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抗滑桩施工技术论文8篇

时间:2022-06-09 22:52:06

抗滑桩施工技术论文

抗滑桩施工技术论文篇1

关键词:滑坡治理;抗滑桩;桩位;分析

Abstract: the landslide is a complicated system engineering, pile position plays a be a life-and-death matter's role in this complex system engineering of anti-slide pile position which, choose the right, can make the slope is stable, reaches the preset goal of management, if the pile position selection is not correct, not only make the project ended in collapse, and even the existence of security risks. Therefore, in landslide anti-slide pile location accuracy analysis becomes important. Due to the construction site geological conditions of each are not identical, some specific construction issues also each are not identical, this paper take Yunnan railway, highway as an example, expounds the construction control technology of anti-slide pile and pile deformation and internal force analysis of slip.

Keywords: landslide; anti-slide pile; pile; analysis

中图分类号:P642文献标识码: A 文章编号:

一、前言

抗滑桩是滑坡治理的关键与核心,长期以来,抗滑桩作为一种支挡抗滑结构物而广泛应用于滑坡及边坡的稳定性治理中,它涉及多个学科范畴。以往对抗滑桩桩位的计算方法以及滑坡施工控制技术,已经不能很好的适应实践的要求,因此,亟需一种新的抗滑桩桩位的计算方法及施工控制技术来迎合这种滑坡治理工程的需要。这涉及到抗滑桩的类型,以及成孔质量保证、钢筋笼不变形及不下沉、如何将桩点定位,不发生位移与偏离等诸方面的要素,只有这些要素都符合科学的计算,精准的定位,才能使滑坡治理的综合系统工程更加圆满。

二、抗滑桩的类型

抗滑桩按施工方法可分为:打人桩、钻孔桩和挖孔桩;按材料可分为:木桩、钢桩和钢筋混凝土桩;按桩的截面形状可分为圆形桩,管形桩和矩形桩等;按桩与周围岩土的相对刚度分为刚性桩和弹性桩;按结构型式可分为排式单桩、承台式桩和排架桩。抗滑桩的抗滑作用主要是利用稳定地层的锚固作用和被动抗力来平衡滑坡推力。与其它抗滑工程如抗滑挡墙、锚杆等相比,其具有抗滑能力强、适用条件广泛、不易恶化滑坡状态、施工安全简便,并能进一步核实地质条件等突出优点。由于抗滑桩在治理滑坡及维护边坡稳定上的突出优点,使抗滑桩广泛应用于矿山边坡、铁路、公路滑坡、工业与民用建筑基坑支护、港口等边坡工程中。且抗滑桩的单桩截面已达3.5 * 7.0 m,单桩的长度已超过50 m。在滑坡治理及边坡工程中,针对不同工程地质条件.采用不同类型的抗滑桩进行边坡加固与滑坡治理取得了大量成功的经验,随着国民经济建设速度的加快.其应用前景将更加广阔。

三、抗滑桩施工控制技术

1.成孔质量保证措施

抗滑桩要严格按设计图施工。同时,将施工的开挖过程视为对滑坡进行再勘察过程对待,及时地质编录,及时信息反馈,以利于调整和优化施工设计。抗滑桩施工前,须平整清除井口及周围的分散堆积物,做好施工区的地表截、排水及防渗工作,严禁井口积水。孔桩开挖深度和断面不允许欠挖,不得有尖角,开挖断面不得小于桩身设计断面与砼护壁厚度之和,护壁后的桩井净断面不小于桩身设计断面尺寸。桩井垂直度误差应符合规范和设计要求。在地下水集中渗漏处,井壁支护前应采用引水管将水引出,浇筑时扎、堵管口,并埋入混凝土中。护壁砼强度应按设计强度等级配制,同时保证其具有良好的和易性,以便于进料灌注和振捣密实。

2.防止钢筋笼变形措施

焊接抗滑桩的钢筋笼时,应焊牢箍筋、加劲筋与主筋,而且要求主筋必须调直。对于钢筋笼对接应当确保同一铅垂线上。钢筋笼的安放应首先对准孔位,然后避免碰撞孔壁,通过确保定位准确后立即固定。

3.防止钢筋笼上浮、下沉的技术措施

抗滑桩所采用的混凝土应确保搅拌符合配合比施工要求,同时应保证混凝土的和易性,坍落度适宜控制在20±2cm范围之间。采用导管法兰则应焊接导向斜面,以避免拔导管时造成导管挂笼。另外应采取迅速浇灌以及缩短浇灌时间,防止混凝土初凝形成硬块,另外采用扶笼器把钢筋笼固定起来,并压在井门下,限制钢筋笼活动。

4.防止桩位偏移,保证桩点定位的措施

通过采取精心测量,反复校验。对桩位点逐个打灰桩,在桩点开挖前做十字定位控制。每施工一根桩,用极坐标法对桩点再进行一次复检。钢筋笼必须居中,以免偏移,钢筋笼应加设钢筋笼定位卡。

四、抗滑桩变形及内力分析

1.滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析

对于滑动面以上抗滑桩的位移及内力分析主要作为悬臂梁求解。当其分别受均布荷载及线性荷载时,由变形微分方程式

,

并考虑在滑动面处其转角及位移边界条件分别为øA 及xA。可求得均布荷载下抗滑桩滑面以上部分的位移及转角方程为

线性分布荷载下抗滑桩滑面以上部分的转角及位移为

2.滑动面以下抗滑桩的内力及变形分析

抗滑桩位于滑动面以下部分主要为地基梁,采用地基梁理论确定其变形及内力。当受均布荷载及线性荷载时分别讨论如下:

(一)当受均布荷载作用时(k法),桩顶受水平荷载时抗滑桩挠曲微分方程为

其中:xKBp为地基作用于桩上的水平抗力,。引入变形系数,即,上式可写为

解上述微分方程,得到滑动面以下桩身任一截面的变位和内力的计算公式:

其中:

当桩底为自由端时,Mb=0,Qb=0,可得

(二)当受线性分布荷载作用时(m法),桩的挠曲微分方程为 。

结合边界条件解该方程可得

式中:、、、分别为锚固段桩身任一截面位移(m),转角(弧度).弯矩(MN·m).剪力(MN);、、、分别为滑动面处桩的位移,转角,弯矩(MN·m),剪力(MN);Aj、Bj、Cj、Dj分别为随桩的换算深度而异的“m”法影响函数值;E为混凝土的弹性模量,MPa;I为桩的截面惯性矩.m4;为桩的变形系数,m-1。

,当j=0时,取

,当j=0时,取

,当j=0时,取

,当j=0时,取

上述公式中规定:若K为正整数,则(-K)!=。为保证计算精度,各式中应取m为≥4的的正整数。

当桩底为自由端时,有

3.抗滑桩设计实例

利用所编制的抗滑桩内力、变形分析与制图程序,对延吉至图们高速公路中里滑坡抗滑桩进行了设计。确定了该抗滑桩的变形、弯矩、剪力及桩与周围岩土体间的压力,如图1所示。

同时对该抗滑桩底部边界条件变化时及不同地基弹性抗力系数时内力的变化进行了对比研究,其结果如表1所示。

表1不同地基弹性抗力系数及桩底约束条件时桩内力的变化情况

可以看出,当地基抗力系数及端部约束在所给范围内变化时,其内力变化较小。底部为固定端时剪力变化较大。底部为固定端约束的情况应予以避免。

4.抗滑桩结构设计及桩侧应力复核

由计算所得内力对抗滑桩结构按混凝土结构设计规范(GBJ一89)进行结构设计。对于桩对周围岩土体的作用进行桩侧应力复核。按地层情况分以下两种情况进行:

(一)土、松散地层桩侧应力复核桩身对土及松散地层的侧壁压应力应符合

(二)较完整岩质、半岩质地层

对于中里滑坡桩身对岩体的侧壁压应力应符合其中c为折减系数。根据岩体的风化程度、裂隙发育程度及软化程度,通常取0.3~0.5,对滑坡凝灰质砂岩取0.3。K为岩层构造在水f方向换算系数,通常取l~0.5,对中里滑坡凝灰质砂岩取为凝灰质砂岩的抗压强度。

对抗滑桩的以上评价及滑坡推力等桩没计前期分析编制了设计程序(APD),使抗滑桩的设汁简捷、准确,具有广泛的应用前景。

五、结束语:

抗滑桩桩位的选择及其治理不仅是一个技术挑战,更是一个治理工程对技术人员的科学严谨态度的检验,因此它需要科学、精准,不能出现微小偏差。本文通过结合云南公路、铁路潜在滑坡体治理工程项目,提出采取抗滑桩治理滑坡方案,对抗滑桩的施工进行详细的探讨,同时提出抗滑桩治理滑坡施工的关键控制技术,及其抗滑桩变形及内外力分析,可为滑坡治理工程提供技术上的借鉴。

参考文献

[1]沈珠江.桩的抗滑阻力和抗滑桩的极限设汁[J].工程学报,2002,14(1):51—55.

