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。

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。

建筑工程施工中深基坑支护施工技术管理研究

深基坑支护结构的施工技术管理是基坑工程的安全保障。为加强深基坑支护施工管理,保证支护结构质量和安全性,该文结合实际深基坑工程的支护结构,针对关键支护构件预应力锚索和水泥搅拌桩施工技术进行研究分析,依据支护结构施工方法及施工管理关键重难点,明确锚索和搅拌桩施工技术管理要素。结果表明,预应力锚索施工技术的关键管理要素为锚固体的成型质量;水泥搅拌桩施工技术的关键管理要素为水泥浆浓度以及提升速度。该结论为深基坑支护施工管理和保障深基坑支护施工质量提供理论依据。

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。

深厚软土基坑中入硬土锚固锚索计算初探

基于香港科技大学(广州)深厚淤泥基坑工程实践与研究,对深厚软土基坑的桩锚支护结构,建立了分析模型。详细分析了锚索软土锚固段与硬土锚固段的不同受力、变形特征。采用弹性法计算软土段锚索受拉变形,采用剪切位移法计算硬土锚固段土体剪切位移,通过叠加软土段、硬土锚固段位移,可求得穿透软土锚固入硬土锚索的总位移,并求解出对应桩锚节点的位移。对多个软土基坑工程,采用该法计算穿透软土进入深部硬土层锚固的锚索总位移及其位移分量,并将计算结果与监测数据进行比对,两者总体吻合良好。

高边坡桩板墙与预应力锚索复合路基支挡结构施工

预应力锚索桩板墙是一种复杂轻型支挡结构,应用其可有效解决铁路施工中高边坡路堤施工过程存在的问题。因此,该文研究铁路施工中高边坡桩板墙与预应力锚索复合路基支挡结构施工工艺。根据工程概况,从桩板施工、锚索施工以及挡土板施工三方面入手,介绍铁路高边坡挂线施工的具体流程、锚索施工工艺,提出质量控制方式,对施工过程中应注意和遇到的问题作出初步总结。

加筋格宾与桩板式锚索挡墙组合结构在路堤中的应用

从组合支挡结构稳定性对比分析、工程效果评价两方面论述了加筋格宾挡墙与桩板式锚索挡墙组合支挡结构在用地受限的路堤支挡中具有较好的适用性、经济性,并总结了该组合支挡结构的工程特点、施工技术要求,为同类条件下路堤支挡设计、施工提供了参考。

强震作用下加固边坡的动力响应及不同加固方式的比较研究

文章建立一土质边坡模型,按照常规设计支护技术参数,对在强震作用下的挡土墙、抗滑桩和预应力锚索3种支护形式下的边坡进行动力分析,得到不同支护方式下边坡的动力响应,重点从动力放大系数、残余变形、动轴力、动拉应力等方面,对3种支护形式的加固效果做对比。结果表明,动力响应差别很大,动力放大系数以抗滑桩加固最大,挡土墙加固最小;残余变形以挡土墙加固最大,预应力锚索加固最小,挡土墙加固难以维持强震下边坡的整体稳定;挡土墙加固下坡顶面出现拉应力最大;综合比较,预应力锚索加固效果最优,应作为多震地区边坡防治的首选方案。

桩锚结构变形协调方法的改进研究

桩锚结构变形协调条件是桩锚结构设计中内力计算的关键点。现行桩锚结构变形协调条件是在锚索施加预应力后桩身向坡内变形十分微小而忽略不计的条件下推导得到的,只适用于锚索预应力微小或为0的情况。但在许多工程实例中,锚索的预应力较大,导致的桩身变形不能被忽略。因此,现行的变形协调条件假设与桩锚结构的实际工作状态不一致。利用结构力学理论,在研究桩锚结构体系的两阶段变形过程的基础上,对变形协调方程从2个方面改进,其一是改变原有方法中抗滑桩滑面处位移和转角的计算方法;其二是改变第j排锚索对桩身i点处位移贡献的计算形式。算例分析表明,改进桩锚结构变形协调条件,可以更好地为工程设计服务。

