974—),男,副教授,博士,E 2mail :jinaibing @ 抗滑桩是一种加固、整治滑坡的有效方法,在建筑、交通、水利等方面有着广泛的应用,迄今为止它是在各种滑坡治理中应用最多的一种结构物[1].目前,在滑坡治理中设置的抗滑桩主要有悬臂式抗滑桩和埋入式抗滑桩[2].悬臂式抗滑桩由于桩后作用有坡体推力,桩前没有岩土体,桩后坡体推力直接作用于桩身非锚固段,通过桩体将外力传递给桩身锚固段并传递至下部稳定地层中.这种情况下,常常使桩身内力分布不尽合理,造成抗滑桩的锚固段较深,尤其当坡体推力较大时,其问题更为突出[3].埋入式抗滑桩可以利用桩前岩土体的抗力有效改善桩体受力,提高了抗滑桩的抗滑效率.然而,在土质边坡发生滑移时,无论是悬臂式抗滑桩还是埋入式抗滑桩,由于桩身截面积及桩间距相对较大,每根抗滑桩所分担滑体体积也相应较大,抗滑桩的水平位移小于坡体的横向位移,造成桩后局部范围内的土体不断挤压桩体,从而在桩间形成挤密土拱,桩体后侧的滑体上方容易发生局部开裂,这在公路路基边坡滑塌加固中往往会引起路面开裂、沉降.微型锚杆抗滑桩作为一种埋入式抗滑桩结构,它解决了悬臂式抗滑桩内力分布不合理的问题;同时由于桩径和刚度较小,单根抗滑桩所分担的滑体体积也较小,解决了上述两种抗滑桩所遇到的桩体第30卷第7期2008年7月北京科技大学学报Journal of U niversity of Science and T echnology B eijingV ol.30N o.7Jul.2008后侧、滑体上方土体发生局部开裂的问题.1 抗滑桩变形及承载分析对于悬臂式抗滑桩,在抗滑桩变形及承载分析中,一般将其分为二部分,滑面以上视为悬臂梁(非锚固段),滑面以下的桩身(锚固段)变形和内力是根据滑面处的弯矩和剪力按地基的弹性抗力进行计算[4].由此根据欧拉-伯努力理论可以建立如下方程[5]:EI d 4u d x 4+ku =q (x )EI d 3u d x 3=-V (x )EId 2ud x 2=-M (x )d ud x=-θ(x )(1)式中,EI 表示抗滑桩的抗弯刚度,u 表示桩体的横向挠度,V (x )表示桩体任一截面所受的剪应力,M (x )表示抗滑桩任一截面所受的弯矩,θ(x )表示挠度曲线的斜率,q (x )表示沿桩体长度方向上分布的载荷,k 表示土体刚度,x 为抗滑桩的长度方向上的自变量.根据方程(1),可求解出抗滑桩的挠度方程[6]:u (x )=1EI+e 21Δ2L 3h 31+3L2h 21T s x 3-e 2e 1Δ-e 2EI Δ2L 3h31+3L 3h 31T s x2(2)其中,h 1表示抗滑桩位于边坡滑移面以上的高度,L 为抗滑桩的总体高度,T s 为坡体作用于抗滑桩上的推力,e 1、e 2和Δ为与土体刚度、抗滑桩的抗弯刚度相关的系数.若令式(2)中1EI+e 21Δ2L 3h 31+3L 2h 21T s =A ,-e 2e 1Δ-e 2EI Δ2L 3h 31+3L2h 21T s =B ,则式(2)可以简写为:u (x )=A x 3+B x2(3)由式(3)可以看出,挠度方程所表示的抗滑桩的横向位移沿轴向呈三次曲线的形状.埋入式抗滑桩桩前与桩后均有岩土体,在正常工作状态下,桩前侧承受岩土体抗力,桩后侧承受坡体推力.对于埋入式抗滑桩滑面以上结构(非锚固段),桩前为有一定斜率的小部分坡体,而且顶端处岩土体较少,底端处则岩体较多.因此,为简化计算,假定桩前岩体抗力沿桩长(非锚固段)呈三角形分布,如图1所示,其中q 、p 分别表示桩后坡体推力与桩前岩体抗力.非锚固段部分后侧直接承受坡体推力.为了简化计算,假定桩后坡体推力沿桩长(非锚固段)呈矩形分布.由此可得埋入式抗滑桩的受力模型如图2所示.其中,非锚固段按桩后作用均布荷载q 0、桩前作用三角形分布荷载(底端量值为p 0)的悬臂梁模型计算,如此将滑面处桩身内力(剪力、弯矩)计算出之后,锚固段部分就可按弹性抗滑桩计算[7].