高路堤预应力锚索桩板墙承载特性分析

以昆明—曼谷国际公路k70路堤加固工程为背景,采用原位测试方法,完成了不同工况下预应力锚索桩板墙承载特性的现场试验。通过观测结构位移、土压力、桩身内力以及锚索预应力等,系统分析了预应力锚索桩板墙的受力特性与力学行为。锚索桩板墙对高路堤的加固效果显著,填筑初期结构位移随填土高度线性增加,锚索施工后增速有所减缓;初始填筑阶段,抗滑桩变形以刚性倾斜为主,随着锚索张拉和桩后填土不断增高桩身产生了较为明显的弯曲变形。作用在抗滑桩后的土压力大致呈三角形分布,板后土压力大致呈抛物线型分布;相同埋深条件下作用在抗滑桩上的土压力明显大于挡板,原因在于相邻抗滑桩间产生了明显的土拱效应,下部相邻抗滑桩间的土拱效应更强;与解析解的对比结果表明,实测最大桩后土压力与滑坡推力接近,远小于被动土压力;实测板后土压力与主动土压力接近,工程设计中可选取Rankine主动土压力作为挡板的设计荷载,在不利位置采取增大板厚等措施避免挡板发生破坏。采用弹性弯曲梁理论对锚索桩板墙内力计算的结果与实测结果基本一致。张拉锁定初期锚索预应力损失较大,约为设计荷载的10%,后期锚索预应力逐渐趋于稳定,锚索预应力长期损失约为设计荷载值的12%~15%。     

非预应力锚索挖孔桩板挡墙的设计与施工

非预应力锚索挖孔桩板挡墙是一种新型挡土结构。其设计特点为桩、挡土板和锚索共同作用将力传给地基。施工实践证明，这种挡墙在高度大于１０ｍ的岩土边坡作为支挡，比混凝土重力式挡墙、非预应力锚索板挡墙、预应力锚索挖孔桩板挡墙具有更好的技术经济效益。     

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。     

预应力锚索桩板墙地震响应的振动台试验研究

作为一种轻型支挡结构,预应力锚索桩板墙具备安全、可靠、造价低等优势,汶川地震也证明了它具有良好的抗震性能。但由于此结构体系的受力复杂,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,特别是在抗震设计理论研究方面。通过最直接的室内研究手段——大型振动台试验对预应力锚索桩板墙进行了地震响应研究,输入加速度时程选取卧龙台站实测水平向和竖直向地震波,并按相似比处理,测试了桩身6个高度位置的地震土压力、2个高度位置的位移、边坡中5个高度位置的加速度以及锚索预应力的时程变化。试验结果揭示了预应力桩板墙在地震作用下的土压力分布规律、桩身位移和锚索预应力的地震响应特征以及加固边坡的动力特性和加速度放大效应,为深入了解预应力锚索桩板墙的抗震表现和抗震机理提供了可靠的依据。     

预应力锚索桩板墙工程综述

预应力锚索桩板墙工程结合了锚索及抗滑桩的特点,施工较为复杂,合理确定项目的施工顺序显得尤为重要,为确保施工和运营过程中挡墙的稳定,除应采取合理的支挡加固措施外,还必须采用科学有效的施工方法、工艺及程序,避免施工过程中路基整体结构失稳破坏,造成重大损失,甚至于留下后患,影响整体路基的长期稳定和运行的安全。在施工过程中,必须对桩柱和锚索进行施工监测和质量控制,并选定重点位置作出长期监测。     

预应力锚索桩板墙的设计与施工要点

对昆明市北厢工程西线东段K0 145~K0 300段右侧边坡成功采用的预应力锚索桩板墙支挡工程的设计及施工进行了研究,提出预应力锚索桩板墙的设计计算方法与施工要点。根据边坡挡护所处的特殊地理环境,提出采用预应力锚索桩板墙这一新型的边坡支挡结构型式,并从理论上、实践上进行总结。     

预应力锚索桩板墙设计绘图系统的研究

根据高轻型支挡结构的设计理论和计算方法,建立预应力锚索桩板墙计算机辅助设计模型,采用基于施工工况的弹性地基梁有限差分法开发出预应力锚索桩板墙设计、计算绘图系统软件,解决了如何准确快速地对预应力锚索桩板墙进行计算、设计及绘图这一难题．从而大大提高设计绘图效率。     

填方高边坡桩板墙锚索最佳位置的确定方法

根据施工工序对填方高边坡的受力阶段进行了划分,提出了预应力锚索桩板墙锚索最优位置的确定方法,达到了及早控制桩身内力同时又避免浪费的效果。     

某高速公路锚索桩板墙原型测试与分析

对设有两排锚索的桩板墙进行现场原型试验,测试了桩身钢筋应力、变形及锚索拉力。将锚索张拉工况记为BI,BII,并以BI,BII为分界点将填方过程划分为3个工况:AI,AII,AIII。测试数据显示:①在AI工况,桩处于悬臂状态,在填土土压力作用下桩身产生了所有工况中的最大弯矩和大部分桩顶位移,可见工况的设置对桩的受力影响较大,最不利工况可能出现在AI工况或其他中间工况;②BI工况下排锚索张拉完成时桩的弯矩和变形减小的幅度不大,锚索拉力对减小填土已产生的弯矩和变形作用不明显,为使桩受力更合理应尽早对锚索张拉;③AII工况填土引起锁口以上桩身弯矩的增速和AI工况相比明显减小,BII工况在下排锚索处弯矩减小幅度最大;④AIII工况填土主要引起上排锚索位置附近的弯矩变化。结果表明:桩的内力及变形受施工工况影响较大,进行锚索桩板墙设计时,应对工况进行优化并检算;为保证施工期间结构的安全,应对施工工序应进行明确规定。     