桩锚结构预应力的变形协调确定方法

目前,对于如何确定桩锚结构锚索预应力并没有统一的理论,通过对现有的预应力锚索抗滑桩设计中确定锚索预应力值的各种方法的分析研究,提出了一种确定预应力的方法,即把锚索、抗滑桩与周围的岩土体作为一个整体,根据长期作用荷载找出使桩身受力较为合理情况下的锚索总拉力,即桩身正负弯矩基本相等时锚索上的拉力,充分考虑桩锚协调变形条件进行锚索预应力的计算,并以某高速公路互通区一滑坡为例,与其他方法进行对比分析,证明所提出的方法在桩身受力方面更为合理,能更好地发挥桩锚结构体系的作用。

优化的变形协调条件在桩-锚结构锚索拉力计算中的应用

锚索抗滑桩的设计计算包括锚索拉力计算和桩体内力计算,而锚索拉力又直接影响桩体内力,因此,锚索拉力计算对桩-锚结构设计十分关键。在常规和修改变形协调条件的基础上,考虑锚索预应力作用在滑动面处桩身产生的位移和转角对第i排锚索作用点处桩身位移的贡献,除去其他排锚索预应力Rj0对桩身作用产生的位移,同时考虑锚索拉力增量的水平分量作用对桩体变形的影响,对滑动面处桩身位移、转角以及其他排锚索拉力对某一排锚索作用点处桩身位移的贡献进行优化,建立优化的桩-锚变形协调方程。结合结构力学中的虚功原理和图乘法理论,编写Visual C++计算程序,通过滑坡工程实例对锚索预应力和总拉力进行计算。3种变形协调条件的计算结果表明:优化的变形协调条件不仅能使抗滑桩在预应力施加阶段处于有利的受力和变形状态,而且适用于锚索与水平面成不同角度的情况,弥补了常规和修改变形协调条件的不足。

高轻型支挡结构在山区高速公路上的应用研究

结合云南省高速公路工程中高轻型支挡结构实体工程建设及原位测试分析，从结构组成、适用条件、工程应用及原位测试四个方面介绍了锚索桩板墙、锚定板挡墙和加筋土挡墙等高轻型支挡结构的应用情况。研究表明：高轻型支挡结构克服了传统支护结构的缺点，施工简便且节省工程造价；当填方高度在12.0—15.0m之间时，高轻型支挡结构在地质适宜性、安全可靠、经济合理、技术可行、环境效益等方面与重力式挡土墙、桥梁对比具有明显优势。

超长桩基大跨预应力混凝土斜拉桥施工过程稳定性研究

由于超长桩基础大跨预应力混凝土斜拉桥结构在竖向表现出大尺度的特征,为给此类桥施工控制提供依据,以越南某(150+350+150)m双塔双索面预应力混凝土斜拉桥(最大桩长116m)为背景,采用MIDAS Civil软件建立全桥空间有限元模型,计算结构稳定安全系数,并分析桩长变化对结构稳定性和动力特性的影响程度及其规律。结果表明:桩长的增加引起桥梁结构竖向尺度的增大,降低了结构施工过程中的稳定性,主梁稳定性对桩长变化在边跨合龙前表现得比较敏感,在边跨合龙前应重视结构竖向尺度变化带来的稳定性问题;最低稳定安全系数(KL=6.5)出现在桥面铺装过程中,须引起施工重视,但该桥施工过程中稳定性仍满足规范要求(KL>4);随着桩长增加,结构基本频率降低,振型形状有所改变,施工控制中须随时关注结构动力特性的不利变化。

预应力锚索抗滑桩结构优化

在对各种抗滑桩支挡结构的适用条件进行系统研究的基础上,进行传统锚索抗滑桩的结构优化。研究表明,在桩身弯矩峰值处加设锚索约束,可减小桩身弯矩。运用有限元计算方法进行单锚点预应力锚索抗滑桩的内力计算,按照"削峰填谷"的思路,在桩身弯矩峰值处加设第2个锚点,并在得到的二锚点预应力锚索抗滑桩的桩身弯矩峰值处加设第3个锚点,在此结构形式的基础上,上下移动第2和第3锚点位置,直至桩身弯矩峰值最小,找出最合理的锚点位置。在同等滑坡推力作用条件下,优化后的三锚点抗滑桩比普通抗滑桩节省工程造价33%,比单锚点抗滑桩节省10%。对于厚层大型滑坡,多锚点预应力锚索抗滑桩有着更好的推广和应用价值。

