新型竖向预应力"锚索"抗滑桩设计理论初探

文中提出一种新型的竖向预应力"锚索"抗滑桩,并根据预应力钢筋混凝土设计理论探讨了设计计算方法,为滑坡加固及边坡整治提供一种新型抗滑结构形式:采用预应力锚索代替传统桩中的受拉钢筋,形成竖向预应力"锚索"抗滑桩,它与常规抗滑桩相比,具有减小桩身截面、节省材料、安全可靠、施工快的特点.建议在条件合适时选点试验应用,验证其结构的可行性与合理性.     

公路桥梁预应力混凝土管桩基础承载力研究

预应力混凝土管桩具备承载力高,造价低廉等诸多优势被广泛应用于桥梁工程。本文从试验及数值模拟两方面对单桩承载力研究,通过试验与模拟数据对比分析得出以下几点结论:采用压重平台法设计并进行了单桩承载力静力试验,得到φ500 mm管桩竖向极限承载力Qu=4 000 kN,φ600 mm管桩竖向极限承载力Qu=7400 kN;φ600 mm管桩破坏是由于混凝土达到极限受压承载力,可在设计阶段适当提高混凝土强度等级以增大管桩极限承载力;通过模拟值与试验值沉降量对比可知模拟值略小于试验值,这是由于没有考虑地下水以及各个施工因素对管桩沉降的影响,属于系统误差,模拟值与试验值变化趋势一致证明了模拟结果具备一定合理性。     

黄土边坡悬臂式与全埋式单桩抗滑桩现场模型试验

以陕北地区G65w高速公路沿线边坡中的单排抗滑桩为研究对象,在高速公路黄土边坡上进行了悬臂式与全埋式单桩抗滑桩现场缩尺模型试验。研究悬臂式和全埋式两种不同的埋设条件下,单桩抗滑桩在滑坡推力作用下受力变形至破坏过程,测定水平加荷过程中的桩顶水平、竖向位移值,桩侧土压力分布形式以及桩身弯矩。并以位移结果确定抗滑桩的受力变形阶段。试验结果表明:根据位移结果,将模型桩受力过程划分3个阶段,即抗滑桩未变形阶段、抗滑桩有效变形阶段、抗滑桩失效阶段,3个阶段的分界点分别为临界启动荷载和临界阻滑荷载。两类模型桩均属塑性开裂的破坏模式,其中悬臂式模型桩为塑性单铰开裂破坏,破坏点约为桩的2/3处。全埋式模型桩存在两个开裂破坏点,分别在桩身约1/3和1/2处。全埋式模型桩的临界阻滑荷载为89 kN,比悬臂式的临界阻滑荷载(83 kN)高出约7.2%,且全埋式模型桩有更长的有效变形阶段。试验结果可为黄土边坡中两种埋设方式的抗滑桩的设计计算和破坏预警提供试验支持。     

惠山站房钻孔灌注桩承载力分析

选取站房7根钻孔灌注桩进行静载试验研究、测试了各桩的竖向极限承载、水平临界荷载、水平极限荷载结果表明:在采用正循环钻进成孔工艺的条件下,两种不同类型的单桩竖向极限承载力可分别取1 560、3 896 kN、单桩承载力特征值可分别取780、1948 kN,单桩水平临界荷载可取320kN,单桩水平极限荷载可取640 kN钻孔灌注桩的承载力能够满足工程需求     

基于预应力锚索加固的抗滑桩受力特性研究

首先分析了抗滑桩的设计内容和方法,然后建立有限元模型,对普通抗滑桩和预应力锚索抗滑桩的位移、应力特征进行分析。结果表明：抗滑桩最佳布置位置滑坡推力下反弯点到滑坡出口段;普通抗滑桩桩顶部位水平位移达35cm,锚索抗滑桩在桩深9m处最大位移仅为3mm;锚索抗滑桩竖向位移相当于普通抗滑桩的1/2;锚索抗滑桩在嵌固段的应力小,受力特征较普通抗滑桩合理,在实际工程中具有更好的加固控制效果。     

国道205线永安桃源洞滑坡治理工程设计

根据桃源洞滑坡的变形特征、地质情况,研究该滑坡形成原因,并采用参数反演法,计算自然工况下的滑坡稳定安全系数.对预应力锚索微型桩、预应力锚索框架和预应力锚索抗滑桩等3种方案进行技术、经济比选,确定以预应力锚索抗滑桩为滑坡的最终治理方案.考虑桩锚作用效应,并通过对抗滑桩施工及运营过程中的3种工况进行验算,确定设计内力,其分析与计算思路可为预应力锚索抗滑桩治理滑坡的设计提供参考.     

