双排长短组合桩与常见双排桩的对比研究

针对双排抗滑桩前、后排桩受力与变形差异较大,前、后排抗滑桩无法充分发挥抗滑作用以及沉埋式抗滑桩因沉埋深度过大可能引起越顶破坏的问题,提出了双排长短组合抗滑桩的支护形式。建立有限元模型,分析了后排桩在不同沉埋深度时,前、后排桩桩身最大弯矩和剪力的变化情况。计算结果表明:当后排桩沉埋到一定深度时,前、后排桩桩身最大弯矩、剪力及变形程度均较接近,并以此深度为后排桩的设计沉埋深度。在此基础上,与几种常见的抗滑桩进行对比发现,双排长短组合桩能够有效地调节前后排桩的内力与变形,充分发挥前后排桩的抗滑作用,并且桩身受力较小,避免反向弯矩的产生,同时减少材料用量,节约滑坡治理费用。     

土质滑坡中抗滑短桩水平位移ANSYS分析

采用通过ISO9000认证的ANSYS软件,对土质滑坡中超大直径抗滑短桩桩身3个代表部位的变形进行计算与分析,得出了两点认识：第一,在滑坡治理中,让桩出现“大变形”的设计是极其经济的;第二,以桩受压区边缘的变形最大,将其作为超大直径抗滑短桩的变形是合适的,这对于抗滑桩变形监测的布点具有重要指导意义。     

门架式抗滑桩与双排抗滑桩的数值分析对比

为合理确定在滑坡推力下排桩的受力性状,基于大型室内模型试验,采用ABAQUS有限元软件建立了门架抗滑桩和双排抗滑桩滑坡治理的三维数值模型,分析了两者的受力变形特性,对独立双排抗滑桩与门架式抗滑桩支护结构的桩身土压力、位移及内力进行了对比分析。研究结果表明：后者的位移、内力明显小于前者,门架桩的最大水平位移约为独立双排桩最大水平位移的1/2,门架桩前后排桩的最大正弯矩约为独立双排桩前后排桩最大正弯矩的2/3,说明门架抗滑桩抗滑能力明显优于独立双排抗滑桩,受力更为合理。在工程设计中应优先选择门架桩进行滑坡治理,研究成果可为类似工程的设计和施工提供参考。     

桩排距对双排抗滑桩内力的影响

双排桩结构具有复杂的受力特性。建立有限元模型,分析了不同桩排距条件下前后两排抗滑桩的受力状况。分析结果显示:桩排距越大,后排桩的弯矩和剪力也就越大,而前排桩的弯矩和剪力却越小。双排桩的前后两排桩不能同时发挥抗滑作用。随着桩排距增大,前排抗滑桩的抗滑效果越来越差;双排桩合并为单排桩,提高了抗滑桩的刚度,具有更强的抵抗滑坡体变形的能力,桩的受力也更加合理。当不得不采用双排桩时,应该选择适当的桩排距。另外,通过对浙江杭金衢高速公路K103滑坡双排桩应力与位移的监测分析发现,前排桩的应力与变形均小于后排桩,与有限元分析结果相吻合。     

现场模拟水平分布式滑坡推力的抗滑桩试验研究

为较真实地揭示全埋式抗滑桩在水平分布式滑坡推力作用下的受力和变形性状,依托福建省浦南(浦城-南平)高速公路金斗山大型滑坡治理的一根工程抗滑桩进行了现场大型推桩试验,利用抗滑桩施工现场自行设计的试验槽,通过5台液压油泵控制5排共计10个千斤顶对该桩分别近似按三角形、矩形、抛物线形施加水平分布荷载,以模拟滑坡推力的可能分布形式,实测了抗滑桩的内力和变形。试验结果表明:对于设置在滑坡体某级平台上的全埋式抗滑桩,为大截面人工挖孔桩施工安全而构筑的桩顶钢筋混凝土挡土护墙和桩身护壁可显著减小桩身最大正弯矩,有利于提高抗滑桩的实际承载力,如能在现行设计中考虑这些积极因素,将使抗滑桩的设计更为科学合理;当作用在抗滑桩上的滑坡推力较小,滑动面较浅时,因不同分布形式的合力作用点位置变化不大,使桩身锚固段弯矩的变化不大,因而在设计计算中对滑坡推力分布形式假定的不同,对结果的影响不大。     