[2]林宗元. 岩土工程勘察设计手册[M].沈阳;辽宁科学技术出版社,2006.1719~1740.

[3]铁道部第二勘测设计院[M].北京;中国铁道出版社,2003.

[4]吴坤铭,边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究 [学位论文]2011 - 合肥工业大学:工程力学

[5]申永江,边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计 [学位论文] 2009 - 浙江大学建筑工程学院 浙江大学:防灾减灾工程及防护工程

抗滑桩施工技术论文篇2

关键词:施工机械;抗滑桩;施工技术;应用

1 工程施工中抗滑桩概述

我国当前的基础建设规模和数量都在不断增加。在大型工程的施工中施工机械抗滑桩施工技术得到了广泛的应用。抗滑桩与一般桩基类似,但其主要是承担水平荷载。抗滑桩是当前边坡处治工程中最为常见常用的解决方案之一。从较早时期的木桩,到近现代的钢桩和目前在边坡工程中常用的钢筋混凝土桩。抗滑桩断面形式主要有圆形和矩形,它的施工方法包括打入、机械化成孔和人工施工成孔等方法抗滑桩的结构行式主要包括单桩、排桩、群桩,有锚桩和预应力锚索桩等。抗滑桩按材质进行分类主要包括木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和组合桩。施工机械抗滑桩按成桩方法分类,有打入桩、静压桩、就地灌注桩,就地灌柱桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩两大类。在常用的钻孔灌注桩中,又分机械钻孔和人工挖孔桩。排桩抗滑桩常见的有椅式桩墙、门式刚架桩墙、排架抗滑桩墙,锚式抗滑桩常见的有锚杆和锚索,锚杆有单锚和多锚,锚索抗滑桩多用单锚。

2 施工机械抗滑桩施工技术与应用探析

当前抗滑桩施工技术得到了广泛的应用。抗滑桩按桩身断面形式分类,有圆形桩、方形桩和矩形桩、“工”字形桩等。抗滑桩施工采用打入时施工人员应充分考虑施工振动对边坡稳定的影响,一般是全埋式抗滑桩或填方边坡可采用,同时下卧地层应有可打性。抗滑桩施工常用的是就地灌注桩,机械钻孔速度快,桩径可大可小,适用于各种地质条件,但对地形较陡的边坡工程,机械进入和架设困难较大,另外,钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济,但速度较慢,劳动强度高,遇不良地层(如流沙)时处理相当困难,另外,桩径较小时人工作业困难,桩径一般应在1000mm以上才适宜人工成孔。单桩是抗滑桩的基本型式,也是常用的结构型式,其特点是简单,受力和作用明确。当边坡的推力较大,用单桩不足以承担其推力或使用单桩不经济时,可采用排桩。排架桩的特点是转动惯量大,抗弯能力强,桩壁阻力较小,桩身应力较小,在软弱地层有较明显的优越性。有锚桩的锚可用钢筋锚杆或预应力锚索,锚杆(索)和桩共同工作,改变桩的悬臂受力状况和桩完全靠侧向地基反力抵抗滑坡推力的机理,使桩身的应力状态和桩顶变位大大改善,是一种较为合理、经济的抗滑结构。但锚杆或锚索的锚固端需要有较好的地层或岩层,对锚索而言,更需要有较好的岩层以提供可靠的锚固力。抗滑桩群一般指在横向2排以上,在纵向2列以上的组合抗滑结构,类似于墩台或承台结构,它能承担更大的滑坡推力,可用于特殊的滑坡治理工程或特殊用途的边坡工程。在工程施工中技术人员需要根据项目的实际情况进行科学、高效的施工,保证工程的施工质量。

2.1 施工机械抗滑桩施工技术探析

在当前大型工程施工机械抗滑桩的施工中,技术人员需要在进行抗滑桩施工之前首先对工程项目测量放样,并对施工图纸中的导线点、水准点、桩位坐标进行过复测。通过测定的桩位中心进行抗滑桩桩孔的开挖。在进行水下抗滑桩孔的孔口护壁施工时由于采用孔口钢护筒,故不需进行混凝土护壁的浇灌。施工机械抗滑桩进机械挖孔施工时一般采用隔桩施工法。每次需要对固定数量的桩基进行施工然后才能对其他桩基进行施工,以保证工程桩基之间土体的稳定。施工人员在进行桩孔土方的挖掘时,需要首先将桩孔间的土方进行挖掘,然后逐步进行周围的扩挖。施工中施工人员需要控制桩孔截面的尺寸,每个阶段的开挖高度与钢护筒的高度相差不大。当施工中发现地质情况发生变化施工人员需要及时进行汇报并积极采取措施,保证施工的安全。技术人员在每个阶段的桩孔开挖完成后及时进行施工机械抗滑桩孔径和垂直度、桩孔中心位置的测量,保证桩孔开挖的过程中其中心位置与桩中心在同一垂线之上,保证钢护筒的安装的垂直性和衔接的密封性,使抗滑桩的护壁厚度和孔径保持高度的一致。

在进行施工机械抗滑桩的施工中,桩孔挖掘过程中施工人员需要注意安全的进行施工,在施工中施工机械当桩孔挖到设定深度时需要利用杆孔规进行桩孔的直径和井壁圆弧度的测量,若发现不符合施工机械抗滑桩的设计要求,技术人员需要及时进行修正作业,保证桩孔的上下贯通和垂直。桩孔挖掘完成后技术人员进行钢护筒的下方和固定,每个阶段下放的钢护筒需要保证衔接的密封性和垂直性,并进行针对性的加固施工,保证施工机械抗滑桩孔中钢护筒的有效性和稳定性。施工机械抗滑桩采用钢护筒技术能够有效提高滑面的抗剪力,通过科学的灌浆施工使钢套筒桩孔具有良好的特性,如有较高的刚度,钢套筒在桩孔中施打比较容易和便捷,其横向刚度较小,在工程施工中布置比较灵活,有效提高施工机械抗滑桩的施工效率和施工质量。

2.2 施工机械抗滑桩应用探析

在施工机械抗滑桩的施工中技术人员需要根据工程所处的地质条件进行针对性的选择施工技术和施工方案。技术人员需要计算并降低滑坡推力合力的作用点,有效提高施工中滑体的抗力作用,使施工机械抗滑桩的设计更加科学和合理。在施工机械抗滑桩的设计和施工中桩截面不相同则在其他条件相同的情况下抗滑桩的桩径截面越大其受到的最大弯矩越大,最小剪力越小,桩顶的位移会越小。在施工机械的抗滑桩设计和施工时需要注意水体和第二滑面的影响。当前抗滑桩失稳事故多数是由水的不断渗透、侵蚀导致抗滑桩孔壁加固材料强度降低或者由于忽视第二滑面的影响导致的。故施工人员在进行施工机械抗滑桩的设计和施工时需要考虑水对抗滑桩岩体的影响,并进行针对性的施工保证工程的安全。机械抗滑桩施工能够有效的提高工程的施工效率,在地质条件较为复杂的区域,施工人员根据项目的设计方案和施工流程进行施工。施工机械进入施工现场后施工人员需要做好施工机械的调度和安排,根据工程施工流程科学运用机械进行高强度的施工作业。技术人员在进行施工机械抗滑桩的设计和分析时需要对抗滑桩进行动荷载研究,利用先进的技术手段建立科学的模型进行定量分析,研究抗滑桩在地震或其他外力破坏时的破坏特征,为抗滑桩设计和施工提供科学的理论依据和数据支撑,使施工机械抗滑桩的施工和应用中由动荷载造成的破坏和影响降到最低,保证工程的施工安全和使用有效。施工机械抗滑桩施工技术随着当前科学技术的快速发展亦进入了不断进步的时期。在进行施工机械抗滑桩的施工时技术人员需要根据工程项目所处的环境和地质条件进行科学、高效的分析,制定完整、有效的施工方案进行施工,保证工程施工的施工效率和施工质量。

3 结语

随着社会的快速发展,我国的基础建设不断进步。在大型工程的施工中技术人人员需要进行施工机械抗滑桩的设计和施工。本文通过对抗滑桩特点的分析介绍了施工机械抗滑桩的施工技术和应用探究,使其施工效率和施工质量得到提高和保证。

参考文献

[1]巨能攀;黄润秋;涂国祥;;桩板墙桩土作用机理有限元分析[J];成都理工大学学报(自然科学版);2006年04期

[2]朱汉华等.隧道预支护原理与施工技术.人民交通出版社,2008,10.

