微型钢管群桩及预应力锚索综合加固已有滑坡

结合工程实例,介绍微型钢管群桩和预应力锚索构成的复合边坡支护,用于加固已有滑坡,其施工便利,对控制边坡位移、增强整体稳定性具有较好的效果,为今后类似工程提供参考。     

预应力锚索对微型桩结构抗滑性能影响的试验研究

在传统微型桩顶部联系梁上加设斜向预应力锚索,构成新型复合挡锚结构的锚索微型桩。采用分级加载方式进行双排传统微型桩和锚索微型桩加固土质边坡的室内模型试验,并结合相同条件的FLAC3D数值计算,对比分析锚索微型桩和传统微型桩以及采用两者加固后边坡的变形和受力特征,进而探讨锚索微型桩的抗滑机理。结果表明:相比传统微型桩,经锚索微型桩加固后边坡的变形和联系梁的位移明显减小;锚索微型桩周围产生应力集中区,形成结构—土体的复合骨架体系,阻滞了致滑应力和变形沿滑坡方向的传递;预应力锚索有效增强了微型桩结构的侧向刚度,结构侧向倾斜变形减小;微型桩的内力和外力分布趋于均匀,有利于及时和充分地发挥桩体的力学性能;随着堆载的逐级增加,微型桩结构的变形过程分为小变形、大变形和极限破坏3个阶段,对应的桩—锚荷载分担比呈先增大、后减小和再增大的变化规律,极限破坏阶段的分担比稳定在1.3~1.5之间。     

预应力锚索桩在天平铁路的应用

预应力锚索桩是一种加固边坡、治理滑坡的新型结构,在维护边坡稳定性和增强支挡结构抗震性能方面具有明显优势,因此其在工程实践中得到了广泛的应用．本文以预应力锚索桩在天平铁路的工程应用为背景,介绍了预应力锚索桩的受力机理,基于变形协调条件的计算分析方法及其在膨胀性泥岩路堑边坡治理工程中的实际应用．     

山区高速铁路路基陡边坡绿色防护试验研究

研究目的:在铁路工程建设中,对于陡路基边坡,如坡率陡于1∶1的,难以有较好的绿色防护形式。针对山区高速铁路路基陡边坡的绿色防护难题,设计了预加固桩前框架锚杆内基材植生(生态袋)和复合式锚索墙基材植生(生态袋)两种新型的路基边坡支护结构,并开展了现场的原位试验研究,验证其适用性。研究结论:(1)预加固桩前框架锚杆内基材植生边坡深层变形从桩顶部向下逐渐减小,桩顶最大变形小于35 mm;(2)桩前框架锚杆受力约为设计值的1/5～1/7,预加固桩的土拱效应明显,大大减小了桩前框架锚杆受力;(3)复合锚索墙锚索锚固力约为设计值的1/2,锚索墙后深层位移小于35 mm;(4)两种新型路基边坡结构都是稳定的,路基边坡改进的厚层基材(生态袋)绿色生态防护效果好,植物成活率超过90%,植物覆盖率大于85%,实现了坡率1∶0.5陡路基边坡的全坡面绿色防护;(5)本研究成果可为路基陡边坡绿化防护提供参考。     

微型桩在路堑边坡加固中的应用及机理分析

研究目的:传统抗滑桩采用人工挖孔施工,工期长并且混凝土圬工量大,难以用于路堑边坡快速加固,为此采用钻孔微型桩对广(元)~巴(中)高速公路K51路堑边坡病害进行治理,本文介绍微型桩加固工程概况及设计参数,并采用数值分析手段对带承台微型抗滑桩加固单元的加固机理进行分析。研究结论:(1)作用在微型抗滑桩上的推力近似呈三角形分布,并且微型抗滑桩加固单元内各排桩受力具有不均匀性;(2)侧向挤压作用下各排桩的受力机制差别不大,剪力和弯矩峰值随边界位移不同位置略有差异,模型试验与计算结果均表明,微型抗滑桩加固边坡的破坏模式为沿潜在滑面所产生的整体滑移;(3)承载力分析结果表明,微型抗滑桩加固单元的极限抗滑力大于设计下滑力,表明K51工点边坡选用微型抗滑桩加固方案代替原重力式挡墙是可行的,能够确保被加固边坡的安全;(4)该研究成果可为微型桩在山区边坡(滑坡)加固中的工程应用提供理论指导。     

