陡坡高填方段刚架桩结构优化方案研究

山区陡坡路基高填方段土压力大,多采用h形桩板墙、桩基托梁挡土墙、锚杆挡墙、预应力锚索桩等支挡结构收坡加固。上述支挡结构未充分利用内侧岩土体抗力,锚索(杆)对耐久性问题考虑不足,其长期安全性值得商榷。陡坡内侧设置锚固桩,采用横梁与外侧桩相联接形成的刚架结构,可有效提高结构刚度及水平向抗力。利用SAP结构计算程序对刚架桩应力状态进行计算分析,结果表明可改善外侧桩悬臂端受力状态;同时研究刚架桩的具体设计思路及施工工序。     

基于承台消弯作用的新型桩板墙结构

铁路工程中桩板墙结构变形控制标准严格，在土质地基条件下桩结构设计尺寸较大，成本普遍偏高。针对传统桩板墙受力变形特点，提出一种基于承台消弯作用的新型桩板墙结构，并采用矩阵传递法分析其力学性能及经济效益。结果表明：新型桩板墙结构在桩身锚固点引入承台，利用填土自重大幅度降低锚固段弯矩，可有效减小桩顶水平位移；结构尺寸相同时，与传统桩板墙结构相比，新型结构锚固段最大弯矩降低67%，桩顶水平位移减小61%，桩身所受最大土反力减小57%；土质地基条件下，新型结构最大填高由传统结构的12 m提升至16 m，承台设计长度宜为0.46～0.48倍填高；新型桩板墙结构综合工程造价仅为传统结构的50%，经济效益显著；新型结构锚固桩桩井可由人工挖孔优化为机械成孔，在提高施工效率的同时可降低安全风险。     

基于极限状态法的桩板式挡土墙设计研究

研究目的:桩板式挡土墙是常用的支挡结构,桩板式挡土墙极限状态设计的研究,是为了考察现行规范设计下,该结构的安全度并给出锚固段极限状态设计表达式。本文通过对桩板式挡土墙研究思路的总结和主要计算结果的分析,为桩板式挡土墙极限状态设计提供参考。研究结论:(1)桩板式挡土墙极限状态设计研究步骤:建立极限状态方程→计算可靠指标并确定目标可靠指标→计算分项系数及建立设计表达式;(2)路肩式桩板墙可靠指标分析表明,可靠指标满足或接近公众需求;(3)桩板墙可参照现行《铁路路基支挡结构设计规范》进行设计,但高边坡路堤和路堑墙应采用较大的荷载分项系数,同时设计中应注意采取减小边坡土压力的措施;(4)提出了路肩式桩板墙锚固段计算的设计表达式及分项系数建议取值;(5)该研究结论可供路肩式桩板墙设计参考。     

铁路路基支挡结构桩板式挡墙的设计探讨

结合工程实例,依据工程地质条件,详细分析了桩板墙支挡结构的受力特点,外力计算方法,土压力分布形式与锚固桩计算参数选取,并介绍了内力计算、配筋设计、桩板墙布置等过程。工程实践证明,路堑边坡采用桩板式挡墙进行支护以避免堑外房屋拆迁,措施合理,效果良好。     

岩质陡坡椅型桩板结构路基设计计算方法与分析

结合山区陡坡地段半填半挖路基工程,提出了椅型桩板结构与填料间相互作用的分析方法,建立了椅型桩板结构的平面刚架分析模型和计算方法,利用此方法对该结构的关键设计参数进行分析.计算结果表明:椅型桩板结构的内力极值出现于桩基与横梁的交接面、桩基与基岩的交接面附近;陡坡坡角在40°~70°时,椅型桩板结构的最优悬臂比例系数为0.4~0.6.     

云南水麻高速公路路基桩板墙病害分析

针对云南水麻高速公路豆沙关立交匝道路基桩板墙的变形破坏特征,从变形过程、地质条件、力学计算等方面进行了分析。结果表明,桩板墙偏压大、桩前部土体抗力不够、锚固段过短且下部存在倾向临空的结构面(层面),并在降雨作用下降低了土体的强度和承载力,同时增加了土压力,当土压力大于桩抗滑力时,引起桩板墙的整体破坏。采用在现有桩上设锚索,挡墙外增设桩的加固方案,加固效果良好。     

内昆线路基滑坡的综合整治

介绍内昆铁路DK402 425~DK403 030段不良地质路基施工中,对滑坡采取抗滑锚固桩、重力式桩间挡土墙、桩板墙及桩基托梁路肩挡土墙等措施,综合治理滑坡的施工情况。     