[3]刘金波.建筑桩基技术规范理解与应用.中国建筑工业出版,2008,09.

抗滑桩施工技术论文篇3

【关键词】微型桩技术;地质灾害;支护;发展;抗滑稳定性

微型桩在现代工程中的发展已有较长的时间了,其在实际操作中可行性很高,取得的实际效果也明显。在实际施工中的应用,业内有很多有关微型桩的经验总结和案例分析,根据这些我们可以直观地认识微型桩的工作原理,其抗滑稳定性的原因,充分认识到微型桩与我们生活的息息相关。

1、对建筑工程中微型桩的认识

微型桩是一种由钢筋和混凝土加工而成的柱状体,一般直径在70mm到300mm之间。微型桩技术在上个世纪末得到迅速发展,目前在建筑工程中的深基建设和滑坡支护中被广泛应用。尤其在地质条件不稳定的西南地区的道路桥梁、隧道建设中。

微型桩的结构工作原理,通过对施工现场的勘察测绘,再根据桩柱的具体数据,进行相关的计算,最终使用钻孔固护的形式将桩柱与周围岩层进行组合,起到加固抗滑的效果。在微型桩的抗滑施工中,内力计算的方法包括压力计算法和数值计算法两种。

2、微型桩在现实施工中应用成功的新形式

(1)微型桩挡墙。利用重力的作用,在滑体的一侧施工,将微型桩以集群的形式排列在滑体一侧。在施工过程中要深挖滑体根部,使微型桩底部深植岩层,并插入钢筋束,以浆液锚固在结实的岩层中;上部使微型桩与滑体的上部连接起来,可以用混凝土等材料进行砌合。这种结构使得微型桩与滑体成了一个整体,且施工时对滑体自身的影响不大,且地基的承受能力强,不占空间,井井有条,对中小型的滑体具有很强的治理效果。

(2)微型桩补充普通抗滑桩结构。这种方式是结合了微型桩和普通抗滑桩的特性,采取配合的方式,从整体上看与微型桩挡墙相似。先把普通抗滑桩使用钢筋束与灌浆锚固进滑体底部的岩层中,使其作为滑体的主要支护体,然后再在滑体的其它部位使用微型桩进行固护,使微型桩、滑体、普通抗滑桩柱三者进行有效地结合。这种结构可以弥补微型桩与普通抗滑桩各自的不足,达到完美的支护效果,但这种结构相对来说要复杂一些,其整体性要差一些,容易受到外力的影响。

(3)土钉支护技术、微型桩的相结合。这种结合主要以微型桩作为支护主体,在滑体根部岩层中植入相应的微型桩,再利用土钉支护网对滑体面进行固护。这样可以用微型桩弥补土钉支护网不能控制土移的缺点,而土钉支护网可以对滑体的细节进行固护。整个工程使滑体成为一个整体的结构,从某种程度上减小了基坑的变形。

(4)微型桩、预应力锚相结合。这种固护结构适合于滑体的滑面比较深,微型桩群要从滑动面上穿过,下部分被植入滑体下面的岩层中,因为在滑面以上的部位受到来自水平的压力较大,所以上部可以采取梁上的锚索结构进行连接,从而平衡从上部带来的压力。微型桩与预应力锚相结合的技术克服了一些现实性的问题,从力学的角度看缓和了局部受力,具有很好的防护效果,尤其是在周围环境和作业条件比较差的状态下,这种结构具有明显的效果与优势,在抗滑措施中比较常用。

(5)压力注浆技术与微型桩相结合。这种方法采用微型的钢管进行密排,在滑体根部的岩层中进行钻孔,将钢管植入岩层,再进行压力灌浆,使多排钢管与地下岩层形成一个严密结实的整体,能更好地固定滑体。压力注浆技术与微型桩相结合的方法具有有效、快捷的特点,在滑坡治理中属于经典,但其成本相对于其它组合方式有些高。

3、微型桩抗滑存在的问题及建议

在地质灾害的抢修和维护中,微型抗滑桩已发挥了巨大的作用,也得到广大施工者的认可,但在施工过程中微型抗滑桩还是存在着一定的问题,需要在后边的实践中进行不断总结和研究。

(1)在微型桩的实际应用上案例很多,但在其理论研究上缺乏,没有形成一个统一的系统,这样就不能进行试验性的研究,其不足之处没有得到改进和完善,或者在某些实践中进行过改良,但没有形成理论性的东西,只依靠工程人员的自动传播是不够的。因此,广大具有高文化水平的工作者应该加强微型桩理论的研究与整理,使其试验研究更加全面,使理论与试验实践形成一个完整统一的知识系统,能给后边学习者具有很大的帮助。

(2)微型抗滑桩与其它防护结构相结合进行对滑体的固护时,缺乏深入的分析研究,对力学系统不能完全应用,往往只触碰到就止住了。对两种甚至几种结构的具体配合、工作状态、所面临的环境及具体的数据分析则没有详尽的提供和研究,因此在此方面需要进一步研究,明确在什么样的情况下采取哪种措施固护比较有效,成本低,方便施工。

(3)在微型抗滑桩进行数值模拟试验时,对模型参数的选取还需要进一步的优化,在选取和计算中要考虑多方面的因素,包括微型桩的数据参数、滑坡土层的数据参数,这样进行计算就比较符合工程实际情况,获得的数据才能真实有效,能使计算所得与工程施工配合得当。

(4)微型抗滑桩因其理论的不详尽,在目前工程设计中的计算,采用的是普通抗滑桩的计算公式,两者虽有很大的相同,但毕竟有差别,而且微型抗滑桩比较灵活,在滑体的其它部位与某种防护措施进行结合支护时,就造成了计算的误差。因此微型抗滑桩必须拥有自己的计算公式,尤其是采用微型抗滑桩集群、微型抗滑墙进行防护时,更需要合理的计算方法。

(5)微型抗滑桩在近些年来发展较快,其中在08年汶川地震后,对灾区的灾后重建,微型桩起了积极的作用。但随着微型桩被推广后,有些施工人员盲目使用,结果达不到预期的效果,还浪费了资源,增加了成本。因此在施工过程中要进行具体勘察,做到具体问题具体分析,根据地质条件、当地的气候状况、滑体表面所承受的压力等因素,在微型桩与其它防护方法结合治理时,要选择符合施工环境的组合,这样在符合客观规律的前提下做好工程的完美实施。

总之,目前微型抗滑桩及其组合是在诸多滑体防护措施中最有效、最具认可度的方法,积极倡导在中小型的护坡工程中应用,在地质灾害中对滑体隐患抢修防护中也应该积极推广。也要注重微型抗滑桩目前所存在的问题,因为在边坡岩石的施工殊情况太多,不能只凭借以往的经验进行施工,必须建立系统的数据参数,给微型抗滑桩的施工计算提供一个准确的公式,并明确在何种情况下选取何种施工结合。对于这项技术不仅使施工企业进行研究探讨,国家也应该开展相关工作的研究,毕竟我国的山地较多,地形复杂,在未来的发展中农村逐渐城市化,许多工程的建设就更需要这种技术的支撑。通过多年来的实践,证明了微型抗滑桩在实践地质灾害中应用很成功,它的抗滑稳定性也是比较良好的,希望在今后的建设和防护工程中能对其进行不断改良,形成理论体系,使更多的工程享受成果,合理开发,造福人类。

参考文献:

[1]陈国栋.微型桩在地灾加固应用中的抗滑稳定性浅析[J].四川建筑,2011,(05):12 6-128.

[2]孙书伟.微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D].中国铁道科学研究院,2009.

[3]王唤龙.微型桩组合抗滑结构受力机理与防腐性研究[D].西南交通大学,2011.

抗滑桩施工技术论文篇4

【关键词】滑坡灾害,抗滑桩,边坡工程,推广应用

Abstract: Landslide is one of the most common natural disaster in China, with its distribution of a wide range of devastating strong and caused tremendous damage to the human environment, not only a serious threat to life and property safety of the people of disaster areas, but also undermines the entire regionecological balance, resulting in a persistent ecological damage. Multiple natural disasters in China to strengthen disaster research, the objective requirements of economic development in China, but also to ensure the inevitable requirement of the people live and work. In recent years, China has a big stride in Landslide, anti-slide pile is one of the common means of governance, has been rapidly promoted in the slope engineering governance. However, due to the late start of China Landslide, anti-slide pile design and construction, there are still many shortcomings. This article, I will be from the angle of the landslide of natural disasters in China were analyzed and described the status of Chinese and foreign anti-slide pile slope engineering, and put forward recommendations in slope engineering applications of China's anti-slide pile.