微型桩群框架结构加固边坡离心模型试验研究

构建微型桩群框架结构进行土工离心模型试验,通过监测边坡模型位移、土压力和桩身应变,研究微型桩群斜向框架结构加固边坡的受力机理。结果表明：微型桩群框架结构能有效加固边坡;微型桩嵌固深度较深的边坡加固效果优于布桩数量较多的边坡,微型桩嵌固深度是影响加固效果的重要因素;微型桩的布设导致次生滑面、桩土脱空现象的形成,并影响滑体中土压力的分布和大小;桩身弯矩分布呈反S形,桩身在滑面分界处呈单点弯曲屈服,桩-滑床复合结构承受了滑体的下滑力。     

预应力锚索桩板墙支挡结构在深路堑防护中的应用

结合铁路站场内深路堑边坡防护工程,根据工程地质条件,通过边坡稳定性分析,确定技术可行经济合理的预应力锚索桩板墙加固方案。同时,还分析了预应力锚索桩板墙支挡结构受力特征,结构计算方法,抗滑桩参数选取和设计过程,为类似工程设计提供宝贵经验。     

微型桩大型振动台试验-坡体及桩动力特性研究

研究目的:微型桩是一种柔性支挡结构,在地震中其发生弯曲变形,可以有效避免脆性破坏的发生,因而在抗震加固中常被优先采用。目前,对微型桩的研究多集中于其静力学特性,通过大型振动台试验进行其动力学特性的研究很少。为研究微型桩及其加固边坡的动力学特性,本文就平行体系和"人"字形体系两类微型桩支护边坡的大型振动台试验及数值计算展开分析,并比较两类微型桩的抗变形能力和承载能力。研究结论:(1)边坡在地震作用下变形最先开始于坡体后缘的张拉裂缝,坡体中竖向裂缝较多,水平地震作用对坡体的变形影响更大;(2)地震作用下,微型桩变形表现为以滑面为界的"S"形弯曲变形和桩顶绕桩底的旋转变形;(3)微型桩弯矩呈现"S"形分布,剪力呈现"■"形分布;(4)"人"字形体系微型桩的抗变形能力和承载能力较平行体系微型桩更强;(5)本研究成果主要应用于边坡工程的抢险与加固。     

高陡预应力锚索框架在加固路堑边坡中的应用

预应力锚索框架目前正被广泛应用于边坡加固及边坡病害的防治工程中,但由于设计理论不成熟及施工技术的制约,单级锚索框架的高度、坡率受到限制。文章以云南某高速公路边坡工程采用单级高度更高及坡率更大锚索框架成功加固的实例,分析了高陡预应力锚索框架应用于陡倾堑坡加固的优点、适用条件及注意事项。     

岩质陡坡防护与绿化复合结构研究

研究目的:硬质陡坡的防护与绿化一直是工程界的一个难题,本文通过深圳地铁7号线深云车辆段岩质高边坡防护绿化研究,提出一种加固硬质陡峭岩石边坡的复合结构。在该复合结构中,采用锚杆、注浆措施对边坡节理面、裂隙进行加固,提高边坡的整体稳定性;采用植生条与主动防护网来稳固喷混植生基材和局部破碎岩体,提高边坡的局部稳定性,从而减弱地表水对坡面的冲刷,减缓坡面岩石的风化速度,绿化坡面。研究结论:(1)硬质岩石边坡的深层稳定主要受内部结构中的节理、裂隙发育程度控制,采用系统锚杆与随机锚杆结合注浆的方式,对岩质边坡稳定性有较好的加固效果;(2)将植生条在岩质坡面上按照一定间距进行固定,提高了岩质边坡的坡面摩擦系数,使喷混基材能够更好的粘附在岩质坡面上;(3)植生条采用普通的土工布材质,内填充普通种植土,当喷混植生基材稳定在坡面上时,草灌生长后,植生条土工布降解将袋内土壤露出,可作为坡面土壤的补充;(4)本文所研究的岩质陡坡防护与绿化复合结构在深圳地铁工程中得到了很好的应用,可为铁路、地铁、公路及建筑工程类似的岩质陡坡防护与绿化工程提供借鉴。     

