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。

土钉墙+桩锚式组合的深基坑支护技术研究

以石家庄市某深基坑项目为案例背景,通过研究土钉墙+预应力锚索组合的支护形式,将理论与施工现场实际相结合,同时对常见的施工质量问题进行分析并提出相应的解决措施,以期为相关工程提供参考经验。

丹江口水库特大桥地锚式桥台设计

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,1号、4号桥台采用地锚式设计。基于桥台规模限制及结构耐久性考虑,地锚式桥台创新采用了空腔式箱形台身结构(由底板、墙身、盖板和锚台段主梁等组成)。桥台全长45.8 m、顶宽31.6 m,共设置18个空腔,采用矩形扩大基础。为实现传力平顺,地锚式桥台台梁过渡段台身采用肋墙式构造;为降低桥台整体应力水平、提升桥台的抗裂性能,在台身侧墙设置竖向预应力;为增强1号桥台的抗滑稳定性,在台身侧墙设置CFRP岩土锚杆,锚杆锚入中风化基岩。采用有限元法对地锚式桥台构造的受力性能及抗滑稳定性进行验证,结果表明:桥台总体应力分布均匀,台梁过渡段应力过渡平顺,桥台纵、横隔墙应力以压应力为主,并且关键部位有一定的压应力储备;1号桥台设置CFRP岩土锚杆后其抗滑稳定系数提升了20%以上。

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。

公路路基支挡结构物加固技术研究

近年来,国内各地相继出现了公路路基支挡结构物失稳事件,对相关路桥的运营安全造成了严重威胁。由于条件特殊及环境制约,此类工程加固难度很大。结合山东省G104界河立交桥加筋土挡土墙和G205高峪铺公铁立交桥坡间挡土墙的加固,对此类工程失稳的特征、原因及相应的工程对策从理论到实践展开了深入研究,并得到了具有一定推广价值的结论。

新型预应力锚拉式桩板墙的三维有限元计算分析

在平均坡角为30°的山区岩坡上,要求在40m宽的平台铺设三线铁轨,经过重力挡墙及架桥等方案比较,选择了新型预应力锚拉式桩板墙的结构。对该结构进行了室内地质力学模型试验,现场原位观测,二、三维有限元分析及地基约束系数法分析。对一个三维有限元程序进行了改进,计算了墙面桩的位移、内力和变形,锚固段的位移和应力,填土的土压力,锚索的拉力等。与其他方法相比,所介绍的计算结果更具合理性,为工程设计施工提供了可靠数据,也可供相关工程借鉴。

兰州市某复杂深基坑工程设计与监测分析

以兰州市某复杂深基坑工程为背景,分别介绍了土钉墙、复合土钉墙以及排桩预应力锚杆在该工程中的应用,并论述了其关键施工技术。监测结果表明,该基坑工程支护设计方案合理,效果良好,满足了设计和环境的要求。本工程取得的经验对兰州市类似工程具有指导意义。

两种支挡结构的实测和计算土压力

对一座锚拉式桩板墙和一座楔形钢筋混凝土块拉筋加筋土挡墙,将原型观测、有限元计算、理论计算得到的土压力进行分析和比较,所得结论可供设计类似支挡结构时计算土压力参考。

预应力锚杆加固围岩的力学机制研究

本文通过弹性理论分析，给出了预应力锚杆施加于围岩（开挖边界附近的岩体）的附加应力场和附加位移场，并由此得到预应力锚杆提供给围岩的附加应力状态的普遍形式。在此基础上。

兰州地区深基坑支护技术探讨

分析兰州地区深基坑支护的设计和施工现状，探讨适合于兰州地区的深基坑支护技术．分别介绍土钉墙支护、土钉加预应力锚杆联合支护、框架预应力锚杆支护技术的作用机理，结合工程实例说明其在兰州地区的应用．实践证明，这3种支护技术适合于兰州地区．当基坑深度小于8．0m时，采用土钉墙比较合适；当基坑深度在8．0～10．0m之间时，可以考虑采用土钉加预应力锚杆的复合支护结构；当基坑深度大干10．0m时，选择框架预应力锚杆支护结构更加合理．