使用锚索及刚性加筋板的新型锚定板墙支护体系

以上汽青岛清洁能源客车建设项目边坡为例,对锚定板墙支护体系进行改进,使单级锚定板墙支护体系满足18 m高回填土边坡的支护需求。设计中采用高强度预应力锚索作为拉杆,在各层填土中设置钢筋混凝土水平加筋板与锚索连接,垂直于填土层方向按"长短相间"方式布置各层拉杆。利用折线破裂面法对各层锚定板及整体稳定性进行验算,结果显示各层锚定板稳定系数略小,但整体稳定性满足。利用有限元软件PLAXIS分析挡墙受力及变形,均在设计允许范围内。改进后的锚定板墙,使用效果良好,说明18 m高边坡回填支护中采用预应力锚索及水平加筋板的新型锚定板墙支护体系有效可行。     

桩锚加筋土生态边坡联合支护技术与监测分析

首次采用桩锚支护+加筋土生态边坡联合支护技术,解决了深圳市十二橡树庄园高边坡支护的难题。在桩锚支护设计中首次提出并运用强桩弱锚的设计理念,确保了边坡的长期稳定性。阐述了在该边坡支护中采用的新技术,及其设计要点和构造措施。通过对边坡变形监测成果的分析,论证了其可行性。     

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文档结构。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。     

锚杆挡土墙设计

以某小区挡土墙设计为例,对桩背侧主动土压力计算,挡土板、梁、柱的内力及配筋计算,锚杆的锚固段长度计算等作了总结,同时归纳了一些设计数据,以确保类似挡土墙设计更加合理。     

弹塑性共同变形法和弹性支点法在锚索钢板桩支护结构设计中的比对研究

采用弹塑性共同变形法和弹性支点法对两个锚索钢板桩基坑支护工程进行计算分析,比较这两种方法的计算结果,并将计算结果与现场监测数据进行对比。结果表明:由于锚索钢板桩支护存在桩变形大、抗弯刚度小及锚索预应力较大的特点,弹塑性共同变形法更适宜用于锚索钢板桩支护结构的计算,而弹性支点法则严重低估钢板桩水平位移,并影响锚索最优位置的选择。最后,参考弹塑性共同变形法,提出了一种基于弹性支点法的修正计算方法,该方法可修正弹性支点法对锚索钢板桩支护结构的计算误差,为锚索钢板桩支护结构设计提供了一种新方法。     

邻近隧道的岩质深基坑变形监测分析

以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。     

A modified deformation coordination model for calculating the internal force of anchored piles

Anchored piles are an important combined supporting structure and widely used in landslide prevention and control. The calculation of the internal force of a pile-anchor is highly significant. In this paper, we propose a modified deformation coordination model to more accurately calculate the internal force of anchored piles based on a simple analysis model originally developed by (Qu et al. 2016). In the modified deformation coordination model, the pile-anchor interaction is divided into two stages: (1) prestressed anchor cable application stage; and (2) landslide thrust action stage. The anchor cable deformation is taken as the sum of the free section and anchorage section. A deformation coordination equation is established based on the unification of the horizontal pile displacement and anchor cable deformation at the junction of the pile and anchor cable. The anchor cable tensile stress calculation formula is then obtained by combining the virtual work principle and graph multiplication theory in structural mechanics. An engineering case study of a pile with double-row anchor cables is tested to compare the results obtained using the traditional model and Chinese codes, which demonstrates the capability of the proposed model to calculate the internal force of anchored piles.     

微型桩-锚组合新结构抗滑特性的数值分析

针对微型桩加固滑坡时容易出现侧向变形的缺陷,笔者基于综合排桩刚架结构与拉锚式挡土结构形式优点的研发思路,提出了一种微型桩-锚组合抗滑新结构。利用FLAC^3D分析了新结构的变形与受力特性,并与传统刚架式微型桩结构进行了比较。结果表明:相比普通刚架式结构,新结构加固后的边坡位移场和桩顶水平位移明显减小,其加固效果和抗滑能力更优;斜向预应力锚索增强了微型桩的侧向刚度,结构变形曲线相对平缓;桩体弯矩、剪力分布相对均匀,发挥了结构的整体受荷能力,且峰值有所降低;除抗弯和抗剪作用外,微型桩还起到轴向作用,尤其是顺坡桩侧摩阻力作用明显;锚索拉力随边坡变形累积而逐渐增大,可以利用稳定地层的自承能力分担部分滑坡荷载;由于锚索预应力的主动施加,结构对桩后土体起到预加固作用,系梁附近桩侧土压力明显增大。研究结果可为该新结构的设计提供一定理论依据。     

国家博物馆改扩建工程基坑支护形式方案比较

根据国家博物馆改扩建工程周边环境和水文地质情况,通过对地下连续墙、钢板桩、复合土钉墙、护坡桩加锚杆等4种支护形式的比较,因地制宜地选择了护坡桩加锚杆的支护方案。经实际施工,达到了深基坑施工中紧临既有建筑的保护要求,可为同类型工程提供参考。