Keywords: landslide hazard, piles, slope engineering, promote the use

中图分类号:U216.41+9.1文献标识码: A 文章编号:

一.前言

众所周知,我国地形地貌多变,地质构造复杂,我国的山地丘陵总面积约占我国国土总面积的三分之二,加上气候条件多变,各地区降水不均,少雨干旱地区,岩体受物理风化影响大,而在湿润多雨地区,岩体受生物及化学风化影响大,同时受地质构造和地形地貌的影响增加了山体滑坡灾害发生的频率。目前,随着工程建设的大力发展,人类工程开始逐渐深入西部偏远山区,铁路修筑、水坝建造,、开矿打井等一系列工程势必会面临滑坡灾害,因此采用经济合理的治理手段,既可以减轻滑坡对施工的危害,又可以避免滑坡发生的频率。所以,加强对滑坡的治理,加强对抗滑桩的设计施工的研究探讨,是非常具有现实效益的。

二.抗滑桩在国内外边坡工程中的应用现状

1.早在20世纪三十年代,西方国家便开始利用抗滑桩解决一些边坡工程问题。而抗滑桩的应用高峰期是在二战以后,当时一些西方国家正处于经济恢复发展时期,大量的工程建设开始起步,同时伴随着工程建设的滑坡问题也应运而生,于是,抗滑桩以其独特的优势被广泛运用到滑坡治理中来。之后,随着抗滑桩设计施工技术的深入研究,抗滑桩的设计理论逐步建立并取得了发展,伴随着经济的发展,时至今日,国外很多国家的抗滑桩设计理论已经很是完善,并逐渐形成了科学系统,不断研究出以锚索抗滑桩为代表的各种结构的抗滑桩型式,有力的推动了抗滑桩在边坡工程中的广泛运用。

2.我国的抗滑桩应用起步比较晚,第一次运用是在二十世纪五十年代,当时应用于宝成铁路滑坡治理中。直到二十世纪七十年代我国的抗滑桩理论开始初步建立,此后,随着抗滑桩在工程应用中的不断发展,抗滑桩的设计理论也开始不断的完善。但目前为止,我国抗滑桩的设计施工依然存在着很多缺陷,比如,设计计算模型忽视桩侧摩阻力,设计数据采集不合理等等,这些缺陷在很大程度上导致了我国抗滑桩设计施工的不清晰,不确定。但从整体而言,我国绝大部分设计成果是成功,但也存在由于设计数据或者设计参数出现问题而导致治理不当的例子。

三.抗滑桩基于对滑坡和岩土体的综合考虑。

1.抗滑桩设置在边坡支护设计时,对于弹性抗滑桩来讲,桩在承受上部滑体的推力同时,必然对上部土体或岩体产生反力,而该反力对桩后土体或岩体稳定性的影响往往被人为忽略了,以至产生不安全因素。这种情况已然在无施工过程中被多次得到验证。右图为滑坡的剖面分析图,有助于加强对滑坡成因的直观理解,为抗滑桩的设计施工奠定良好基础。

2.不同的岩土体具有不同的特点,其物理力学参数也不同,在进行抗滑桩的设计施工时候,必须综合考虑土体的物理力学参数,保证设计数据的可靠性,保证设计过程的严密性。上表是抗滑桩和岩土体的物理力学参数。

四.各种抗滑桩型式运用简析

1.变截面桩

一般抗滑桩为矩型桩,这种桩型对岩体滑坡、土体整体滑坡的支挡效果是很好的,也比较经济合理。但在滑坡体比较松散、强度较低的土体滑坡中,矩形抗滑桩治理成本费较高。如果土体较为松散,在综合分析滑坡形成特点和抗滑桩的承载力的基础上,多可以采用异型抗滑桩的设计方案。如梯形截面抗滑桩。此种抗滑桩不但经济,而且桩间土在推力作用下被挤密,能与桩一起形成一道桩土墙,从而提高桩同作用效果,对滑坡构成有效支挡。

2.预应力锚索抗滑桩

随着治理滑坡的规模不断扩大,各种抗滑结构不断出现,其中最为新型的抗滑结构就是预应力锚索抗滑桩结构。该结构通常利用钻孔灌注或支模浇筑成桩。在桩上设置一排或多排锚索,并对锚索施加预应力,通过锚索将桩锚固在稳定的基岩中,达到阻止边坡滑动的目的。目前该类桩已广泛应用于大、中型滑坡治理工程中。

五.关于抗滑桩在边坡工程中应用的建议

1.通过考虑桩同作用的原理提高抗滑桩的抗滑能力。

这种共同作用的效果很大程度上取决于桩前土体的抗滑力。这对于整体性较好的土体或岩体来说主要是由桩前岩土体的强度决定的。即利用抗滑桩和岩土层锚杆相结合的支护方式代替单排桩或推桩,以使滑坡治理更经济、合理。

2.在某些工程中,可以根据实际状况采取相对应的措施。由于抗滑桩的悬臂较长,然而又不易设置锚索,使其受力很不合理。这时可以通过考虑将部分抗拉钢筋用预应力钢绞线代替,桩底埋设锚梁,布设好钢绞线,浇灌后通过后张法施加张应力,增强桩体的力学强度,以达到经济合理的目的。

3.在研究了关于推力桩和深埋桩的工作机理的基础上,考虑在大型的滑坡治理中综合运用深埋桩和推力桩2种支护方式,发挥其各自的特点,以达到安全、经济、合理的滑坡治理效果。由于边坡问题的复杂性以及工程规模的大型化,我们对滑坡真实的受力性能和工作机理,需要进行更深入的研究和探讨。

六.结束语

由于我国多山地多丘陵的地势地貌,加上降水日晒等多种气象因素和不科学施工等人为因素的影响,使得自然和人为的滑坡灾害日益频繁,对工程和人类环境的影响也日益明显。目前,抗滑桩是边坡工程中最为有效的支档方式之一,加强对抗滑桩设计施工的研究突破,并加以大力推广运用,必将很大程度上改变我国抗滑技术弱势的局面。加强对抗滑桩技术应用,可以为我国的生态文明建设增砖添瓦,促进社会的和谐进程。

参考文献:

[1]刘德 抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《科技创新与应用》 -2012年8期

[2]贾建胜 李运来 浅谈混凝土抗滑桩在边坡工程中的应用 [期刊论文] 《西部探矿工程》 -2008年1期

[3]吴坤铭,边坡及其抗滑桩加固工程可靠性分析方法研究 [学位论文]2011 - 合肥工业大学:工程力学

抗滑桩施工技术论文篇5

关键词:滑坡治理;锚固技术;问题;看法

1 引言

云南×××站高边坡滑坡治理工程在云南省保山市龙陵县境内。由于站场场地区位于中山山顶丘状斜坡与季节性冲沟区,按设计标高,场地区需进行回填、开挖等措施进行场平,场地开挖后可形成5.4m~58.43m高的边坡(见图1),边坡的稳定性较差,对坡脚处站场建筑、管道及人员设备构成威胁,故采取工程措施对边坡进行治理,消除隐患。

随着近年来岩土锚固技术的不断发展,锚杆、锚索与其进行配合使用的其它的锚固结构,已在港口、码头、矿坑巷道、深基坑、高边坡以及滑坡的治理中得到了广泛的应用,并已经积有一定经验和取得一定成果。尤其是在边坡与滑坡的治理中,已经由预应力锚索地梁和锚索抗滑桩锚以及索墩发展到了预应力的锚索框架。然而,在边坡与滑坡的治理之中,还有不少人,对采用的锚固结构有着不同看法,并提出具有争议的问题,因而有必要对这些问题进行一些探讨,就此,本文结合龙陵站高边坡滑坡治理工程实例对滑坡治理中锚固技术存在的问题进行了较为深入的探讨。

2 对锚索抗滑桩上的锚索设计拉力与预应力大小和锁定的荷载进行确定

锚索抗滑桩是在其桩头部增加一定的锚索,并采取锚索和桩一同受力去抵抗滑坡所推力的复合的受力结构。其和普通的抗滑桩进行相比,因其改变了相应的受力方式(将被动的受力改成主动的受力方式),从而使得受力结构更加合理。在合适的情况之下,使用锚索抗滑桩能够降低桩身的截面,减小桩长,这样便使得施工的进度得到加快,并降低了其工程的造价,也节约了投资,所以锚索抗滑桩在滑坡的治理中,尤其是大型的滑坡治理之中,是经常被采用的工程措施,见图2。