图1 桩侧岩土体压力分布图Fig.1 Distribution of lateral pressure on an anti 2slide pile图2 埋入式抗滑桩受力模型Fig.2 Mechanical model of an embedded anti 2slide pile图3 锚杆抗滑桩结构Fig.3 Structure of an anti 2slide anchored pile2 微型锚杆抗滑桩微型锚杆抗滑桩主要由三根<32mm 螺纹钢、对中架、固定环以及注浆管组成.图3为微型锚杆・117・第7期金爱兵等:抗滑桩抗滑机理及锚杆抗滑桩工程应用抗滑桩的结构设计.其中,对中架用来分隔三根锚杆,内置的固定环用来设置二次注浆管.钻孔形成后,放入锚杆桩,实施一次注浆,一次注浆完成后24~48h 后实施二次高压注浆以期提高桩周岩土体力学性能,必要时微型抗滑桩还可以施加预应力以提高滑面的摩擦阻力,提高抗滑桩的抗滑能力.3 工程实例2001年9月27日,洛阳—三门峡段高速公路竣工通车的前夕,K105坡间路基下边坡突然发生特大塌方,在1h 之内滑塌体积达10余万m 3,从而导致右侧路基下陷近5m ,通车时间被迫延后3个月.为了高速公路迅速恢复通车,并确保通车后高速公路坡间路的稳定,针对坡间路基滑移的具体情况进行了一系列的研究,采用了微型抗滑锚杆桩的路基加固方案,并顺利付诸实施.311 加固方案在填方路基的顶面布置3~4排锚杆抗滑桩,桩深比填方路基高度多2~3m ,沿路基方向锚杆桩间距215m ,每桩外露250mm ,然后在路基中基层位置编钢筋网,其与锚杆桩相联,整个中基层用C15混凝土取代(图4).图4 填方路基加固方案(单位:mm )Fig.4 Reinforcement scheme for slide fill subgrade (unit :mm )312 抗滑桩模拟计算采用FLAC 有限差分法对微型抗滑桩进行数值分析,计算模型中每一个网格所代表的实际尺寸是3m ,每根微型抗滑桩分为20个计算单元.加固结构与岩土体的接触面采用Rockbolt 界面参数模拟,边界约束方式为在模型底部采用固定边界,两侧采用黏滞性边界[8].模拟结果如图5所示,抗滑桩在水平方向上的位移即桩体的横向挠度,呈上大下小的变化形式.抗滑桩桩体轴向力是作用于桩体上的滑移力沿桩体切向的分力,其最大值出现在抗滑桩的中部,桩体两端趋向于0,轴向力沿桩体分布基本上呈二次抛物线形状.这一计算轮廓和前面理论分析中所得出的三次曲线形状基本相似.图6表示三个抗滑桩所承受的剪应力随计算时步的变化过程.位于抗滑桩中间单元的剪应力与两图5 抗滑桩各单元水平变形及轴向力Fig.5 X 2displacement and axial force acting on the anti 2sliding pile端反向,说明抗滑桩在边坡滑移力和周围土体主动土压力的作用下,处于一种双向受剪的状态,这与前述的埋入式抗滑桩受力相吻合.随着时间的推移,这一受力状态逐渐趋于平衡.・217・北 京 科 技 大 学 学 报第30卷图6 1#桩(a),2#桩(b)和3#桩(c)各位置的剪应力曲线Fig.6 Curves of shear stress to number of computed steps for No.1(a)pile,No.2(b)pile and No.3pile(c)in different elements 4 结论设置在岩土中的抗滑桩,由于变形和受力不但与桩体的属性有关,而且还取决于周围岩土的性质.悬臂式抗滑桩滑面以上视为悬臂梁(非锚固段),滑面以下的桩身(锚固段)变形和内力是根据滑面处的弯矩和剪力按地基的弹性抗力进行计算,挠度方程是一个三次曲线方程,但是由于在桩后没有岩土体的抗力,其桩体受力不尽合理.埋入式抗滑桩可以利用桩前岩土体的抗力有效改善桩体受力,提高了抗滑桩的抗滑效率.无论是悬臂式抗滑桩还是埋入式抗滑桩,由于桩径及刚度很大,其横向位移小于边坡滑塌土体的横向位移,而且单根抗滑桩所分担的抗滑力也相对较大,造成桩后局部范围内的土体不断挤压桩体,容易使桩体后侧的坡体发生局部开裂.微型锚杆抗滑桩不仅解决了悬臂式抗滑桩内力分布不合理的问题;同时由于桩径和刚度相对两种抗滑桩而言较小,也避免了土质边坡上方发生局部开裂的问题.