门架式抗滑桩结构模型试验研究

为了对门架式抗滑桩的结构特性有进一步的认识和提升,进行了门架式抗滑桩三维地质力学模型试验与门架式抗滑桩结构模型试验。通过在桩身内部贴置应变片以及桩身的关键位置处放置千分表,来测量在推力荷载施加过程中,门架式抗滑桩的桩身应力变化特点及关键位置点的位移变化特征。试验结果表明:门架式抗滑桩桩前、后排桩桩顶位移大于滑动面处位移,后排桩桩身位移大于前排桩桩身位移;前、后排桩桩身内力均呈现明显的"s"型分布,桩顶应力不为零,其数值随着推力荷载的增大的而增大。     

框架微型桩结构抗滑特性的模型试验研究

 基于模型试验结果,对框架微型桩结构的抗滑特性进行研究。研究结果表明,滑坡推力作用下,框架微型桩结构中微型桩顶水平位移与荷载之间为双曲函数关系,且框架梁在荷载作用下发生倾斜,后排微型桩产生较为明显的被拔出趋势。对土压力以及桩身弯矩的监测结果表明,均布荷载作用下,作用在框架微型桩结构上的滑坡推力的分布近似为梯形,滑面及桩顶部土压力较大,桩底部土压力较小,后排微型桩受到的滑坡推力比前排桩大,推力最大值之比约为1∶0.6,滑面以下桩后土抗力的分布近似为倒三角形。将微型桩布置更为密集的微型桩框架结构具有更大的极限抗力;但是,在相同位移容许值的条件下,试验中2种结构的抗滑承载力差别不大。框架梁可以有效限制微型桩顶位移并减小桩身弯矩,但也会在微型桩顶部产生较大的弯矩,故实际工程中可以采取增大截面尺寸、增大框架梁埋深或增设套管等措施提高微型桩截面的抗弯刚度,从而提高框架微型桩结构的整体抗滑性能。     

不同嵌固深度排桩受力与变形特性现场试验研究

根据某一水闸基坑开挖工程,在排桩桩体内埋设测斜仪、钢筋应力计对非等长双排桩基坑支护结构变形特性进行了现场观测,采用规范法讨论了后排桩不同嵌固对前、后排桩的变形、内力影响。研究结果表明：非等长双排桩桩顶位移、桩身剪力、弯矩与传统等长双排桩基坑支护结构规律一致;增大后排桩的嵌固深度,前、后排桩的桩顶位移均减小;前排桩桩身剪力、弯矩减小,后排桩增大,但当嵌固深度超过桩长3/4时,前、后排桩的桩顶水平位移、桩身剪力、弯矩减小或增大趋势均不明显;研究成果为双排桩基坑支护结构设计优化提供一定参考。     

运用钻孔测斜仪监测滑坡抗滑桩 变形受力状态研究

 通过在大截面钢筋混凝土和钢轨抗滑桩身埋设钻孔测斜管,监测得二类抗滑桩的水平侧向位移。对于大截面钢筋混凝土抗滑桩,视为埋于土内的弹性地基梁,求得其弹性曲线微分方程,进而得出桩身转角、弯矩、剪力、桩前抗力等;对于钢轨抗滑桩,把测斜仪所测横向变形当作钢轨桩的弯曲变形,然后再反算出钢轨桩的弯矩、正应力和抗滑力。最后,将该方法应用于某高速公路韩家垭、0509工点滑坡的抗滑桩变形受力监测,效果良好。     