然而,在其锚索抗滑桩的设计中,有不少工程技术人员,常常会简单化的对桩施加一个固定的锚索拉力,之后再来对桩身的内力进行计算,显然此种计算方法是不太合理的。现假设如图3所示的刚性桩,桩产生Δɑ的角位移,锚头处的桩身也会相应的产生ΔL变位,而因Δɑ 很小,所以可以近似的认为锚索拉力的增量ΔP为:

由式①,②可以看出,桩在受到滑坡的推力之后产生变位,导致锚索拉长以及锚索的拉力增大;然而,锚索拉力的增大,又会对桩的变位起到限制作用,所以锚索的抗滑桩受力过程同样也是桩和锚索的变形协调发展过程。因此,在锚索的抗滑桩计算中,应先按照桩头所设的锚索数量,来估计预应力P0,并计算出P,再用P和所设的锚索所允许的[P]进行相比,若果P比锚索所允许的承载力[P]大,那么就应减小P0,进行重新的计算,反之,则增大P0重新进行计算,一直至调整在P0后所计算出来的P接近锚索所允许的承载力[P]为止,此时的P0和P即为计算所得到的锚索预应力拉力和锚索设计的拉力。这样看来,采用简单的对桩上施加一个固定锚索的设计拉力,来对桩身的内力进行计算的方法是不太安全的。这是因为,桩的变位会把锚索拉长,而实际上锚索的拉力却是比此固定的锚索的设计拉力要大。

对锚索施加预应力,其由锁定荷载实现的。因此,锚具夹片的回缩和张拉系统的摩阻与边坡坡体压缩变形以及自由段管道的摩阻等的因素影响,将会导致一定预应力的损失,所以,在对锁定荷载进行确定时,要将预应力的损失考虑进去。根据相关的资料显示,预应力的损失通常为大约张拉力的15%,现设锁定的荷载为Ps,那么由Ps -0.15Ps = P0 得:

Ps=P0 /0.85=1.18 P0 ③

说明,锁定荷载应取1.18倍的计算预应力值。

3锚索在滑动面的抗剪问题

在实际的工程之中,之所以采用锚索,主要是为了充分的利用它的抗拉性能,然而,抗剪却是它的弱点。所以,可能会有人认为,在滑动面采取钢套管等的加强措施去增强其抗剪能力,以此来防止锚索的剪断,毫无疑这是正确的,然而实施起来可能有些困难。所以,在滑动面要不要考虑到其抗剪的问题,应根据工程的实际情况来进行分析而定。

3.1 锚索抗滑桩上的锚索在滑动面的抗剪问题

锚索抗滑桩是锚索和桩一同受力去抵抗滑坡的推力,因此桩就会有一定的变形才可受力,这样桩后的滑体便会有一定的位移,且与其对应的锚索也会在其滑动面受到一定程度的滑体剪切的作用。下表1为采取锚索抗滑桩对滑坡进行治理的相关的计算参数。锚索在其滑动面受到的剪力与锚索以及滑动面相交处滑体的位移 S 的有关,若 S 越大,那么锚索的受剪力就会越大,反之,锚索的受剪力就会越小。滑动面和锚索的相交处的滑移 S 和滑动面处的桩身位移 S1 及桩和锚索之间的滑体压缩变形 S2 和相等(即S = S1+S2 )。

从下表1中可看出,因桩受到桩的侧地基所容许的应力控制,使得设计抗滑桩的桩顶位移比较的小,尤其对于滑动面的桩身的位移,其要小得多,通常只有几毫米。那么,若桩和锚索之间的滑体(见下图2)是完整—较完整的坚硬岩体,那么即使其刚度很大,然而其压缩的变形量 S2 却很小小,并且锚索与滑动面相交处的滑移 S也比较的小,所以滑体滑动对锚索所产生的剪力比较的小,不能够把锚索剪断;而若桩和锚索之间的滑体是松散的岩体或堆积层及土体等,那么即使有一定的压缩变形,而由于桩和锚索之间的滑体物质比较的少,压缩量也就会小,这样就会使得锚索和滑动面相交处的滑移的总量 S 变小,特别是桩与锚索间滑体的刚度比较小,所以,滑体的滑动对锚索所产生的剪力是比较小的,不足以把锚索剪断。此外,因锚索和滑动面是斜交的,所以滑体的滑动对锚索的剪力影响就更小。对于锚索抗滑桩上的锚索在滑动面的抗剪问题,通过龙陵边坡工程滑坡治理的实践证实,仅要进行适当的滑动面桩身位移的大小考虑,对锚索在滑动面的抗剪不以考虑是可行的。综合表1和龙陵边坡工程的实践,建议滑动面处桩身位移限制不大于5 mm。

3.2 锚索墩、锚索地梁以及锚索框架上的锚索在滑动面处的抗剪问题

锚索墩、锚索地梁与锚索框架是靠锚索拉力来抵抗滑坡推力的单独受力结构,并且墩和地梁以及框架在工程之中只能起到了提供反力的作用,所以锚索的设计拉力以及其预应力应该相等,也就是不让滑体出现滑动,对应的锚索也就会受到反力结构和锚索之间的滑体压缩变形所产生剪切的影响,此影响较小,不会使得锚索被剪断。然而,当前,大部分的工程技术人员都是按照所设计拉力的70%~80%进行施加预应力,那么这样,当锚索的实际受力达到了其设计的拉力值时,锚索的锚筋就会被迫的拉长,锚头处的位移也会增大,滑体所产生的位移,对锚索剪切的作用也会增大,虽然这样,多年以来,也没有发生锚索的锚筋在滑面被剪断而造成的工程失败事例。所以,在锚索墩和锚索地梁以及锚索框架此类的锚固工程设计之中,应按照预应力和设计拉力相等,同时依据式③考虑一定的预应力损失来对张拉进行锁定,可以不去考虑滑面锚索抗剪问题。

4 结束语

综述所述,可得出以下结论:

a.锚索抗滑桩的受力过程是锚索和桩变形协调发展过程,锚索的预应力和设计拉力应按照变形协调的理论来进行确定,简单的对桩施加一个固定锚索的拉力方法是不太合理的,也是不安全的;b.锚索地梁与框架以及墩中的锚索预应力应取锚索的设计拉力值;c.应考虑一定预应力的损失,且锚索的锁定荷载大约为1.18倍的预应力值;d.锚索抗滑桩因锚索和滑动面相交处的滑移比较小,并且锚索和滑动面是斜交的,滑体的微小移动也不会把锚索剪断,所以在适当的考虑滑动面处的桩身位移(≤5 mm)之下,对锚索在滑动面的抗剪不考虑是可行的。

参考文献

[1]孙帮文. 岩土锚固技术在三峡库区滑(边)坡治理中的应用现状及建议[J]. 工程勘察,2006,S1:177-181.

[2]周春梅,殷坤龙. 三峡库区滑坡治理中抗滑桩锚固深度的研究[J]. 武汉理工大学学报,2006,02:38-41.

[3]郑静,于贵,王孟良. 锚固技术在滑坡治理中几个问题的探讨[J]. 岩石力学与工程学报,2003,S2:2738-2740.

[4]叶季平,邹勇,傅旭东. 格构锚固技术在滑坡治理中的应用[J]. 中国农村水利水电,2004,07:51-52+55.

[5]张敏. 大连岔鞍村滑坡机理及治理优化研究[D].吉林大学,2013.

[6]沈佳轶. 抗滑桩在岩质滑坡治理中的分析研究[D].重庆大学,2009.

[7]苏晓蓓. 锚索框架梁与微型桩技术在滑坡治理中的应用研究[D].西安建筑科技大学,2010.

[8]李盛斌. 试论岩土锚固技术在公路边坡治理中的应用[J]. 科技创业家,2013,13:16.

[9]张景奎. 抗滑桩在滑坡治理中的应用研究[D].合肥工业大学,2007.

[10]《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)

抗滑桩施工技术论文篇6

关键词:预应力锚索; 抗滑桩; 滑坡治理

Abstract: prestressed anchor pile + to landslide control problem than the ordinary alone with more reasonable anti-slide pile stress state, to better prevent landslide and landslide control. This article through the analysis of prestressed anchor pile + landslide control the features and advantages of the question, and with a specific example, a detailed discussion on the application methods and points. For landslide has a good reference value.