桩身预应力抗滑桩设计方法分析

通过分析桩身预应力抗滑桩的结构及受力特点,并对桩身预应力抗滑桩配筋计算进行研究,确定了桩身预应力抗滑桩的结构形式。对现有部分预应力计算方法在桩身预应力抗滑桩上的应用进行了简化,提高了配筋计算的效率,便于工程推广应用。     

预应力对曲线钢-混凝土结合梁桥内力的影响及计算方法

基于有限元程序Sap2000建模分析了曲线钢-混凝土结合梁预应力作用下混凝土桥面板、箱梁底板的纵向应力和竖向变形,并给出了钢箱上翼缘及腹板竖向变形云图;结合预应力张拉前后中跨跨中截面顶板径向位移对比表和径向位移差值表,说明预应力作用下在最大跨跨中产生了明显的预拱,且外箱拱起量明显大于内箱;桥面板中跨跨中处径向位移的差值沿桥面宽度由内向外呈线性逐渐增大,内箱有向外移动的趋势,而外箱有向内移动的趋势,这些均由整个截面受到预应力产生的向心与向上扭转的转矩所致。     

黄土边坡悬臂式与全埋式单排两桩抗滑桩原位模型试验

以单排两桩抗滑桩为研究对象,将室内抗滑桩缩尺模型试验方法中的重塑土条件改进为原状土条件,参照岩土体现场直剪试验方法设计了抗滑桩现场模型试验,在高速公路高陡黄土边坡上进行悬臂式、全埋式抗滑桩原位缩尺模型试验,确定2种埋设方式的模型桩与原状黄土体相互作用至极限状态过程中的受力变形规律,探究2种埋设形式的抗滑桩在原状黄土中的受力分配过程,获得2种埋设形式的模型桩各自的破坏模式。试验结果表明：各模型桩在受力过程中均经历了零位移阶段、有效变形阶段和失效阶段,并将3个阶段的分界点分别定义为临界启动荷载和临界阻滑荷载。2种埋置形式的模型桩均属于多点依次断裂破坏,两悬臂式模型桩首次破坏点位于模型桩入土深度约68 cm处,A桩为两桩中的首先破坏桩,两桩的临界启动荷载为32.5 kN,临界阻滑荷载为75.5 kN;两全埋式模型桩首次破坏点位于模型桩入土深度约51 cm处,A桩为两桩中的首先破坏桩,A桩的临界启动荷载为32.5 kN,B桩为22 kN,两桩的临界阻滑荷载为93 kN。在全埋式条件下,两桩在受力过程中均存在明显的相互协调过程,而这一过程在悬臂式条件下并未出现。试验结果为抗滑桩破坏预警及设计计算提供了数据支持。     

预应力锚索抗滑桩在滑坡治理中的设计与应用

根据滑坡治理工程实例,对抗滑桩桩顶施加预应力锚索进行受力分析和经济性比较,提出在抗滑桩桩顶施加适当的预应力锚索,可有效改善抗滑桩的受力状态、减少抗滑桩截面面积和钢筋用量,进而节约工程造价。     

预应力锚索抗滑桩治理公路高陡边坡的应用

目前治理公路高陡边坡的措施有SNS柔性防护技术、喷锚网支护技术、抗滑桩墙体系等支挡结构，预应力锚索抗滑桩是治理高陡公路边坡一种新型支挡结构，具有受力合理、材料利用率高、经济等特点。分析了预应力锚索抗滑桩加固机理和体系的变形特征特点，并且分别以桩的锚固段为固定端和铰支为桩的受力模型，按变形协调原理分析了预应力锚索抗滑桩的内力。结合水任至南宁公路某高陡边坡治理的一个工程应用，体现出这种抗滑结构的优越性。     

软土区综合管廊工程中预应力管桩地基处理技术的优化及应用

结合珠海市横琴区地下综合管廊工程中预应力混凝土管桩复合地基处理方案,运用FLAC3D有限元软件对不同桩长、桩径的预应力混凝土管桩开展单桩静载试验数值模拟,分析桩顶竖向位移,桩身结构及桩端受力情况。通过控制桩长,选取不同的持力层及桩端伸入持力层深度。结果表明:随着桩长、桩径的增加,桩顶沉降量逐渐减小;预应力混凝土管桩为端承桩,持力层相同时,沉降量相差较小;设计采用的预应力管桩能够很好地满足承载力及沉降控制的要求,并且有适当优化的空间。     

变刚度抗滑桩性状研究

边坡中各处的滑坡体厚度、滑坡推力、地层抗力等不同,则各处抗滑桩的设置也应有所不同,即应采用变刚度布桩。变刚度抗滑桩有竖向上桩身刚度不一致、横向上桩间距不一致、纵向上桩排距不一致及各桩截面大小不一致四种类型。为模拟滑体的厚度和滑坡推力在横向上分布的不均匀性,建立了抗滑桩加固边坡的三维模型,在模型的左右两侧设置竖立的薄层岩壁,并对设置岩壁边界与未设置岩壁边界的情形进行了比较,发现设置岩壁边界后,滑坡在横向上呈不均匀分布,与实际情况接近。研究了变刚度抗滑桩在桩横向变形、桩弯矩等方面的特性,并与等刚度抗滑桩进行了比较,显示了变刚度抗滑桩加固边坡的优越性。     

