含建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系振动台模型试验研究

基于Bockinghamπ定理,对具有建筑桩基的顺层岩质边坡桩锚支护体系开展振动台模型试验,通过分析预应力锚索、建筑桩基的应变以及边坡坡顶加速度,研究支护体系的动力响应规律。结果表明,预应力锚索的应变在地震波加速度达到峰值时达到最大值,且上排锚索受力大于下排锚索,随着地震幅值的增大,最上排锚索锚固段率先发生滑移破坏失去锚固作用;建筑桩基应变最大值点位于滑动面以下一定深度,且远离边坡坡面的建筑桩基受力大于邻近边坡坡面的建筑桩基;坡顶各点峰值加速度随地震波幅值增大整体表现为线性增大,但在Wenchuan-Wolong波(0.55g)和Sin波(0.4g)工况时,各点峰值加速度相对有所下降,随着地震波幅值增大,各点峰值加速度放大系数在汶川波和正弦波作用下并非单调变化,而是表现为先减小后增大波动变化特点。

锚索抗滑桩加固边坡震害机理分析

锚索桩板墙具有优良的抗震效果,以往研究集中于边坡位移、锚索应力和抗滑桩的变形,很少从边坡内部监测地震波入手研究,难以在时频域内清楚地表征边坡内部的损伤特征。基于此,文章设计并完成几何相似比为1∶10的大型振动台试验,结合Hilbert-Huang Transform(HHT)方法,对锚索桩板墙加固边坡进行边坡损伤诊断和震害机理研究。结果表明:边坡破坏从滑面开始,随着地震峰值加速度的增大,坡面产生破坏的时间早于坡体内部,并逐步向低高程发展;锚索桩板墙可以充分发挥锚索对地震力的传递与抗滑桩对地震力的耗散作用,靠近锚索抗滑桩一侧坡体破坏滞后于远离抗滑桩一侧,且靠近锚索桩板墙一侧土体整体性明显更好;HHT方法边际谱特征频率和特征幅值可以清晰表征坡体损伤过程,基岩与坡体之间存在动力响应不连续带,即为设计滑面位置。这为进一步认识地震波在坡体内的传播机理,研究边坡的破坏过程提供理论依据。

框架梁与锚索桩板墙加固隧道洞口边坡的动力响应特性

针对山岭隧道洞口在降雨、地震等因素作用下易产生变形破坏的问题,以某处采用框架梁与锚索桩板墙支护的隧道洞口边坡工程为原型,开展几何比尺为1∶50的振动台模型试验,分析降雨后地震作用下边坡的动力响应特性及失稳变形规律。结果表明:降雨后坡面无局部破坏,地震作用下边坡的破坏过程可归纳为坡顶张拉破坏—坡脚剪切溃裂—坡体整体失稳滑动,边坡表现为张拉—剪切型破坏;边坡峰值加速度放大系数呈层状分布,“高程效应”与“趋表效应”显著,均随输入正弦波频率、幅值的增加而增大;边坡土体峰值应变分布与坡体滑动破坏面较吻合;桩体锚索轴力与输入正弦波频率、幅值呈正相关,强震作用下锚索轴力增幅显著;桩后峰值土压力近似呈三角形分布,桩体嵌固段内桩土压力最大;桩体弯矩呈“b”型分布,嵌固段内桩体峰值弯矩最大,抗震设计中应注意验算其抗弯强度;桩后土压力与桩体加速度FFT谱幅值主要集中于低频段,结构动力响应主要受地震波低频段部分影响。

高速公路边坡预应力锚索桩板墙结构参数优化与受力特征分析

桩板墙是高速公路滑坡治理中常用的一种支护措施,其结构参数的优化设计是工程施工的研究重点。以云南省红河州建水(个旧)至元阳高速公路工程AK0+560~AK0+660段桩板墙工程为背景,采用数值模拟与灰色关联分析、正交试验设计相结合的方法,研究桩体嵌固长度、桩间距、桩宽3种结构参数的影响与优化,最终验证优化后的结构参数在地震工况下的稳定性。结果表明:桩间距为主要影响因素,桩体嵌固长度和桩宽的关联度相近,为次要影响因素;桩板墙结构参数最优组合为桩体嵌固长度15.0 m、桩间距5.0 m、桩宽3.0 m;地震工况下,抗滑桩悬臂段土压力以及桩身偏移量和沉降差满足规范要求,边坡稳定性较好。