Keywords: prestressed anchor cable; Anti-slide pile; landslide

中图分类号:U213.1+52.文献标识码: A 文章编号:

引言:

滑坡治理作为一项艰巨的抗灾工程,具有投资巨大、技术繁琐、施工危险等特点。我国是一个滑坡灾害相当严重的国家,多年来,国家在滑坡防治方面做了大量工作,投入了大量的人力、物力和财力。上纪5O年代,我国多用挡土墙治理滑坡,到60年代后期开始抗滑桩被应用于治理滑坡。抗滑桩因为就有开挖面小、圬工体积小、施工速度快等多种优点,得到了广泛的应用。随着抗滑桩应用范围的扩大,其结构缺陷造成的受力不合理问题逐渐暴露了出来。为了改善抗滑桩的受力状态、提高抗滑能力、节省成本。经过不断摸索和实践,80年代出现的预应力锚索抗滑桩技术,从根本上改变了一般抗滑桩的受力状态,解决了单独使用抗滑桩存在的问题,因而得到了广泛的应用。

一、抗滑桩的技术特点

抗滑桩是凭借桩与周围岩土的共同作用,把滑坡推力传递到稳定的地层,利用稳定地层的锚固作用产生被动抗力来平衡滑坡推力。抗滑桩在滑坡过程中,在一定程度上阻止了滑坡的继续进行,促使滑坡向稳定结构转化。抗滑桩于20世纪50年代在我国开始使用以来,得到广泛的应用和发展。它具有抗滑能力强、桩位灵活、施工方便、经济安全等优点。目前使用最多的是钢筋砼桩。在公路工程实践中,由于地形地貌、地质条件、滑坡类型的差异,一般因地制宜,采用不同的抗滑桩形式,其治理效果和工程造价也有所不同。

抗滑桩常用于稳定滑坡、加固软弱破碎岩质边坡等特殊边坡,一般采用6-10m的桩间距和1.25m以上的桩截面最小边长。

单独的抗滑桩也存在着很大的结构缺陷:抗滑桩是大悬臂受力,只能靠滑动面以下的桩身所受的地基反作用力来平衡滑坡体的推力。抗滑桩的受力机制不合理,从而造成桩身截面尺寸过大,锚固长度及总长度过大,材料消耗多,工程造价增高,施工进度变慢以及施工安全风险加大。

二、预应力锚索技术特点

用锚索单独稳定滑坡,一般是从滑坡体表面布置排锚索,贯穿整个滑坡体再锚固于滑动面下方稳固的地层中,并且在地面上使用梁、墩或者网格等作为反作用力的执行装置来施加预应力以稳固坡面。预应力锚索可用在土质、岩质地层的边坡及地基加固中,其锚固段应该置于稳定的地层内。

根据相关资料的论证和比较,使用锚索进行加固来稳定边坡可以比单独采用抗滑桩节省大约一半的工程投资。锚索特别适用于岩石边坡及粘聚力较强的土体边坡,但是对于土体松散、粘聚力差,特别是正在活动的土质边坡,效果则比较差。在这类土质中很容易因土体变形而造成锚索预应力丧失,或增加到无法承受的程度,所以单独的锚索加固技术多数用于临时工程。

三、预应力锚索+抗滑桩结构

预应力锚索+抗滑桩是滑坡治理工程中重要而有效的措施之一。它是中铁西北科学院于上世纪80年代研发的一种新型抗滑桩结构,是在抗滑桩结构的基础上进行扩展而发展起来的,是一种充分运用锚索优势的新型抗滑桩结构。它的一般构造是在抗滑桩的桩顶或桩身相应增加锚索孔,施工时装上锚索并施以相应的预应力,借助锚索拉力和抗滑桩的阻滑力组成桩锚档拉系统,共同阻挡滑坡体的滑动。预应力锚索+抗滑桩结构在道路、水利等工程领域的边坡治理,泥石流防治等各种滑坡治理中被大量采用且取得了良好的效果。

普通抗滑桩的力学模式类似于锚固于滑床中的悬臂梁,其桩身弯矩、剪力相对较大,因此需要尺寸很大的桩身截面方能达到抗滑效果,所需要的钢筋量也因此数量巨大。在桩顶或桩身一定位置设置一条或多条预应力锚索可以大大改善桩身受力状况。伴随着添加的锚索拉力约束,桩的位移在很多程度上被控制,桩身所受内力也因此大大降低。通过结构的改善,预应力锚索+抗滑桩结构将抗滑桩的抗滑模式从被动抗滑变为了主动抗滑。

四、预应力锚索+抗滑桩的抗滑机理

预应力锚索+抗滑桩结构由抗滑桩、预应力锚索、相应锚具等部件组成,其结构如图1所示。锚索固定在滑面以下稳定基岩中的部分称为锚固段,位于滑体中的部分称为张拉段。施工中用抗滑桩贯穿滑体,并将其底端锚固在滑床内,使其顶端略高出地面;将锚索呈斜拉型一端锚固于稳定的滑床基岩中,一端用锚具固定于抗滑桩顶端或桩身相应位置,并施加一定力度的预应力。锚索上被施以预应力之后,可以给抗滑桩施加相应拉力,用锚索的拉力与抗滑桩桩体的阻挡力共同抵挡滑坡推力,改变了抗滑桩只能靠锚固段地基抗力来抵挡滑坡推力的状况,彻底解决了一般抗滑桩的悬臂受力过大问题。这些结构和抗滑方式的改善使得抗滑桩的桩身受力力矩大为减少,使得桩径变细,埋桩深度变浅,节约了材料、减少了施工量,达到了缩短工期、降低费用的目的。

预应力锚索+抗滑桩结构还进一步改善了施工完成后的抗滑效果。从桩的受力机制看,普通抗滑桩处于被动型的受力状态,施工完成后要在滑坡推力的继续作用下使滑体发生位移后,抗滑桩才能逐渐具备抗滑能力,这就不能够很好地防止滑体滑动。预应力锚索+抗滑桩结构通过施工时预先施加预应力,变被动抗滑结构为主动抗滑结构,使滑体一开始就受到反推力的作用,起到了立即抗滑的作用,抗滑能力也大大提高。

图1预应力锚索+抗滑桩结构示意图

五、预应力锚索抗滑桩的设计计算

一般悬臂抗滑桩的设计中,设计者只能利用已有资料的参数进行模仿修改设计,桩的实际抗滑能力往往无法预先计算出来和也不容易直接验证。而预应力锚索抗滑桩的抗滑力源于锚索的张拉预应力,它的抗滑能力是可以确切计算的。因此这种抗滑装置的设计中很容易根据需要计算出经济合理、准确可靠的方案。预应力锚索+抗滑桩的受力类似于梁式结构,滑坡体的推力在抗滑桩上的分布近似于矩形。因为桩顶位移需控制在4cm甚至2cm以内,因此可采用变位协调法来计算预应力锚索+抗滑桩的受力。首先根据预先假定的位移变形协调条件确定锚索的设计拉力F,当锚索的设计拉力F确定后,假定其集中作用在桩上,之后便可采用已有的公式可计算出桩身的内力,进行钢筋、锚索的配置计算,整个设计计算的流程如图2所示。

图2预应力锚索+抗滑桩的设计计算流程图

六、工程实例

以下通过柳太公路K5+520~K5+550段左侧滑坡加固防护工程的实例具体分析预应力锚索+抗滑桩在滑坡治理中的应用。防护工程采用锚索+抗滑桩进行加固,预应力锚索抗滑桩的桩身采用钻孔桩组成的排架桩。由于滑体部分岩石可能比较破碎,对钻孔采用泥浆或套管护壁,采用竖井法施工,因为锚索需采用斜拉型布设,锚索孔也应设计成斜孔,这需要选用相应性能的专门钻孔机具。施工时先布设抗滑桩,完工后钻锚孔,并反复吹洗锚孔,直至孔壁光滑清洁,然后绞上钢绞线。锚固端采用C30水泥砂浆充填,砂浆的调配比例为水泥:砂:水= 1: 0.5: 0.45,水泥为42.5号普通硅酸盐水泥,在抗滑桩及其锚固端的浆体达到龄期后进行锚索张拉。锚杆采用直径不小于14mm螺纹钢,经防锈出来,间距1m,与基底注浆固结。网材采用直径为3mm套胶镀锌低碳钢丝网,网眼为50*50mm。锚索安装倾角为15°,设计张拉力为460KN,锚索长度37m。锚索结构为分散型锚索,采用4根15.24的有粘结钢结构制作,强度为186Mpa注浆采用纯水泥浆。

总结

本文首先介绍了抗滑桩、预应力锚索以及预应力锚索+抗滑桩在滑坡治理措中的运用、发展及结构特点,然后重点阐述了预应力锚索+抗滑桩结构的抗滑机理及应用优势,并简要介绍了,利用锚索与桩身的位移变形限制,来计算锚索的设计拉力及桩身受力的流程。最后结合实际的滑坡治理工程介绍了这种滑坡治理措施的应用要点,通过实践证实了出这种抗滑结构的优越性。

参考文献

[1]桂树强,殷坤龙,罗平. 预应力锚索抗滑桩治理滑坡应用研究[J]. 岩土力学,2003,(S2).