四项边坡加固新技术

用于边坡加固的技术多种多样,而如何因地制宜地利用好这些技术并非易事。由于对地质条件缺乏足够的认识,或者因加固技术本身存在某些缺陷,出现了一些失败的边坡加固工程实例,并带来较大经济损失和社会问题。鉴于边坡加固技术的现状及国内大规模工程建设的需求,给出了4项可用于边坡加固的新技术,即纤维束导渗排水孔、预应力锚梁、层状网式钢筋石笼挡墙和预应力抗滑桩。第1项技术是针对传统排水孔存在着的泥砂堵孔问题,是根据水可以沿着纤维与土和细砂之间的界面渗出的思想而设计的;第2项技术则是为解决预应力锚杆和预应力锚索等所存在问题(例如,对某些情况来说,锚杆或锚索的加固范围太小、难以根据地质条件的不同而调整锚固力等)为目标而发展的;层状网式钢筋石笼挡墙不仅能保持传统石笼挡墙所具有的就地取材、加固经费低等优点,而且还能解决因笼间连结力低而导致对边坡加固效果不理想等问题;预应力抗滑桩是在传统抗滑桩基础上发展起来的一项新技术,其设计思路是为了达到增加抗滑能力的目的而利用预应力柱来重点加固滑动面分布段。还应指出的是,上述4项技术都获得了国家发明专利。

预应力锚索桩板墙抗震设计计算方法研究

由于预应力锚索桩板墙结构体系受力复杂,目前一系列基础研究问题仍没有解决,理论研究远落后于工程实践,特别是在抗震设计方面。为弥补此空白,在已有研究基础上,提出一套简化抗震设计计算方法,该方法考虑了锚索对悬臂段桩背所受土压力的影响,探讨地震综合影响系数Cz对桩身受力的影响,并通过大型振动台试验验证该计算方法和对Cz提出修正建议。经比较发现,实测各工况下的桩身地震土压力和轴力分布与计算结果接近,说明此方法具有一定的适用性,并且该方法涉及方程简单,求解容易,更易于工程师在抗震设计中应用。

基于框架预应力锚杆加固技术的重力式挡土墙的稳定性分析

基于重力式挡土墙不稳定的现象,运用框架预应力锚杆加固技术对重力式挡土墙进行加固.以极限平衡理论及库仑土压力理论为基础,对挡土墙进行稳定性分析,推导出挡土墙的抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性安全系数的求解计算公式.通过算例计算及对比分析,结果显示引入此加固技术的重力式挡墙的稳定性安全系数明显提高,在锚杆预应力每增加50kN时,稳定性安全系数提高的幅度达到50%左右;从经济性和安全性两方面综合考虑,对锚杆施加100kN的预应力是最佳的.

地震动对锚索桩的响应特性研究

汶川地震震害调查表明使用预应力锚索的桩板墙变形协调性好,抗震性能高,但目前在预应力锚索桩板墙的抗震设计理论研究方面仍比较落后。鉴于此,利用FLAC3D对预应力锚索桩板墙的地震响应特征进行研究,包括桩身土压力分布、桩身变位及锚索内锚段应力的动力响应特性等,并通过改变地震动参数进行多种工况的分析,系统研究地震动参数对桩-土-锚动力耦合相互作用规律的影响。研究成果可加强对预应力锚索桩板墙抗震表现的认识,也为深化抗震机理研究提供可靠的依据。