钢管锚锭板桩全回收基坑支护技术及模型试验研究

针对基坑工程中支护构件浪费、环境污染及高碳排放等问题,提出了一种钢管锚锭板桩全回收基坑支护技术并介绍了支护体系构成。实施了钢管锚锭板桩的大型缩尺模型试验,通过摄影测量技术(DIC和DPA)对模型板桩和管桩在开挖过程中的位移进行观测。试验结果表明:管桩的锚拉作用对结构位移具有显著限制,增加单位宽度的管桩数量可有效减小位移,管桩顶部的最大位移与开挖深度呈双曲线关系。模型地基的变形破坏形式与管桩至板桩的间距有关,随间距增加,破坏形态从管桩与板桩同时倾斜,到沿管桩位置滑裂,再到沿与板桩距离开挖深度约1.5倍的地表滑裂。开挖过程中管桩与板桩的桩顶变形基本协调一致。

航道开挖对护岸结构影响的离心模型试验研究

为了研究航道开挖对新老护岸结构的影响,依托东宗线航道四改三工程,利用大型土工离心模型试验平台研究航道开挖对老挡墙护岸结构、新施工钢板桩的受力和变形特征的影响,得出航道开挖过程中板桩两侧土压力的分布规律。结果表明,随开挖深度增加,靠岸侧(主动侧)土压力逐渐减小;受板桩位移、变形及离心模型试验重液影响,临水侧(被动侧)土压力部分减小,底部土压力增大。开挖卸载导致老挡墙呈现向水侧移动且向后翻转的趋势。设计工况的极限开挖深度约为3.6 m,此时钢板桩顶部帽梁的水平位移达到0.069 m;对于6、8和10 m 3种长度的板桩,其极限开挖深度约为0.5~0.6倍桩长,且随着桩长增加极限开挖深度逐渐降低。研究得出不同板桩长度下开挖深度的阈值,可为工程建设提供技术参数。

软破岩质高陡边坡治理方案优化研究

受不良工程地质条件、下部采矿活动及雨雪入渗等影响,曙光金铜矿露天边坡存在较为明显的蠕滑现象,导致多处台阶出现严重变形、开裂、下沉。通过边坡灾害体分析、边坡稳定性计算,并结合矿山实际情况,提出了5种边坡治理方案,分别为:(1)预应力长锚索+钢板方案;(2)喷锚网方案;(3)浆砌石挡墙+素喷方案;(4)预注浆固结方案;(5)微型桩+浆砌石挡墙方案。经多角度方案对比,最终选取了方案(1)与方案(5)相结合的综合治理方案。通过方案实施,取得了良好的边坡治理效果,保障了矿山安全生产,该矿山边坡治理的研究与分析可为类似条件软破岩质高陡边坡治理提供可借鉴的经验和依据。

新建桩板墙-既有悬臂式挡土墙结构受力研究

研究目的:既有线路基设置支挡结构时,确定既有与新建结构组合支挡结构形式,保证各结构的受力和变形是工程核心。以实际工程为背景,开展不同施工阶段现场试验,研究组合结构受力和变形规律,分析协同受力模式。研究结论:(1)各施工阶段,桩板墙背侧土压力随距桩顶距离呈增加趋势;临近悬臂式挡土墙侧土压力先增加后减小再增加;桩后位置土压力先减小后增加;(2)随路基填筑高度的增加,桩身弯矩均呈距新建桩顶距离先增加而后减小的现象;桩身位移随距新建桩顶距离呈减小趋势;(3)基于实测数据,提出了组合结构简化受力模式;(4)本研究可为该组合结构应用于铁路路基帮宽工程提供技术支撑。