数值模拟计算结果表明,微型锚杆抗滑桩处于一种双向受剪的状态,符合其作为埋入式抗滑桩的受力特征.参 考 文 献[1] Dai Z H.Study on distribution laws of landslide2thrust and resis2tance of sliding mass acting on antislide piles.Chi n J Rock Mech Eng,2002,21(4):517(戴自航.抗滑桩滑坡推力和桩前滑体抗力分布规律的研究.岩石力学与工程学报,2002,21(4):517)[2] Xiao S G,Zhou D P,Song C J.Application of embedded anti2slide pile in high rock slope projects.Chi n J Geotech Eng,2003, 25(5):638(肖世国,周德培,宋从军.岩石高边坡工程中埋入式抗滑桩的应用.岩土工程学报,2003,25(5):638)[3] Zhou D P,Xiao S G,Xia X.Discussion on rational spacing be2tween adjacent anti2slide piles in some cutting slope projects.Chi n J Geotech Eng,2004,26(1):132(周德培,肖世国,夏雄.边坡工程中抗滑桩合理桩间距的探讨.岩土工程学报,2004,26(1):132)[4] Yu G H,Li H ndslide’s control with minipiles in the courseof anchor construction.Chi n J Geol Haz ard Cont rol,2001,12(6):67(余桂红,李红超.锚索施工过程中微型桩对滑坡的治理.中国地质灾害与防治学报,2001,12(6):67)[5] Mylonakis G,G azetas teral vibration and internal forces ofgrouped piles in layered soil.J Geotech Geoenvi ron Eng,1999, 125(1):16[6] Pilkey W D,Zhang P Y.Modern Form ulation f or S tatics andDynamics:A S t ress and S t rai n A pproach.New Y ork:Mcgraw2 Hill Book Company,1978[7] He J Q,Zhang J S,Mei S H.Inquiring into some questions indesigning anti2slide pile.Chi n J Rock Mech Eng,1999,18(5): 497(贺建清,张家生,梅松华.弹性抗滑桩设计中几个问题的探讨.岩石力学与工程学报,1999,18(5):497)[8] Wu S C,Jiang C L,Zhang Y P,et al.Application of multiplyanchor2pile to foundation reinforcement.J U niv Sci Technol Bei2 ji ng,2003,25(5):398(吴顺川,姜春林,张友葩,等.复合锚杆桩在基础加固中的应用.北京科技大学学报,2003,25(5):398)[9] Jin A B,G ao Y T,Cai M F,et al.Prestress losing and compen2sate method in the reinforcement project of retaining wall.J U nivSci Technol Beiji ng,2003,25(3):199(金爱兵,高永涛,蔡美峰,等.挡土墙加固工程锚杆预应力损失与补偿.北京科技大学学报,2003,25(3):199)[10] Jin A B,Sun J H,Wang J A.Numerical simulation of pavementquality affecting the stability of a retaining wall.J U niv SciTechnol Beiji ng,2007,29(4):358(金爱兵,孙金海,王金安.路面质量对挡土墙稳定性影响的数值模拟.北京科技大学学报,2007,29(4):358)・317・第7期金爱兵等:抗滑桩抗滑机理及锚杆抗滑桩工程应用。
