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。

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。

丹江口水库特大桥钢-混凝土组合围堰施工技术

丹江口水库特大桥为主跨760 m双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥,主墩采用整体式承台+大直径群桩基础,主墩承台平面为八边形,尺寸为48 m(横桥向)×26 m(顺桥向)×6.5 m(高),承台底部设置26根直径2.8 m钻孔灌注桩。为适应库区倾斜裸岩地形,降低施工难度及施工费用,主墩围堰采用下部混凝土挡墙围堰+上部单壁钢围堰的钢-混凝土组合围堰方案。下部混凝土挡墙围堰采用衡重式挡墙围堰及抗滑桩挡墙围堰,高3~11 m;上部单壁钢围堰分块设置,其长度与下部挡墙围堰匹配,高8 m。钢-混凝土组合围堰施工时,首先根据地形条件进行挡墙围堰分段,之后采用破碎锤开挖混凝土挡墙围堰基础;混凝土挡墙围堰采用分层、分块施工,顶部圈梁与挡墙围堰同步浇筑;上部单壁钢围堰采用加工厂预制+现场分块安装,并预留竖向型钢接长部分;最后进行单壁钢围堰底部及组合围堰山体连接处止水混凝土施工,完成钢-混凝土组合围堰施工。钢-混凝土组合围堰的应用,有效缩短了基础施工周期,降低了围堰施工难度及施工费用,经济合理,满足现场施工各项要求。

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。

地震作用下桩板墙-锚索组合支护基覆型边坡的动力响应特性

地震作用下,惯性力方向对组合结构、土体、岩体的平衡状态影响显著。为深入理解桩板墙组合支护结构-基覆型边坡相互作用特性,以西南地区一隧道进口端基覆型高陡边坡为原型,开展一组简谐波加载下组合结构加固边坡的大型振动台模型试验,考虑惯性力方向对桩-土、格构锚索-坡体时程特性展开分析。结果表明:(1)惯性力作用下格构锚索-土体相互作用与桩-土相互作用表现出近似的时程一致性规律,但坡面加固结构惯性力峰值沿高程存在的相位差不可忽视。(2)结构与边坡土体的相互作用大小取决于相对惯性运动,桩-基岩相互作用由悬臂段变形状态决定。(3)惯性力达到临空面峰值,动土压力达到峰值,桩-土位移差达到正向峰值,桩身呈现外倾的主动破坏状态,锚固段前侧受力因外倾而挤压增大,因而悬臂段采用库仑主动土压力进行设计需结合桩土状态进行修正。(4)简谐波作用下,坡体惯性力及变形是组合支挡结构沿高程受力分布特性的关键因素,组合结构设计时需重点关注坡脚应力集中区及坡顶惯性力放大区。本研究可为组合结构抗震加固设计提供理论支撑。

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。

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。

丹江口水库特大桥施工关键技术

十淅高速丹江口水库特大桥为主跨760 m的双塔双索面部分地锚式混合梁斜拉桥。主墩采用群桩基础、八边形承台;桥塔采用H形混凝土结构;地锚式桥台采用箱形预应力混凝土结构;主梁采用混合梁,边跨为双边主肋预应力混凝土梁,主跨为钢-UHPC组合梁,主跨跨中设置中央无轴力连接装置+伸缩缝构造。针对该桥结构特点及水文条件,主墩桩基础和承台采用衡重式挡墙+单壁钢围堰方案,变水中施工为陆地施工,节约了工期和投资;塔柱采用液压爬模分节施工,中塔柱内倾塔肢间设2道水平横撑,保证了施工期塔柱受力和线形;地锚式桥台采用分块、分层并设后浇带的方案,有效改善了大体积混凝土的抗裂性能;边跨混凝土梁采用搭设钢管支架分段现浇施工;主跨钢主梁采取工厂化块件制造,库区陆地总拼并浇筑UHPC形成组合梁,再水运至桥位,采用桥面吊机悬臂吊装,现场施工湿接缝,解决了汉江上游航运能力不足的问题,同时创新提出并应用了钢-UHPC组合梁安装五步施工法,提高了主梁安装质量;中央无轴力连接装置采用逐缝合龙法高精度合龙方案,有效保证了结构功能的发挥。