[2]张玉芳,李奇平,张治平. 预应力锚索抗滑桩工程中锚索拉力实测与分析[J]. 中国铁道科学,2003,(3).

[3]郑静,于贵,王孟良. 锚固技术在滑坡治理中几个问题的探讨[J]. 岩石力学与工程学报,2003,(S2).

抗滑桩施工技术论文篇7

关键词:预应力锚索抗滑桩;公路工程

山坡土质松散及下部基岩严重风化是公路滑坡出现的主要地质情况。在流水侵蚀下,将出现岩体失稳而顺着软弱结构面产生位移等情况,进而导致滑坡事故的发生。通常情况下,公路建设路线选择中应避开深挖高填地形,但随着社会经济发展速度的不断提升,对公路建设提出了更高的要求。这种情况下,必须选用深挖高填的方式进行施工,预应力锚索抗滑桩技术在公路滑坡中的应用,可以有效提升施工速度、降低材料消耗及确保受力结构的合理性。

一、预应力锚索抗滑桩概况

预应力锚索抗滑桩是在抗滑桩支挡结构、预应力锚索支挡结构基础上发展而来。其加固机理就是依托桩自身抗弯与抗剪强度对滑坡推力进行抵抗,悬臂式抗滑桩仅仅属于一种抗弯构件,并没有将桩身材料混凝土的抗压强度的功能充分发挥出来,因此其具有较低的抗滑能力。但不断增加滑坡推力,其桩身截面积增加的速度也会加快,这种情况下不仅消耗时间更消耗材料。作为一种柔性支护结构,预应力锚索支挡结构具有良好的抗滑能力,对边坡的挠动很小,对边坡土体自身强度自稳等优势能够充分利用。通常情况下,预应力锚索的反力装置主要选用地梁与桩,反力装置为地梁的为预应力锚索地梁支挡结构,反力装置为桩的为预应力锚索抗滑桩支挡结构,虽然在加固机理方面两者存在一定的区别,但在反力提供方面,预应力锚索抗滑桩支挡结构能力更强。

二、公路滑坡施工中预应力锚索抗滑桩技术的施工准备

1、井架安装。三角井架与摇头扒杆竖立,为桩孔开挖至设计深度后为出渣进料提供便利。将2台手提井架设置在每根桩上,并将刹车带安装到井架上,可以对出渣效率进行有效提升。

2、出渣便道铺设。完成第一节护壁混凝土灌注施工后,应选用碎石、水泥在井口的纵向位置压实并进行便道铺设,为运土车施工提供便利。

3、为避免掉物伤人等情况出现在施工过程中,应准备盖板,应将可启闭进料孔设置在盖板上。同时确保施工应用的模板、机械等设备数量、质量符合施工要求,进行观测滑坡变形、位移等标志的设置。

三、公路滑坡中预应力锚索抗滑桩技术的施工工艺

1、挖孔

选用人工的方式进行挖孔作业,每次挖孔深度应控制在1米以下,开挖应选用跳桩分节的方式进行,杜绝全断面开挖情况的出现,在开挖施工中,必须对桩身净空尺寸与平面位置进行定期检查,在孔深小于0.5%的范围内有效控制孔的中线误差,通过检查截面尺寸应与设计需求相符合,孔底应确保其平整性。在桩孔开挖过程中,在地质编录中地质人员应下坑进行编录,并对地层延性与滑面位置进行核对,当出现不符合设计规定的现象,应及时告知设计人员对桩长进行调整。

2、护壁施工

当每节孔深开挖到1米时,应对孔的尺寸与偏心情况进行检查,确保其与施工要求相符后,将护壁模板放入开始护壁作业。当开挖施工中,遇到地下水与软弱夹层时,应增加护壁的钢筋数量,避免塌孔与开裂现象出现在护壁施工中。

3、钢筋制作

在现场制作钢筋笼,焊接连接护壁各节纵向钢筋的位置,不能对其进行简单绑扎。

4、桩身混凝土灌筑

断面清理与凿毛混凝土等作业应在灌筑前进行,并确保测量放样工作的准确性及钢筋安置的合理性。桩身混凝土灌筑作业应在安装钢筋笼后进行,应确保混凝土浇筑具有连续性,并一次完成桩身浇筑作业。

5、预应力锚索施工

(1)钻孔

杜绝带水进行锚索钻孔钻进作业,这样可以避免锚索施工对边坡岩土工程地质情况造成极大影响。施工现场应对钻孔施工的孔地层变化情况、进尺速度及地下水情况等做好记录,当出现塌孔情况时,必须马上停止钻孔作业,进行固壁施工。锚索锚固段施工应确保入岩在10米以上,如具体施工地层情况与设计规定不符时,必须严格遵循现场施工情况对其进行调整。一般情况下,抗滑桩锚索终孔孔径控制在150毫米之间,确保成孔后孔径在150毫米以上。完成钻孔施工后,应选用高压空气全部清理孔内的岩粉与地下水,避免水泥砂浆与孔壁岩体粘结强度出现减少的情况。

(2)制作与安装锚索

选用强度高及松弛性低的预应力钢绞线作为锚索的主要材料,将其直径定为15.2毫米,强度则应控制在1860Mpa的范围内,确保预应力钢绞线具有顺直、无损坏及无死弯等特点。并将锚固段上的锈迹、油污清理干净,遵循设计要求对分线环进行捆扎,将自由段锈迹清理干净后,应将黄油涂抹在其上面并及时将优质塑料管(直径为18毫米)套在外面。选用铁丝将其两端捆扎牢固,同时选用电工胶布进行密封。通过砂轮切割机对锚索下料进行切割,不能选用电焊切割的方式。在施工过程中应对锚索张拉施工要点进行充分考虑,与设计长度相比,确保具体锚索长度多出2米左右。

(3)张拉锚固

如抗滑桩符合龄期或锚孔内锚固砂浆强度与设计强度80%相符后,就可以进行张拉锚固作业。在张拉前锚索应先进行预张拉施工,并标定张拉设备,一般分为5个级别。为避免预应力在地层徐变等因素的影响出现降低情况,应在张拉锚索7天以后进行整体补张拉一次,确保其符合荷载要求后,注浆封孔,同时将锚头封闭。

6、质量控制

为方便进行井架安装及铺设碴便道等,必须严格遵循施工现场的地形地貌进行相应场地的清理。在开挖桩身时,必须遵循桩身井口段的土质,当开挖深度达到2米时,就可以进行护壁混凝土的灌注,一般厚度控制在0.3米,并按照1.5米分节,并逐渐进行开挖,杜绝分节情况出现在滑动面和土石分界位置。

在桩身混凝土灌注阶段,除了做好铺底、铺轨及钢筋笼绑扎等工作外,关键是进行锚索孔导管的预埋,根据滑坡的坡度及抗滑桩受力特点,设定锚索孔的位置和锚索倾角,同时牢固地将导管固定钢筋笼上,防止在灌注混凝土时发生偏移,影响最终抗滑效果。在灌注混凝土时要连续地灌注,并且每层厚度达到50cm进行捣固,反复进行至灌注完成。

四、结束语

综上所述,随着国民经济发展速度的不断提升,在公路工程滑坡治理中,只有根据公路工程施工的具体要求,选择与之相适应的新技术,才能更好地提升工程的质量,这也是施工的重点内容。将预应力锚索抗滑桩技术应用到滑坡治理中,不仅可以缩短施工工期,还可以提高工程质量,为工程经济效益与社会效益的实现提供了强有力的保障。

参考文献

[1] 麻继文,郑红卫.预应力锚索抗滑桩技术及应用[J].2012,(30):1-4.?

[2] 苏延嗣,王生虎.抗滑桩的施工工艺及其技术的探讨――以青海省互助北山旅游公K36滑坡治理工程为实例[J].城市建设理论研究,2012,(26).

[3] 夏飞.关于公路滑坡处治中有效运用预应力锚索抗滑桩结构的分析研究[J].城市建设理论研究,2011,(17).