抗滑桩加固机理及其在滑坡整治中的应用研究
抗滑桩加固机理及其在滑坡整治中的应用研究摘要:本文结合某公路边坡工程实例,对抗滑桩的加固机理进行了研究,并通过实践结果表明,本文所提出的边坡设计方法、方案和防治措施是可行的,但在施工不同阶段,应严格而系统地进行监控工作,并对监测信息及时分析与处理,以确保公路边坡工程的安全。
关键词:抗滑桩滑坡整治加固机理地质情况1 引言抗滑桩是承受侧向荷载用以整治滑坡的支撑建筑物,它穿过滑体在滑床的一定深度处锚固,抵抗滑坡推力的作用。
抗滑桩除用于稳定滑坡外,还可用于路基边坡加固,阻止填方沿基底滑动,加固已成建筑物,如挡土墙及隧道防止开裂扩大等。
2 抗滑桩优缺点及适用范围工程实践表明,抗滑桩能迅速、安全、经济地解决一些比较困难的工程,因此发展较快。
它的优点有:(1)抗滑能力强,污工数量小,在滑坡推力大、滑动面深的情况下,较其他抗滑工程经济、有效。
(2)桩位灵活,可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位;单独使用,也能与其他的建筑物配合使用。
分排设置时,可将巨大的滑坡体切割成若干分散的单元体,对滑坡起到分而治之的功效。
(3)挖孔抗滑桩可以根据弯矩沿桩长变化合理布设钢筋。
因此较打入的管桩等要经济。
(4)施工方便,设备简单,具有工程进度快、施工质量好、比较安全等优点。
施工时可间隔开挖,不至引起滑坡条件的恶化,因此对整治己通车路线上的滑坡和处在缓慢滑坡阶段的滑坡特别有利。
(5)开挖桩孔能校核地质情况,检验和修改原有的设计,使其更符合实际。
不足之处是与一般可就地取材的抗滑工程相比,用钢材和水泥较多。
抗滑桩适用于除流塑性滑坡以外的各种类型滑坡,是目前广泛使用的治理滑坡的有效措施。
对于浅层滑坡或路基边坡滑坡,可用混凝土桩或混凝土钻孔桩,使滑体稳定。
对于岩层整体性强、滑动面明确的浅层或中厚滑坡,当修建抗滑挡土墙场工程量大,或因开挖坡脚易引起滑动时,可在滑坡前缘设置混凝土或钢筋混凝土钻孔桩。
对于推力较大的大型滑坡,可采用大截面的挖孔桩,采用分排间隔设桩或与轻型抗滑挡土墙结合的形式,以分散滑坡推力,减小每级抗滑建筑物的污工体积。
抗滑桩在高速公路边坡施工的应用分析
抗滑桩在高速公路边坡施工的应用分析一、抗滑桩的概述1、抗滑桩加固土质边坡的机理抗滑桩是在边坡地层中挖孔或钻孔后,将钢筋或型钢放入其中,再将混凝土浇灌其中便形成就地灌注桩。
混凝土中的水泥砂浆会渗透到桩周一定范围的土层中,对土层的整体强度有较大地提高,此外,由于孔壁通常是粗糙的,使得桩与地层紧密的粘结咬合在一起,桩便可调动超过桩宽范围相当大一部分地层的地层抗力,同桩一起抗滑。
同时桩与桩之间可形成土拱,土拱和桩可共同承担两桩间的滑坡推力,滑坡推力传递到桩上以后,又沿着桩传递到滑面以下稳定的地层中。
2、抗滑桩的优点根据抗滑桩类型的不同,兼有以下优点:(1)抗滑能力强,污工数量小,在滑坡推力大、滑动带深的情况下,能够克服抗滑挡土墙难以克服的困难。
(2)桩位灵活,可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位,可以单独使用,也能与其它建筑物配合使用。
(3)在相同条件下,比一般不能分段布置不同数量钢筋的桩(如管形桩、打入桩)要经济。
(4)施工方便,设备简单。
采用混凝土或少筋混凝土护壁,安全、可靠。
(5)通过开挖桩孔,能够充接校核地质情况,进而可以检验和修改原来的设计,使之更切合实际。
发现问题,易于补救。