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。

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。

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。

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。

切顶卸压及复合支护体系在沿空留巷中的应用

为解决伊田煤业W3305综采工作面厚层坚硬顶板和塑性底板组合造成的沿空留巷矿压显现和巷道变形严重问题,对工作面地质条件进行分析,采用双向聚能定向爆破方法切断留巷临空侧顶板悬臂梁结构,降低顶板关键层回转应力;通过浇筑柔模墙和对其底板进行注浆加固,对沿空侧巷道顶底板施加稳定支撑;通过新型锚索综合支护,解决端头支架破坏锚索以及破碎顶板锚索失效问题。结果表明:采取双向聚能爆破切顶卸压+柔模墙支护+新型锚索支护+底板软岩加固策略能够有效解决巷道变形失稳问题,约节省费用超500万元。

深基坑支护施工技术探讨——以湘雅五医院深基坑支护为例

基坑工程对建筑产品生产全过程的安全性和经济性至关重要。文章以湘雅五医院深基坑支护为例,针对不利的地理位置和复杂的施工环境条件,采用不同的支护方式。对于开挖深度不大、施工场地较为宽广的基坑,采用复合土钉墙支护结合两级放坡进行开挖;基坑开挖深度较大、场地受限没有放坡位置的基坑,采用旋挖灌注桩结合预应力锚索支护后再进行开挖。结果表明:复合土钉墙、桩-锚结合支护方式在开挖深度为20~25 m的基坑施工中安全可靠、经济实用。本文结果可为同类工程提供参考。

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。

公路边坡施工过程中桩板式挡土墙受力变形特征计算分析

基于有限元软件Midas GTS NX,对公路边坡施工过程中桩板式挡土墙受力变形情况进行数值计算,查明了边坡填筑过程中桩板式挡土墙受力变形特征。结果表明:桩板墙桩身水平位移随着距桩顶距离的增大而减小,其悬臂段的变化幅度大于锚固段,桩顶水平位移随着边坡填筑高度的增加而增大;边坡填筑完成后,桩板墙桩身整体呈受压状态,随着距桩顶距离的增大,轴力先增大后减小;悬臂段剪力随着距桩顶距离的增大呈S形变化,最大值出现在锚固段与悬臂段交界处,锚固段上部剪力变化幅度不大,下部剪力变化幅度随边坡填筑高度的增加而增大;悬臂段上部的弯矩随着距桩顶距离的增大呈先增大后减小的变化规律,接近地面时,弯矩急剧变化,并在锚固段呈S形变化,最大值出现在悬臂段与锚固段交界处;在边坡填筑高度较低时,悬臂段桩身弯矩为0,锚固段随边坡填筑高度的增加逐渐由左侧受压转变为左侧受拉。

基于土拱效应确定桩板墙挡土板土压力

基于土拱卸荷原理,借助土拱合理拱轴线假定,建立了桩间土拱的力学计算模型。基于桩间土拱静力平衡、跨中截面前缘土体极限平衡及拱脚受压区截面的强度等条件,提出了考虑滑坡推力作用下,桩间挡土板土压力的计算方法,并在将该方法与已有的方法进行对比分析的基础上,探讨了各参数对挡土板土压力影响的敏感性。分析结果表明,与采用传统土压力理论得到的土压力相比较,按文中方法得到的土压力明显偏小,但略大于按已有的考虑了土拱效应的挡土板土压力计算方法得到的结果;距宽比s/b、内摩擦角φ对作用于挡土板上的土压力有较大影响,黏聚力c的影响次之;挡土板上的土压力随s/b值的增大而递增,随c值、φ值的增大而递减。

深厚软土基坑软土锚固旋喷锚索计算初探

基于香港科技大学(广州)深厚淤泥基坑工程实践,对深厚软土基坑的桩锚支护结构建立了分析模型。采用剪切位移法计算全长位于软土的旋喷锚索的位移和刚度,并求解出对应桩锚节点处的位移。对多个软土基坑工程,采用剪切位移法计算软土锚固旋喷锚索的轴力与位移,并将计算值与实测值进行比对,两者总体吻合良好,表明剪切位移法可较好地揭示深厚软土基坑中全长位于软土的旋喷锚索的受力、变形机理。