微型抗滑桩加固边坡极限抗力研究

研究目的:微型抗滑桩具有桩位布置灵活、施工速度快、对施工场地适应性强、对环境影响小等优点,近年来在边坡加固领域得到广泛应用和推广,但目前缺乏分析微型抗滑桩加固边坡极限抗力的科学方法。基于此,本文采用数值分析手段建立微型抗滑桩加固边坡的极限抗力分析模型,以桩身弯曲承载力、剪切承载力和结构位移为控制条件,提出一种微型抗滑桩加固边坡极限抗力的分析方法,并进行力学机制研究。研究结论:(1)不同类型边坡微型抗滑桩提供的极限抗力有所不同,岩土强度越高微型抗滑桩提供的极限抗力越大,整体而言,对于土质边坡,微型抗滑桩的极限抗力主要受桩身弯曲承载力控制;对于岩质边坡,微型抗滑桩的极限抗力主要受剪切承载力控制;(2)滑坡推力主要由靠近荷载的半幅桩承载,远离荷载的半幅桩基本不受力;(3)微型抗滑桩与岩土的接触反力主要由靠近荷载桩单元的正应力提供,剪应力的影响不大;(4)该研究成果可为微型抗滑桩在边坡加固工程中的设计和安全评价提供理论依据。     

采用预应力锚索加固岩石高边坡设计介绍

预应力锚固技术在铁路、公路、水电等高边坡加固工程中应用较为广泛，本文以一工程实例介绍预应力锚索加固岩石高边坡的设计及加固效果，工程特点是边坡高、陡且采用一坡到顶的形式．     

锚索桩防护岩质路堑边坡施工技术与试验

预应力锚索桩防护路堑边坡适应性强,利用此技术对福厦铁路岩质边坡成功进行加固。桩体的监测结果表明,被加固岩质路堑边坡土压力基本保持稳定,预应力锚索应力损失程度很小,满足工程稳定要求。     

锚固桩跳桩防护施工对高边坡的影响

某桥墩台桩基处于顺层岩体并为高边坡,由于工期限制,采用桩基与边坡加固共同施工的锚固桩跳桩防护施工方案。因为施工工序导致高边坡受力状态不同,结合有限元分析,得到在正常工况、锚索+奇数锚固桩加固边坡、坡面刷坡及承台开挖3种工况下,边坡稳定系数及水平方向位移。根据现场实测数据分析,采用锚固桩跳桩防护施工方案不但能保证顺层高边坡稳定性,同时可有效缩短工期,取得良好效果。     

基于塑性变形理论的圆形抗滑桩边坡稳定性分析

圆形截面抗滑桩广泛应用于边坡加固和地质灾害治理工程中,传统的圆形截面抗滑桩理论和经验计算公式未考虑土-拱效应,因此计算结果不合理。本文基于Ito塑性变形理论,考虑桩-土相互作用的土-拱效应,推导出圆形截面抗滑桩在考虑土-拱效应时计入桩土摩擦力的水平分布力计算公式以及边坡稳定性系数F_s;并结合工程算例,讨论了土体重度、黏聚力、内摩擦角和桩间距对边坡稳定性的影响,研究结果表明:(1)通过推导的水平分布力公式,可得圆形截面抗滑桩的布桩位置对桩身抗力和边坡稳定性系数的影响,边坡稳定性系数在抗滑桩距离坡脚约为0.5L时最大,0.4~0.6L时处于稳定状态;(2)黏聚力和内摩擦角对边坡稳定性起着决定性的影响因素,土体的重度对边坡稳定性的影响并不明显,当桩身距离坡脚0.5L时,边坡土体的重度对边坡稳定性影响更加明显;(3)在考虑边坡稳定性和工程造价的条件下,采取2~2.5倍桩径距离进行布桩可以达到良好的工程效果。     