3、抗滑桩的使用条件因抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩,它依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用和滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持。
所以抗滑桩须在一定条件下才能使用,有一个明显的滑动面,滑面以下需有坚固的基岩或坚实土层,这样才可为桩提高可靠的锚固力,不具备这两个条件时,抗滑桩的作用就不大,或者是可怀疑的。
若桩下面有一块稳定性较高且具有一定体积的岩体时,设置抗滑桩的效果也非常明显,并且可减小工程量。
二、高速公路边坡加固的应用1、工程概况K230+214~K230+310主线右线右侧,地表坡度25~35°,坡体多已被开垦成耕地。
由于该段基岩岩性为泥质板岩,表层岩体受重力作用产生了大范围“膝折”变形现象,对高边坡稳定产生严重地不利影响。
铁路路基施工中抗滑桩的应用研究及效果分析
0引言我国是一个深受地质灾害频发威胁的国家,特别是在地质条件复杂的西部地区,山高坡陡使得地质灾害风险加剧。
在众多地质灾害中,滑坡灾害的发生率居高不下,且其带来的损失尤为严重。
随着我国经济的迅猛发展,基础设施建设如铁路、公路、采矿及水利工程等不断推进,这些土木工程建设活动常对地质环境构成破坏,从而引发滑坡灾害。
因此,国家在滑坡灾害防治方面投入了大量的资金。
在众多滑坡灾害防治措施中,抗滑桩技术因其出色的抗滑效能和灵活的桩位设置,被广泛应用于滑坡治理工程实践中[1]。
1工程案例1.1工程概况我项目部承建K0+000~K1+617.834段,全长1617.834m ,其中K0+480~K0+720段路基为古滑坡体,道路左右两侧均设置抗滑桩,部分抗滑桩设桩板式挡土墙。
抗滑桩桩间距中~中均为5.0m ,桩径为3.0x4.0m 抗滑桩锚固长度10m 。
本工程在抗滑桩基坑开挖中遇有部分石方需要进行爆破。
1.2地质概况根据《K0+480~K0+720段滑坡工程地质勘察报告》,受历日强降雨和斜坡中后部冲沟及工程切坡的影响,部份斜坡自2013年3月开始产生变形、开裂,局部高切坡产生滑塌。
横二路施工后,公路高填方或高切方均对古滑坡整体稳定性将产生不利影响,使滑坡处于基本稳定至欠稳定状态。
从斜坡微地貌上来看,古滑坡微地貌特征明显,具备双沟同源,后缘与整个赤水右岸单斜坡一致,地形坡度陡,整体呈50°左右,古滑坡左右边界为近南北向自然冲沟,冲沟内长年有水,古滑坡前缘为孤立陡斜坡,剪出口位于斜坡区;古滑坡缘较陡,大部份为阶梯状分布的水田及旱地,地形坡度较陡,一般为25~30°;滑坡中部地形相对平缓,主要为早期老厂和水田分布区,土坎整体向赤水河凸出,为古滑坡堆积区,一般地形坡度10~15°,调查多见泉点和湿地出露;滑坡前缘地形坡度陡,-般为30~40°,灌木较发育,浅表层滑塌明显。
根据勘察报告,该滑坡平面形态为不规则长方形,主滑线方向N19.6°W ,滑坡纵向长580m ,横向宽95~250m ,一般宽度200m ,滑坡分布面积11.82x104m 3;滑体土平均厚度为16.33m ,最厚达32.47m ,滑坡体积约193x104m 3,属大型中层推移式堆积层滑坡。
公路路基抗滑桩施工技术的应用研究
公路路基抗滑桩施工技术的应用研究摘要:路基边坡滑坡经常出现,很容易造成车毁人亡事故,尤其是在地质不稳定地区或山区,滑坡事故更容易出现。
为避免滑坡事故的发生,最常用的手段之一则是修建抗滑桩,抗滑桩作为一种极为有效的支挡防护形式,广泛应用于各类工程中,其施工要点主要有成孔、灌注混凝土、质量检验等。
本文以人工挖孔桩成孔为例,简要减少抗滑桩施工技术要点。
关键词:抗滑桩;混凝土护壁;人工挖孔桩;支挡防护;1 抗滑桩作用、类型及破坏形式抗滑桩是一种通过把桩体打入滑动面以下部位的土体内,利用桩体与土体的锚固力来平衡滑坡体的下滑力,使边坡达到稳定的钢筋混凝土结构。
具有抗滑能力好,支挡能力强,对边坡坡体影响较小,施做位置相对较灵活,可以较快的提高边坡的抗滑能力,确保边坡保持稳定,造价低,施工工艺简单等诸多优点,广泛应用于路基工程加固。
抗滑桩有多种类型,按不同划分方法划分,在实际应用中,可根据地质状况、边坡类型及高度、施工环境以及合同工期等进行选用。