怀化高堰西路舞水大桥主桥设计

怀化高堰西路舞水大桥桥跨布置为(49.9+40+190+110+39.9)m。东岸(49.9+40)m为预应力混凝土曲线连续梁桥;(190+110)m为钢-混混合梁独塔自锚式悬索桥;西岸39.9m为预应力混凝土直线梁桥。预应力混凝土梁采用单箱6室截面,钢梁采用封闭箱形截面。2根主缆采用空间形式的预制平行钢丝索股(PPWS),矢跨比为1/11.5。桥塔采用门形结构,基础采用水下混凝土嵌岩桩。大桥采用先梁后缆的施工方法。利用有限元软件对大桥进行整体结构计算和局部应力分析,结果表明大桥的主缆和吊索应力、主梁应力均满足规范要求。

新型预应力锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法

预应力锚拉式桩板墙是在桩板墙及锚拉抗滑桩基础上发展起来的一种新型支挡结构。基于结构矩阵方法,结合工作特点,考虑了锚索的弹性约束、填土土压力随位移的变化关系、锁口处位移和内力的连续条件,计入了桩锚固段变形对桩位移和内力的影响,分别导出了锚固段及受荷段的刚度矩阵,编制了相应的计算程序,计算了墙面桩的位移、弯矩、锚固段应力及应变、锚索拉力等。所得结果与其他方法相比,有较好的规律性和可比性,可供相关工程参考和借鉴。

路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布新探索

研究目的:本文研究路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布规律。研究方法:采用现场测试与理论分析的方法进行研究。研究结果:通过研究,获得了预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布规律。研究结论:对于路肩(堤)预应力锚索桩板墙,由于锚索预应力的作用,使得土压力的分布与大小变得更为复杂,作用于桩、板上的土压力可分解为两部分:一是不考虑锚索预应力时的总土压力为条带极限平衡理论总土压力和主动库仑总土压力;二是锚索作用而增大的土压力;该类结构设计时,作用于桩、板上的土压力大小属同样一个数量级,可不考虑“土拱效应”对减小土压力的影响;该类结构桩身弯矩计算时也必须考虑锚索预应力对土压力大小与分布的影响;墙顶车辆有限矩形分布荷载作用时的土压力可按弹性理论求解。

不同因素对基坑桩锚支护结构变形的影响

以南昌某高层建筑深基坑工程为背景,利用FLAC3D软件建模,模拟分析桩径、锚索及土体强度等参数在不同条件下桩锚支护结构变形规律。结果表明桩径超过800 mm以后再通过增大桩径的办法来减小桩身水平位移效果并不明显,说明在一定条件下不宜过度采用大直径桩。第1层锚索离支护桩桩顶的距离越小,桩身的挠曲曲率变大,反而容易导致桩身的开裂。当锚索倾角在10°~25°时,水平位移在可控范围之内,小于10°的情况下水平位移迅速增大。如果土的抗剪强度指标降低30%以上,则桩身水平位移会迅速增大,容易产生不利后果。如果将抗剪强度指标降低控制在20%以内,变形比小于0.6%,属于可控范围。

某城郊公路路堑边坡浆砌片石挡土墙的加固方案研究

针对内蒙古鄂尔多斯市某城郊公路路堑边坡重力式浆砌片石挡墙加固工程,对拟用锚固桩和预应力锚索型钢双排桩加固方案,从稳定性、工期、成本方面进行了对比分析。经综合分析,建议选择预应力锚索型钢双排桩,对挡墙进行加固。

桂林电大尧山校区公路滑坡分析与综合治理

桂林电大尧山校区公路一段路堑边坡,由于施工中处治不当,投入营运后,在暴雨等不利因素的作用下,边坡发生失稳破坏。文中在分析滑坡成因的基础上,提出采用预应力锚索、钢管桩挡墙加固和坡体排水孔疏水以及地表截排水系统等综合治理方案。治理后经监测,坡体未再发现开裂、蠕动变形等,路基一直保持良好稳定状态,表明对滑坡采用综合处治效果良好。