桩板墙支护下的高速铁路陡坡地基路堤变形演化特性

高速铁路对路基工后变形要求严格。以某陡坡地基桩板墙支护路堤为研究对象,基于针对桩体位移演化特性及路堤填土变形空间响应的900余天现场观测,构建了以限制桩前地基土横向应变为核心、检算点桩体位移为表征的桩板墙长期变形状态评价方法,讨论了相应桩体位移规范限值。研究表明:深锚固、强约束桩板墙能有效限制陡坡地基路堤侧向变形,桩顶位移仅为23 mm,其中填筑完成后占30%、1～1.5 a趋于稳定;桩体侧移引起路堤填土横向张拉变形的影响范围介于墙背和稳定区之间,竖向工后压缩变形符合中部大、上下端小的分布规律,且收敛快于横向;地面处桩板墙位移为13 mm,处于时间效应微弱的快速收敛状态,而规范有关该处10 mm的位移限值则对应无时间效应的纯弹性状态。     

桩板墙锚固桩参数对集包高铁路基加固效果影响研究

桩板墙具有支挡效果好、场地适应性强的优点,是铁路路基常用的支挡结构。基于有限元计算方法,探究不同锚固桩刚度和嵌岩深度下,路基变形及稳定性的变化规律。结果表明：随着深度增大,路基沉降量逐渐降低,峰值出现在路基顶部;随着锚固桩刚度和嵌岩深度增大,路基沉降量逐渐减小;锚固桩在桩侧土压力作用下发生侧向移动,增大桩体嵌岩深度可抑制这一趋势;在水泥粉煤灰碎石桩与桩板墙的加固下,路基整体稳定性较高,路基最大塑性变形区位于远离边坡一侧,锚固桩刚度和嵌岩深度对其影响不大。     

考虑土拱效应的锚杆加固桩间土机理研究

研究目的:桩板墙是一种常见的铁路边坡防护工程,桩间板在施工前需要先开挖桩前土。因此为保障桩间土的稳定性,桩间常常逆作法施工锚杆,但由于该支护方法的机理尚不明确,尤其是当悬臂高度较大时桩间土极易发生垮塌,给后期施工带来安全隐患,并增加桩板墙背侧土方回填的费用。因此,论文重点围绕桩间土拱效应与锚杆加固的机理进行研究,以期为类似工程的设计及施工提供帮助。研究结论:(1)通过在桩间施工一定数量的锚杆,可有效降低桩间土发生局部垮塌的风险,使得锚杆能够紧密地连接桩间欠稳定土体、土拱压密土体及后方的稳定土体,土拱拱圈附近的密实土体发挥了锚杆锚固段的作用;(2)数值分析结果表明,受桩间土拱效应分布的几何形态的影响,锚杆布置宜在相邻两根悬臂桩跨中位置适当加密,采取该类布置方式相比均匀布置能够起到更好的加固效果;(3)桩间锚杆的设计钻进深度可以采用上部较短,中下部适当加长的方案进行设计,且锚杆设计钻进深度不应超过1.5倍桩间净距。若中下部桩间土体较密实,可以考虑适当减小锚杆的钻进深度;(4)采用锚杆加固桩间土大多是应用于临时防护,为了进一步提高桩桩间土的稳定性,降低道路运营期间因桩间土局部滑塌或掉块带来的风险,或出于美化道路周边环境等因素考虑。     

微型桩群加固土坡抗滑力数值模拟研究

研究目的:微型桩直径通常小于300 mm,由于单桩抗滑力小,加固土坡时须成群布置,微型桩群-土坡体系是一个三维空间体系,力学机制复杂,目前对其抗滑力缺乏深入研究。基于此,本文借助于数值模拟手段,对微型桩群加固土坡的抗滑力开展系统研究,并对设计参数影响进行分析。研究结论:(1)微型桩群的抗滑力随着桩间距的减小明显增大,但单根的加固效率有所降低,实际应在保证群桩抗滑力的前提下尽量发挥单桩的加固效率;(2)微型桩群加固土坡的抗滑力随着桩排距变化不明显;(3)随着锚固长度的增大,微型桩群的抗滑力逐渐增大,结构变形由刚体旋转逐渐转化为横向弯曲变形,对于微型桩群加固土坡而言,最优锚固长度约为潜在滑面以上桩长的2倍;(4)该研究成果可为微型桩加固土坡的工程设计和安全评价提供理论依据。     

预应力锚索桩板墙的设计与施工要点

本文对昆明市北厢工程西线东段K0＋145-K0＋300段右侧边坡成功采用预应力锚索桩板墙支挡工程的设计及施工进行了研究,提出预应力锚索桩板墙的设计计算方法与施工要点。预应力锚索桩板墙不仅适宜于高填方地段边坡的支挡工程,也适宜于开挖边坡的支挡工程,具有广泛的适用性及可靠性。     