复合土钉墙整体稳定性验算公式研究

预应力锚杆以抗拔力、截水帷幕及微型桩以抗剪强度共同提高了复合土钉墙的整体稳定性。叠加这些复合构件的抗力作用并对组合效果进行折减,是复合土钉墙整体稳定性验算目前最成熟有效的方法。验算公式的关键是土、土钉及各复合构件分项抗力系数(抗力系数即构件抗力产生的抗滑力矩与土体下滑力矩之比)的折减系数。折减系数是经验数值,可按一定的假设条件从实际工程数据反算整理得出。对多个接近临界稳定状态基坑的分析研究及数百个基坑的验证结果表明:这些复合构件单独及共同与土钉墙作用时,折减系数存在着合理范围,分别为预应力锚杆0.5～0.7、截水帷幕0.3～0.5及微型桩0.1～0.3。此外,土体和土钉的分项抗力系数之和(不计其它构件作用)存在着合理下限,大致为0.86～0.97,如果在满足整体稳定性安全系数的同时满足此条件,复合土钉墙基坑位移一般不大。

预应力锚索桩板墙的地震响应及影响参数研究

汶川地震震害调查表明,使用预应力锚索的桩板墙变形协调性更好,抗震性能提高,但目前在预应力锚索桩板墙的抗震设计理论研究方面仍比较落后。本文利用FLAC^(3D)对预应力锚索桩板墙的地震响应特征进行了研究,包括桩身土压力分布、桩身变位及锚索内锚段应力的动力响应特性等,并通过改变地震动参数、材料参数和结构设计参数,进行了多种工况的分析,系统研究了影响参数对桩-土-锚动力耦合相互作用规律的影响。通过对FLAC^(3D)的数据分析,其研究结果表明:锚索限制了桩板墙结构的运动,墙后土压力在锚索附近显著增大;桩前基础表面的土体易损坏,因此,应高度重视桩前位置,这对抗震设计有积极影响;随着内聚力和内摩擦角的增大,桩的位移、应力和锚固轴力等减小;锚索存在临界有效锚固长度,在临界范围内,通过减小桩间距来提高加固效果并不明显。研究成果加强了对预应力锚索桩板墙抗震表现的认识,也为深化抗震机理研究提供了可靠的依据。

兰州某深基坑三维有限元分析

对兰州某实际工程通过方案优选,提出上部采用土钉墙、下部采用排桩预应力锚杆联合支护技术,并进行了支护结构及降水设计。采用大型非线性分析软件对其进行了开挖支护与降水施工全过程模拟,得到了基坑周围地下水渗流场和位移场分布,支护结构内力变化情况。将有限元计算值与实际监测进行了对比,二者比较接近。结果表明该联合支护体系是一种有效的支护技术,可为兰州地区类似工程的支护及降水设计提供有益参考。

加筋土挡土墙加固预应力锚杆参数数值模拟与优化

以G104国道预应力锚杆加固加筋土挡土墙为例,运用国际流行的数值模拟计算软件FLAC模拟预应力锚杆的加固 作用机理,分析各参数对锚固作用的影响。随着锚杆长度的增大,锚杆的极限承载力相应增大,同时屈服位移量也相应降低。锚 杆间距越小,首拉锚杆轴力降低越多。锚杆簇拉拔顺序对首拉锚杆的锚固力损失有明显的影响。

框架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移影响因素

框架预应力锚杆柔性支护结构由于其诸多优点在基坑开挖支护工程中得到了广泛应用,但是目前的设计多注重于强度设计,而对支护结构水平位移问题很少讨论。随着基坑开挖深度和规模的增大,其位移和稳定问题日益成为工程界关注的焦点。考虑基坑开挖过程的影响,基于某工程实例分析讨论了框架预应力锚杆柔性支护结构的坡面水平位移的影响因素,包括开挖深度、基坑坡角、地面施工荷载、土体物理力学性质、超开挖深度、锚杆设计参数和框架立柱抗弯刚度。经过分析对部分参数的影响得出了定性的结论,而对其余参数的影响给出了定量的结果,这些结论不仅可以为进一步认识框架预应力锚杆柔性支护结构的作用机理提供依据,同时可供工程技术人员设计时参考。

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。