横向荷载作用下锚索变形及受力机理研究

研究目的:随着西部地区高速铁路的快速发展,由于受到地形和线型的制约,不可避免地遇到大量的边坡锚索加固工程。由于锚索穿越边坡滑移面时锚固段的受力情况较为复杂,还需进一步完善。本文基于Pasternak双参数地基理论,考虑岩土体之间的相互剪切作用,建立横向荷载作用下锚固段的力学模型,并以某黄土边坡锚索加固工程为算例,分析不同参数下锚固段的变形规律和受力特征。研究结论:(1)给出了锚索锚固段穿越滑移面时锚索变形、弯矩、剪力及岩土体反力计算公式,给出了土体松动区范围的计算方法;(2)分析表明,剪切荷载和抗弯刚度对锚索的变形和受力影响较大,锚索变形和受力主要集中在滑移面附近;(3)在抗弯刚度达到一定值后,剪切位移、土体反力分别与抗弯刚度呈线性减小,锚索的剪切位移随剪切荷载呈线性增加;(4)该研究结果可为高速铁路边坡锚索加固工程的设计和施工提供借鉴。     

三维强震下路堑高边坡预应力锚索加固分析

研究目的:基于FLAC~(3D)有限差分软件,通过建立路堑高边坡模型,分别从x,y,z三个方向对模型输入地震波,对该边坡进行动力响应分析,然后再对模型施加预应力锚索框架加固措施,通过前后的对比分析,以此来研究在三维强震作用下预应力锚索框架对路堑高边坡的加固情况。研究结论:(1)预应力锚索框架能够对三维强震作用下路堑高边坡的水平位移起到良好的抑制作用;(2)三维强震下,预应力锚索框架对路堑高边坡的水平加速度和水平速度都起到了良好的作用效果,减小了水平加速度和水平速度的峰值;(3)通过对9度三维强震下有无预应力锚索框架前后响应的对比分析可以得出,预应力锚索框架能够对强震下的路堑高边坡起到良好的加固效果;(4)本研究成果对边坡工程的抗震研究具有一定的借鉴意义。     

降雨入渗条件下矿坑边坡稳定性分析

结合现场工程实际,根据渗透张量计算程序得到灰岩渗透张量,针对不同降雨工况,对比分析边坡在加固前后位移和安全系数变化规律,以及坡体加固结构在降雨作用下轴力变化规律。通过降雨后边坡位移分析,边坡在没有进行加固时,最大位移发生在边坡下部,中部次之,上部位移最小。在降雨强度为200 mm/d降雨4 d后,边坡坡脚处位移迅速增加,对应的安全系数也降低到最小值;采用预应力锚索加固措施后,边坡稳定性大幅提升,边坡加固后,边坡位移非常小,安全系数最小值较未加固时边坡最小安全系数有大幅提高;预应力轴力随着降雨的持续逐渐增大,最大轴力出现在边坡下部位移最大位置,随着降雨持续时间增加,位移边坡中上部分锚索轴力变化平稳,位于坡脚处锚索轴力增大幅度较大。     

锚索与桩共同加固边(滑)坡的设计方法探讨

研究目的:预应力锚索和桩经常被联合使用在滑坡或者高边坡的加固设计中。由于锚索适应能力强,具有深层主动加固、随机补强、柔性好、施工快捷等特点,在高边坡预加固和滑坡治理中已经成为一种不可替代的措施。但是,现有的计算方法和设计规范一般仅列出了直线型滑面的计算公式,对于锚索和桩联合使用的设计没有给出非常明确的计算方法。目前,大多数规范只是对于一种单一的直线型(顺层)滑面给出了计算方法,而实际工程中的绝大部分非直线型滑面,多为折线型或者圆弧型滑面,由于没有直接的计算公式,使得设计者无法采用比较合理的方法来分析桩和坡面锚索的联合受力。往往是设计者凭借自身的工程经验进行工作,大概地分摊一定的推力给锚索和桩,而没有精确去考虑各自的作用,缺乏一定的科学基础。基于此,本文对此类经常被联合使用在滑坡或者高边坡加固中的措施的设计方法进行探讨。研究结论:(1)本文从边坡稳定系数与剩余推力的计算入手,根据现行规范的公式,演绎推导出折线型滑面的安全系数及锚索与桩各自承担的推力;(2)其他形式的滑面均可以先简化为折线型滑面,从而实现比较合理的设计;(3)本文提出的计算方法可以推广应用到铁路、公路等领域。     

浅析预应力锚索加固边坡的设计与施工

本文结合兰州枢纽某格梁式预应力锚索加固边坡工程，简单探讨了预应力锚索技术应用于铁路路基边坡加固时的设计思路与施工方法．