边坡稳定性分析及支护设计

根据现场地质勘察报告,利用Bishop条分法对案例边坡项目的稳定性进行分析,确定了边坡在天然工况下和暴雨工况下的安全系数分别为0.751、0.648,均小于规范要求的安全系数标准值1.00,说明该边坡稳定性较差。基于边坡稳定性分析结果,从施工安全性及经济性两方面对锚拉式桩板挡墙和排桩式锚杆挡墙支护方案进行对比优选,确定排桩式锚杆挡墙为边坡支护方案。

建宁县某水厂边坡支护与排水设计

依托于建宁县某新建水厂边坡支护工程,采用动态设计法对场地的填方段边坡和挖方段边坡进行支护和排水设计,通过对安全性、施工难度、经济性、稳定性、效果等对比分析,最终选择挖方段边坡采用框架锚杆支护,而填方段边坡采用抗滑桩+锚索和挡土墙联合支护方案以及采用地表集水明排+坡体软式透水管或泄水管泄水的排水设计,采用极限平衡法验证了支护后的边坡稳定性。

某锚拉式桩板挡墙裂缝原因分析与治理

某锚拉式桩板挡墙裂缝水平起伏,与桩横截面平行,横截面处未贯通;裂缝在桩临空面较宽,向桩临土面逐渐消失,裂缝形态表现为受弯开裂。挡墙墙背因岩溶角砾岩力学性质较差、墙底超挖、锚头破坏钢筋接头连接失效等原因,桩临空面弯矩超过桩的抗弯能力,桩出现平行于横截面的水平拉裂缝。采用“新增锚索与腰梁+裂缝修补+泄水孔修复”的方式进行加固治理,效果良好,可为类似工程提供参考。

既有挡土墙加固关键技术研究

本文依托某挡土墙加固工程,结合实施环境、项目实施工期、安全、经济、技术等因素对加固方案进行了综合比选,选用扰动小的拼接螺旋钢桩进行地基加固处理,选择轻型悬臂式挡土墙结构方案,采用自钻锚杆将既有浆砌片石挡土墙与悬臂式挡土墙进行连接,打通泄水孔,加强现场监测,最终确定合理的路基结构形式。本研究为类似挡墙加固工程提供了借鉴案例。

锚索桩板墙在边坡加固上的应用研究

对既有支护结构的加固是有效延长结构使用寿命的一种方式。本文以某边坡加固为例,采取在原结构前设置锚索桩板墙并与墙后填土及原结构共同作用的加固方式,提出综合性边坡支护加固设计流程,包括土体沉降与滑移成因评估、加固方案设计、施工顺序设计与信息化监测等。结合工程实际,在设计阶段充分考虑边坡的地质条件、荷载特点及周围环境。现场检测验证了该加固方法的有效性。

组合沉拔桩施工方法在船坞续改建工程中的应用

在船坞续改建工程中,若能将原坞墙结构中的CAZ组合钢板桩重复利用,则会大幅减少工程成本,带来可观的经济效益。因此,在保障施工质量的前提下,如何将既有坞墙结构的CAZ组合钢板桩拔出、加工、再打入设计标高位置处是船坞续改建施工中的一个重要问题。结合某船坞的续改建工程施工进行深入研究,详细介绍了使用组合沉拔桩施工方法进行既有坞墙组合钢板桩拔出、加工以及再打入土体的施工步骤,并针对提高施工速度和保障施工质量提出了措施建议。

水利插板桩内力计算方法探讨

针对目前缺乏水利插板桩护岸内力计算方法的问题,探讨和分析了插板桩计算原理,推导了插板桩挡土板和锚固桩的内力及位移计算公式,并以江苏省南通市某河道护岸为例进行了验算。结果表明:所推导的公式力学意义明确,公式相对简单,便于设计人员计算,可为类似工程设计提供参考。