抗滑桩具有多种破坏形式,主要有以下几种:(1)由于抗滑桩桩间距离过远,滑坡体内的含水率过高,土体从抗滑桩之间流出;(2)桩体抗剪强度过小,桩体在荷载作用下发生剪切破坏;(3)桩体抗弯能力过小,桩体的弯矩过大导致被拉断;(4)桩体的埋深较浅,在荷载作用下桩体被推倒;(5)桩体前端土体承载力和抗力较低,导致桩体位移过大;(6)桩体长度不足或者布局不合理,滑坡体从桩体上方滑过。
2 路基边坡失稳地质条件因素2.1地形地势公路工程一般有很长的线路,会经过许多不同的地形地势,而这些地形地势条件本身可能会存在自身结构不稳定的因素,进而引发路基边坡失稳的隐患。
例如,同向倾斜的路基边坡在结构的稳定性上会相对较低,并且会随着结构面倾斜角度的增加而不断降低,如果这种结构面的走向与边坡的坡面平行时,边坡结构的稳定性会降到最低。
2.2岩土性质公路工程施工中,会面临许多不同性质的土层,而这些土层对于边坡结构的稳定性会产生一定的影响。
基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究的开题报告
基于桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究的开题报告1.选题的背景和意义抗滑桩是一种能够承受水平荷载并防止土体因沉降和滑移而导致构筑物结构失稳的结构体。
在桩土共同作用下,抗滑桩的设计和计算对于土木工程的安全和稳定具有重要的意义。
因此,本研究的意义在于探索抗滑桩的设计方法和计算模型,以期为土木工程的设计提供科学合理的理论和方法支持。
2.研究的目的和内容本研究旨在通过桩土共同作用下的抗滑桩的计算与应用研究,探索抗滑桩的设计方法和计算模型,研究涉及用于计算抗滑桩所需参数的试验方法,分析抗滑桩设计中的土体力学特性等。
具体内容包括:(1)抗滑桩设计的基础理论和设计原则的分析(2)桩土共同作用下的抗滑桩计算模型的建立和验证(3)试验研究:分析抗滑桩设计中所涉及的参数,如土体强度系数,摩擦系数等的测试方法和数据处理(4)在工程实践中应用抗滑桩的建议和推广。
3.研究的方法和步骤本研究将采取文献综述、理论分析、计算仿真和试验研究等多种方法,并按照以下步骤进行:(1)搜集国内外文献,全面了解抗滑桩设计的理论基础及其研究现状(2)研究抗滑桩的设计原则和计算方法,建立基准计算模型,并验证其合理性和可靠性(3)选择适当的试验对象和试验方法,测试土体强度系数和摩擦系数等设计参数,并通过实验数据对计算模型进行修正和升级(4)在典型工程实践中应用抗滑桩,总结经验和教训,改进设计和计算方法,并推广应用。
4.研究存在的问题和解决措施抗滑桩的设计和计算涉及到多个领域的知识和技术,而且受到复杂的地质条件和环境因素的影响,所以存在一些潜在的问题,需要采取相应的解决措施,包括:(1)计算模型的可靠性问题。
在模型建立和验证过程中,需要针对实际情况对模型参数进行合适的修正和调整,以保证模型结果的可靠性和准确性。
(2)试验数据的精确性和可靠性问题。
在试验设计和数据处理中,需要严格按照标准化的方法和流程进行,以保证试验结果的精确性和可信度。
(3)工程实践的推广问题。
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工程背景概况
以湘粤界炎陵至汝城高速公路第9合同段为例,该路段由于粉质黏土层下滑力增加、抗剪强度降低导致了边坡滑塌。
滑坍体位于炎陵服务区西区(炎汝高速第9合同段K40+916~966段)R匝道右侧,该边坡高度约7m,坡率为1:1.5,边坡采用M7.5浆砌片石菱形骨架防护,平台宽度为8.0~24.0m。
由于RK0+590~900段路基右侧(炎陵服务区西区)边坡坡体土质较差,土体空隙率大,且地下水水位较高,路基边坡在地下水及雨水长期浸润下多次发生较为严重大范围塌方,经业主、设计、监理及施工单位现场确定(详见炎汝公司转发编号为LJ159设代函(2013.06.05)):
1、扩容后原设计在RK0+860~880段服务区建筑迁移至RK0+830~840段,将RK0+830~840段路基右侧平台面积扩大;