抗滑桩施工技术论文篇8

在这个信息飞速发展的时代,以及信息化技术的不断提升。信息化施工技术已经在路基工程中得到了大量的应用。也是未来路基工程施工技术的发展趋势。本文通过调查为大家简单的介绍计算机模拟技术在,路基建设中的应用和在路基建设中的高效性、实用性。

关键词:计算机;路基;信息化施工;可视化

随着我国经济实力的不断增长,我国公路建设的步伐也不断加快,国家相关部门对公路建设的要求也做出了相应的提高,但是由于地质条件的复杂性,隐蔽性以及勘探条件的局限性,致使地质勘探和测试资料不可能全面的揭示土地的本来面貌,加之施工中的不确定因素过多,故使信息化施工技术在公路建设,尤其路基建设中起到了重要作用。采用信息化施工技术,除可提高工程效率外,还可及时将施工中发现的工程地质变化、施工工艺问题等信息反馈给设计方,并据此对原有设计方案和施工工艺作出修正。本文及通过简单列举实例为大家展示信息化技术在路基建设中应用的优点。

路基变形预测在高速公路信息化施工中的应用

预测方法简介

预测路基变形的分析方法大致可归纳为两种类型:一类是理论公式法;另一类是数

值分析法。其中数值分析法是近代上力学研究的产物,特别是随着计算机和有限元分析技

术的发展,人们可以将复杂的土工计算问题编制成有限元计算程序,通过计算机运算,从而得到较准确的计算结果。本文采用了专门针对岩土工程中变形与稳定计算的有限元分析软件 PLAXIS,将实际工程模型化,计算得出所需要的数据和图形。近年来,许多科学领域中长期难以解决的复杂问题随着新兴横断学科的出现迎刃而解,人们对自然界和客观事物演化规律的认识也由于横断学科的出现而逐步深化。我国岩土工程研究人员将灰色理论引进了岩土工程领域, 用它来顶测路基变形, 并取得了一定的成果。

(二)变形预测在信息化施工中的应用

在水利、交通及能源等领域的路基工程中,由于工程线路长,大都要通过软土地区。软土地基的主要工程特性是含水量大、密度低、压缩性高、强度小,一般都要经过处理。“原位观测法”是软土地基处理施工中一种有效的方法,利用它可对软基处理及上部填筑或建筑物进行信息化施工, 所以又称信息化施工法。进行信息化施工有以下几个优点:

1.可使工程师在施工中进一步完善设计,使软基处理设计技术更优化;2.监测软土地基的应力与变形在施工中的发展规律,为建筑物基础填土施工选择最优的填筑速度,使工程取得最佳安全及经济效益;3.运用较长时间内的观测资料,可对软土路基的工作状态作出评价,得出最终沉降量及剩余沉降量,从而准确地指导上部构筑物(或路面)的施工;4.对由于工程事故而引起的责任和赔偿问题,观测资料有助于分析其原因与责任。

但信息化施工中也存在一些不足之处,首先在进行仪器的型号选定及其原位布置环节上,以往都是根据工程经验和设计要求来确定监测方案的,缺乏准确性和直观性。本文针对此问题引入了PLAXIS 有限元程序,辅助计算路基的沉降、侧向变形等工程指标,并输出较为直观的应力、应变图形,从而将这一过程科学化、系统化。再者在进行路基监测过程中,技术人员根据实测数据只对本次观测前的施工过程进行了分析和研究,而对以后的路基变形趋势缺乏科学的预测、预报。针对此问题本文引入了灰色模型,利用已有的实测数据对沉降的未来发展规律进行科学的预测,一方面对己测数据进行校核,另一方面利用预测结果来指导后期施工。基于以上两点,本文对路堤信息化施工法进行了必要的补充。补充后的路堤信息化施工法的流程图如下所示:掌握详尽的地质勘测与设计资料利用有限元软件(本文采用PLAXIS )计算分析出危险断面及部位设置原位观测系统、并采集观测数据结合实测数据,利用预测模型(本文采用灰色模型),对路基变形进行动态预测分析计算结果,用以指导下一阶段监测和施工。

二、信息化施工技术在高边坡路基工程中的应用

(一)抗滑桩的信息化施工技术

抗滑桩设计一般是根据工程地质条件确定不稳定边坡的下滑力,根据下滑力的大小确定抗滑桩的间距、长度和截面尺寸[3]。其施工程序一般为挖孔、下钢筋笼、灌注混凝土。其设计、施工工艺流程为:地质调查确定下滑力确定锚固桩长度、间距、截面确定施工工艺挖孔下钢筋笼灌注混凝土。该程序为单一流向程序,各种信息单向流动,施工中获得的地质条件变化情况并不能反馈到设计、施工中。因地质条件复杂,地面以下的地质情况千变万化,抗滑桩在设计中存在一些不确定的因素,如滑动面位置,锚固段地层的地质条件等都会与设计条件有出入。因此,及时将施工挖孔过程中地层的变化反馈到设计中,以准确确定滑动面位置,从而修改设计,确保抗滑桩的抗滑效果显得十分重要。

(二)工程应用

铜黄高速公路因工程地质条件复杂,在抗滑桩施工过程中遇到的地质条件千变万化,为确保抗滑桩施工的安全和抗滑桩的加固效果,使工程措施达到既经济又合理的要求,在抗滑桩施工过程中对每根桩开挖的地质情况都进行了编录,根据桩开挖的地质条件对桩的施工工艺和布置及时进行调整。正常桩的开挖施工工艺是分段开挖,分段护壁,在已挖段护壁施工完后,再开挖下层土体,施工下层护壁,如此循环直至桩的设计标高。但是,在个别特殊情况下,仅采用此方法,桩根本无法开挖,还需要其他措施的配合,如个别桩在施工过程中不断出现孔壁坍滑情况,使桩的开挖无法进行。该信息反馈至设计后,针对实际的地质情况,及时调整了桩的施工工艺,即在桩孔壁上先超前施工小钢管,对孔壁四周土体进行预加固后,再开挖施工护壁。改进施工工艺后,保证了桩的顺利开挖。个别工点由于地质条件较差,抗滑桩施工后,因锚固段地层

强度低,提供的侧壁应力不足,在滑坡推力作用下,桩前土体被压缩产生屈服变形,使桩产生较大的偏转位移,给边坡的稳定带来不利的影响。针对这种情况,设计上及时调整了桩的设计,在桩上增设预应力锚索,以增加桩的抗滑力,使桩前土体应力重分布,减小桩的侧壁应力。同时改变施工工艺,停止开挖桩前土体,已开挖部分回填反压,待桩上锚索张拉锁定后,再开挖桩前土体。此外,信息施工技术在铜黄高速公路抗滑桩设计和施工中的运用,还表现在根据抗滑桩开挖的地质条件变化情况及路堑边坡的稳定性,及时调整抗滑桩的布置,如增加或减少抗滑桩,调整抗滑桩间距和抗滑桩长度。

基于 GIS 的铁路路基三维可视化技术

GIS 环境下路基三维可视化的实现思路:由于铁路线路长,同一线路的不同路段其组成也不尽相同;线路中间有桥梁、隧道,为了表达方便、计算速度快,对路基进行分段处理,在直线段长些,曲线段短些。

根据平面设计结果,计算出中线主点的大地坐标,按照《铁路工程制图标准(TB/T10058-98)》对线路初步设计的要求,完成中线绘制、里程标注、曲线要素标注等工作。以线路里程为枢纽,把平、纵设计结果及横断面地面线联系起来,按路基标准横断面的设定,计算出线路左、右两侧路肩边缘点和路基边坡与地面线交点的三维空间坐标,为避免在构建三角网的过程中,原始地形点对路基设计点的干扰,按一定规则在路基边坡上内插一些点。将每段路基边坡与地面线的交点集按一定顺序连接可得到若干封闭多边形,每个封闭多边形在 GIS 中转化为一个面图层,与原始地形点集的点图层进行空间叠加运算,挖除路基范围内原始地形点,加入路基的点数据,最后将点集生成 TIN。文中把路基设计面模型视为地形表面模型的一部分,利用 GIS 软件生成地形和路基三角网模型,实现了地表和路基模型拓扑关系的统一。

结语

信息化施工是现代施工技术与管理技术相结合的产物,除了上述原位观测系统、预测分析方法等方面的内容外,还包括要正确处理工程项日施工进度、质量、成本和安全的关系等方面的内客。两者在信息化施工过程中都起着至关重要的作用,前者为保证工程质量和调整施工进度提供了科学依据,后者为保证工程项目整体目标的实现提供了宏观控制。

参考文献:

[1]周晓军.广惠高速公路段高边坡滑坡整治[J].山西建筑,2008,(01).

[2]吴正生,高军,黄振鹤.铜陵至黄山高速公路高边坡治理技术[J].中国水运,2008,(07).

[3]王明生,张振平.基于GIS的铁路路基三维可视化技术研究[N].工程图学学报,2009,(01).

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