预应力锚索桩基托梁挡墙设计与施工分析

文中以某高填方边坡工程支护工程为例,对预应力锚索桩基托梁挡墙设计进行分析,利用仿真模拟软件分析该支护结构力学响应,并对预应力锚索桩基托梁挡墙的施工效果进行了监测。结果表明,上级桩基托梁挡墙墙顶最大水平位移为17.8 mm,墙顶最大沉降量为6.5 mm;墙底最大水平位移为7.4 mm,最大沉降量为5.2 mm。所有监测点处的墙体变形量及沉降量均未超过设计预警值,证明预应力锚索桩基托梁挡墙的施工效果良好,安全系数较高,即预应力锚索桩基托梁挡墙可以大量推广应用于山区边坡的支护工程,这对于提升边坡工程的施工安全性具有十分重要的意义。

绿色低碳的循环基础调查分析

钢挡土墙是循环建筑(基础)的重要组成部分。本文介绍2023年4月至5月间对基础行业进行的调查,对结果做出分析和讨论,揭示了可循环钢挡土墙的优势、挑战和前景,并对循环基础的进一步推广实施提出了建议。钢挡土墙施工快速,与传统的混凝土挡土墙相比,在降噪、减碳、节能以及减少扰民方面有明显优势;从长远来看,钢挡土墙的社会和环境综合成本低于混凝土。现阶段因为设计师和开发商的认识不足以及成本的计算方法不一,阻碍了钢挡土墙的普及。调查发现,多数人对钢挡土墙的广泛应用持乐观态度,因为它符合国家循环经济导向,有利于双碳目标的实现。

道路路基边坡防护及加固施工技术

高速公路路基边坡可能由于岩土体条件特殊、施工防护不到位、车辆荷载作用等原因而滑坡,破坏路基结构,威胁车辆通行安全。为此,全面防护及加固路基边坡具有必要性。文章以某高速公路工程为例,通过对路基边坡滑塌特征及成因的分析,提出挡土墙、拱形骨架、三维网植草等综合型路基边坡滑坡治理方案,阐述板桩墙和预应力锚索的施工流程及技术要点,有效加固高速公路路基边坡,避免滑坡事故的出现。

基于HHT的两种桩板墙抗震效果对比分析

桩板墙具备优良的抗震性能,但目前对其研究多集中于静力方面,关于支护边坡内部震害损伤动态发展的研究较少,关于两类典型桩板墙震害损伤过程的对比研究更罕见报道。基于此,本文通过振动台试验,利用Hilbert-Huang Transform法,对比分析了锚索桩板墙、桩板墙加固边坡的频谱特性。结果表明:最易产生损伤的位置均为滑面处,但在研究对象中,由于锚索的存在,震害没有延伸至坡体;致使桩板墙加固边坡开始产生震害损伤的PGA较锚索桩板墙小,且远离桩板墙侧的土体先出现破坏;锚索的存在,改变了结构受力状态,使土-抗滑桩-锚索成为整体,减弱了锚索周围土体的震害损伤;当PGA较大时,锚索桩板墙有效抑制坡体震害损伤,更好地保持边坡的稳定性,相比桩板墙表现出更为良好的抗震性能。

高烈度地震区椅式抗滑支挡结构抗震性能研究

针对位于9度高烈度地震区的某山区铁路陡坡工点,采用三维有限元分析软件,对椅式复合抗滑支挡结构的结构位移及内力动力响应进行分析,数值计算结果表明,复合抗滑支挡结构峰值位移较小,最大值为161.44mm,结构抗震性能好;左侧椅式桩板墙主桩、副桩桩身弯矩均呈Ω型,剪力呈S型,横梁弯矩和剪力均呈正弦分布,结构弯矩峰值位于副桩桩身中部附近,剪力峰值位于副桩与横梁连接处,需加强副桩中部抗弯能力设计,同时提高副桩与横梁节点处的抗剪能力;右侧锚索桩桩身弯矩呈Ω型分布,剪力呈S型,弯矩峰值位于锚索桩身中部,正负剪力峰值基本相当,锚索桩弯矩峰值偏大,因此需在桩身增设1~2排锚索以减少桩身弯矩。