2、RK0+800~900段路基边坡一级边坡坡比由1:1.5放缓为1:1.75,并将RK0+590~740右侧一级边坡防护结构类型由喷播植草调整为M7.5浆砌片石护面墙(后因边坡继续塌方将RK0+740~835段一、二级边坡防护调整为M7.5浆砌片石护面墙,详见编号为YR091312255号变更令);
3、在RK0+590~740、RK0+800~890段边坡增设两级深层导水孔(孔深15m);
4、将原设计墙高为4.0mM7.5浆砌片石挡土墙调整为墙高为5.0m(埋深2.0+0.5m)。
而依照专家评审意见建议对该滑坡采用局部清方卸载+支撑渗沟+挡土墙+截、排水沟的方案进行综合处治。
但采用的重力式挡土墙截面尺寸过大,现拟定使用矩形抗滑桩对该路段进行边坡防护。
以下对抗滑桩进行设计计算及其验算。
设计计算及其验算
根据桩身尺寸,研究桩身的弯矩分布(列表格)。
并按照抗滑桩设计的构造要求,依照该土质滑坡推力分布形式分别计算该桩的挠曲位移(横向),并且计算出边坡稳定性系数。
(按照瑞典条分发,毕肖谱法,詹布法)
在该工程下,依照桩的理论受力情况,进行桩的尺寸和配筋设计,并且进行极限承载力和配筋的验算。
总结
桩身尺寸与桩身最大弯矩的关系:
抗滑桩桩长方案所得最大弯矩及其最大剪力:
按照单桩承受水平力,为方便配筋计算,采用如下系数:
≥≥C =αΜ/H (1)
I 00M 代表桩顶荷载,α表示桩的水平变形系数,α=
04
m-地基随深度变化的比例系数,KN/m .其取值可参照表1.
B -桩的计算宽度,对于矩形桩取B =b+1,(b 表示桩的实际宽度,b 1m )p P 对于圆形桩取B =0.9(d+1)(d 表示桩的直径,d 1m ).
p
表 1m 取值表
max II I M =C M (2)
max II 0
注:M 代表桩身最大弯矩,C 系数可由C 查表2获得.
表 2计算最大弯矩位置及最大弯矩系数
C I 和II C 值
6 15 1086.5
考虑桩前填土产生抗力时计算桩的内力
2212000/,1tan()3660.2/1200/m,
242
3?sat n n 1p sat 依照该地区土体为粉质黏土,依据相关勘察资料,土体按照饱和状态土计算,取=22kN/m ,滑面倾角取24,滑坡推力E k 剩余抗滑力E =1200kN/m,桩长设计长度为22m ,取不稳定层h =14.7m,锚固深度h =7.3m 。
按照朗肯土被动压力理论,计算得:
E =故取较小值作为剩n n N m h kN m E kN E πϕ
'γ=γ+=>=2222
21112223
1326.511.12211
.163.25 3.7223
y 余抗滑力进行计算。
截面尺寸为60cm 60cm 的矩形截面,即A=a b=0.36m ,各桩中心距取L=4m 。
近似认为滑坡推力呈矩形分布。
桩的剪力和弯矩分布可按照下式计算:
Q y =n n y E L
E L bp bqy y y y y h h h bp M bqy y y y y h ⨯⨯=-=-=--=-
max max 24243.75.,Q 2400.00.计算得出最大弯矩值m M kN kN ==
边坡稳定性计算
tan tan (sin tan tan ,s e 在计算出桩自身内力值后,还需验证边坡的稳定性。
抗滑力稳定性系数定义为F ,按照瑞典条分法计算则有F 滑动力表示土体的内摩擦角,表示折减后的土体内摩擦角)按照图示对点列力矩平衡方程可得:
依照条分法可知中包括黏聚阻力和摩擦阻力有当图示滑动面处于极限平衡状态下时,滑动力矩等于抗滑力i S e
i i
i
i
i i i i
i i i i j i s
O W d W R N c l T c l N T F ϕ
ϕϕϕθ
θ=
=
=+=
∑∑tan cos tan sin (cos tan )
矩,所以有
得i i i i i i i i i
i i i i i s s
i i
i
i
i s
i
N c l c l W W d W R T R R R
F F c l W F W
θθϕθθϕ++====+=
∑∑∑∑
∑∑∑。