某高速公路预应力锚索桩板墙分工况动态设计

结合施工工序对一个已实施的路堤式预应力锚索桩板墙进行分析,提出了分工况进行动态设计的计算方法。分析计算过程中将桩作为刚性桩考虑,锚索拉力视为施加在桩上的外力,结构承受的土侧压力取1.4倍库伦主动土压力与滑坡推力两者中的大值。经分析证明锚索并不是作用在桩头为最佳,最不利工况也并不一定出现在最终工况。     

无砟轨道跨涵洞桩板结构路基及过渡段设计

结合遂渝线无砟轨道路基综合试验段,以桩板结构路基段为研究对象,根据无砟轨道桩板结构路基段所经不同地形,在分析其结构特点和使用要求基础之上,研究了桩板结构路基、跨涵桩板结构路基及桩板结构路基过渡段的设计方法及理论,最终通过桩板结构路基强度、稳定与变形检测,进一步评价无砟轨道桩板结构路基的适用性。结果表明,桩板结构路基承载板长度以20～50m为宜,板与板之间设置宽度为2cm伸缩缝,设伸缩缝处的板与桩通过设置承台进行连接;对跨涵桩板结构特殊路段采用不等跨纵向桩间距方法(一般桩板结构路基纵向间距采用5.0～7.5m,跨涵工点采用10.0m)均满足铺设无砟轨道横向及竖向位移的设计要求;桩板结构路基过渡段采用搭板连接,进一步提高了桩板结构路基的抗裂性能。     

高速公路路堤预应力锚索桩板墙的施工技术

结合水麻（水富—麻柳湾）高速公路K82＋380-495段路堤预应力锚索桩板墙的工程应用,介绍了路堤式预应力锚索桩板墙这种轻型支挡结构的组成部分和受力机理及施工工艺,并对施工过程中应注意和遇到的问题作了初步分析总结。     

旋喷桩加固桩板墙桩前软弱地基模型试验

桩板墙嵌固段的水平承载力受桩截面尺寸、桩间距、嵌固段长度,以及嵌固段中上部地层强度的影响。基于蒙华铁路某桩板墙工点,通过开展旋喷桩加固桩板墙桩前地基模型试验,研究不同桩长时桩板墙桩身应变、桩顶水平位移、土压力变化规律,并探讨旋喷桩加固桩板墙桩前地基的合理深度。研究发现,采用旋喷桩加固可以有效提高桩板墙的阻滑效果;桩前土体抗力主要集中在桩前30 cm,随着深度增加抗力逐渐减小;当旋喷桩加固深度超过嵌固段深度的75%时,继续增大加固深度对控制桩身水平变形作用极为有限。     

椅式桩板墙加固土质高边坡地段高填方路基模型试验研究

西部山区地形起伏大,高边坡地段高填方路基工程需要采用新型支挡结构进行加固.为研究椅式桩板墙在土质高边坡地段高填方路基中加固的受力变形特性,进行缩尺模型试验.根据相似原理制作椅式桩板墙和土体模型,通过分级施加外部荷载,分别对结构位移、结构内力和土压力进行了测试和分析.结果表明:椅式桩板墙水平位移随加载推力的增大而增大,当...     

高填方预应力锚索桩板墙锚索拉力的原位监测与分析

通过对高速公路填方锚索桩板墙锚索拉力进行原位监测,分析了锚索拉力在施工过程及工后的变化规律。监测结果表明:锚索加载后经历一个明显随时间的损失过程;锚索加载时填土对桩的变形约束作用明显,上排锚索加载对下排锚索影响比较小;施工过程中填土和锚索是一个相互作用的过程,合理的张拉时机和锁定荷载的确定是锚索桩板墙设计的关键。     

路堤桩板式挡土墙的振动台试验研究

研究目的:以西南某铁路路堤为原型,按照Bockinghamπ定理,设计路堤桩板式挡土墙振动台模型。通过振动台试验,分析桩板式挡土墙对地震加速度的位移响应规律,给出地震作用下桩的动力响应规律,同时检验加筋处治高坡度路堤的抗震效果,从而为路堤桩板结构抗震稳定性的分析与评价提供依据。研究结论:随着加速度的增大,桩顶水平位移峰值以及桩身动应变峰值随之增大;桩身最大动应力出现在土层分界面下部,并且在分界面处,分界面上部和下部在振动过程中,振动方向存在相差;在地震情况下加筋能够有效地减少土体对锚固桩的动力作用;桩板墙结构抗震稳定性能较好,能满足高烈度地震区的工程抗震设计要求。     

单桩横向非线性动力响应的有限元模拟

对横向循环荷载下桩土动力体系进行分析,研究桩土体系的相关参数,分析影响工程性能的敏感参数,为工程设计提供参考.横向循环动荷载下,距桩顶1/6桩长处桩身弯矩最大,距桩顶1/10桩长处桩身剪力最大.地基土按弹塑性考虑有利于安全,桩土刚度比对桩土体系影响很大,可通过工程措施缩小桩土刚度比,以获得较好的工程效果和经济效益.