滨湖相软基处理设计

以具有典型软土特征的滇池流域道路地基处理为例,阐述了CFG桩、素混凝土桩、抗滑桩等几种桩型在滨湖相软基处理中的应用情况,并进行了作用分析。     

桩身预应力抗滑桩的三维有限元分析

使用大型有限元软件ANSYS对桩身预应力抗滑桩进行了细致的三维有限元分析,并和普通抗滑桩进行对比分析,研究表明在桩身施加预应力改善了抗滑桩自身的受力状态,提高了抗滑桩的刚度,可以显著的减少桩身裂纹,并有效减小抗滑桩的断面,从而达到节省工程造价的目的.     

钢管埋深对钢管混凝土复合桩竖向承载特性影响研究

结合广中江高速公路跨江桥梁钢管混凝土复合桩工程实际,采用数值仿真方法,对滨江大桥X3-15桩基础竖向承载特性进行数值仿真计算,并与现场试验成果进行对比分析,验证了有限元模型及参数的可靠性。在此基础上,深入研究了不同钢管埋深下钢管混凝土复合桩竖向承载特性的变化规律,计算结果表明,增大钢管埋深能有效提高钢管混凝土复合桩竖向极限承载力,钢管埋深在12m范围内增加时,桩基竖向极限承载力增加较快,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅2.0% ~2.2% ;钢管埋深超过12m后继续增加钢管埋深,桩基竖向极限承载力增加幅度较小,钢管埋深每增加4m,桩基竖向承载力增幅1.3% ~1.4% ;钢管混凝土复合桩竖向极限承载力由钢管段侧摩阻力、钢管段以下钢筋混凝土段侧摩阻力、钢管端部变截面处端阻力和桩端阻力组成;随着刚管埋深增大,钢管混凝土复合桩总侧阻力逐渐增大,总端阻力则均有所减小,钢管埋深由4 m增加至24 m时,桩基总侧阻力增大了6 382.8kN,增幅9.3% ,桩基总端阻力减小了6 382.8kN,减幅29.8% 。     

预应力锚索抗滑桩支挡结构在路基边坡防护中的应用研究

通过分析目前常用的治理公路路基高陡边坡的工程措施,得出预应力锚索抗滑桩支挡结构具有柔性支护、主动支护、经济合理等优点。分析了预应力锚索抗滑桩支挡结构计算理论,在计算理论中引用双参数法至土抗力模数和地基系数中,并将抗滑桩分为刚性桩和弹性桩两种物理模式进行计算分析。结合某一级公路边坡的边坡治理情况,对其计算和应用进行了介绍,通过静力水准仪对其中3个抗滑桩的沉降进行长达120 d的监测,结果表明,抗滑桩的沉降位移小,符合设计要求,证明了预应力锚索抗滑桩支挡结构具有良好的工程性能。     

大截面抗滑桩水化热温度场及应力场机理分析研究

通过利用有限元模拟分析,根据工程和现场环境的在特点,准确地模拟了实心和箱型两种抗滑桩混凝土水化热产生的温度场和应力场变化状况,并考虑了与空气的对流及与锚固地基土的热传递等各种初始条件和边界条件因素,通过对两种结构抗滑桩里表温差、温度峰值、温度峰值、拉压应力和容许应力出现时间的影响分析,认为箱型抗滑桩具有散热表面较大,温差较小,在温度变化和应力变化均小于实心结构抗滑桩,其具有更好的耐久性和安全性。     

基于FLAC3D的杂填土边坡抗滑桩加固方案设计研究

运用FLAC3D软件,模拟了某项目杂填土边坡抗滑桩加固边坡的稳定性。通过几种加固方案涉及的抗滑桩组合锚索前后,锚索倾角变化,预应力筋以及桩截面形状等加固形式变化,对锚索、预应力筋、桩截面形状、桩体、桩间挡板等对边坡稳定性、桩体内力、桩间拱形成的影响程度进行分析,确定了合理的加固方案,并将加固方案与按传统方法计算结果进行了对比,验证了结果的可靠性。     

预应力锚索抗滑桩治理公路高陡边坡的应用

目前治理公路高陡边坡的措施有SNS柔性防护技术、喷锚网支护技术、抗滑桩墙体系等支挡结构,预应力锚索抗滑桩是治理高陡公路边坡一种新型支挡结构,具有受力合理、材料利用率高、经济等特点.分析了预应力锚索抗滑桩加固机理和体系的变形特征特点,并且分别以桩的锚固段为固定端和铰支为桩的受力模型,按变形协调原理分析了预应力锚索抗滑桩的内力.结合水任至南宁公路某高陡边坡治理的一个工程应用,体现出这种抗滑结构的优越性.