考虑护壁的单排抗滑桩分析

为揭示护壁结构在抗滑桩-滑坡体系中的作用,建立了抗滑桩-护壁-边坡三维分析模型,研究了不同截面抗滑桩和护壁加固不稳定边坡的安全系数、抗滑桩的位移变形以及内力分布规律。研究表明:(1)考虑护壁结构的抗滑桩-边坡体系中,圆形截面抗滑桩比矩形截面抗滑桩安全系数高;(2)护壁引起桩身内力的重新分布并分担了部分的桩身剪力和弯矩,因此在进行抗滑桩设计时,应该考虑护壁在抗滑体系中对整体式桩身结构承载力的贡献能力和作用。     

h形支挡结构的试验研究

h形支挡结构较常规抗滑桩不仅在抗弯刚度上具有明显优势，还能严格地控制桩顶位移。目前针对h形支挡结构支护的相关研究较少，为此进行了模型试验研究，分析前后桩排距B及前桩桩长L3这两个主要参数对h形支挡结构的桩顶位移、桩身弯矩、土压力及破坏模式的影响。研究表明，一定范围内增大前后桩排距B或前桩桩长L3都能减少桩顶水平位移；桩身弯矩最大值位于连系梁与后排桩连接处附近，且随前后桩排距B增大而增大，随前桩桩长L3增大而减小；开挖完成后后排桩桩后土压力接近于朗肯主动土压力；后排桩桩前土压力接近于静止土压力；前排桩桩后土压力在前后桩排距B较大时接近于朗肯主动土压力，而在排距B较小时接近于静止土压力；前排桩桩前土压力由静止土压力向朗肯被动土压力发展，分布为三角形加倒三角形组合分布模式。在前后桩排距B及前桩桩长L3影响下，h形支挡结构支护存在“V”字和“W”字两种破坏模式。研究结果可以为工程设计提供参考，同时为理论分析模型建立提供依据。     

不同抗滑桩间距的隧道-滑坡体系中桩体及隧道衬砌结构承载特征研究

根据实际工程建立了1∶100的缩尺模型,分别对采用3种不同桩间距抗滑桩治理的隧道-滑坡体系中的桩体及隧道衬砌结构受力特征展开试验研究,对比分析抗滑桩桩顶位移、隧道位移、隧道土压力在滑坡失稳时的分布情况及桩身、隧道弯矩在分级荷载之下所呈现出的规律性变化和不同间距抗滑桩对于滑坡-隧道体系的支护效果。试验表明:当桩间距由2.08倍桩径增大至4.16、6.24倍桩径时,同等荷载作用时桩顶水平位移、隧道水平位移、桩身土压力、隧道土压力、桩身弯矩、隧道弯矩逐渐增大。但桩间距由4.16倍桩径增大至6.24倍桩径时位移和弯矩的增大幅度远大于桩间距由2.08倍桩径增大至4.16倍桩径时的情况。因此,滑坡推力较小时,可适当增大桩间距;滑坡推力较大时,应减小桩间距,以利于滑坡作用下隧道衬砌结构的安全。但无论滑坡推力的大小,4.16倍桩径抗滑桩桩间距是隧道抗滑移性价比较高的选择。     

微型抗滑桩双排单桩与组合桩抗滑特性研究

 通过3组大型模型试验,研究微型抗滑桩双排单桩与组合桩在加固边坡时的抗滑特性。边坡位移监测结果表明,微型抗滑桩能提供较大的抗滑力,降低变形速率,对边坡有较好的加固效果;组合桩加固效果更佳,较单桩抗滑力提高6.8%。桩体破坏有3种形式：桩体弯曲、桩土脱空、桩体断裂;双排单桩裂纹倾角较大,为65.7°,呈弯–拉破坏;组合桩裂纹倾角为33.9°,呈拉–剪破坏;后桩裂纹宽度较前桩大。双排单桩桩体自由段土压力沿桩身呈“S”型分布;后桩承受土压力大于前桩,前后桩最大土压力之比为0.53∶1～0.50∶1;桩前滑面层位存在桩土脱空区,土压力最大值在滑移面上10%桩长附近;桩体嵌固段土压力在下滑力较小时呈倒三角形分布;当土压力较大时呈矩形分布。组合桩由于连梁作用,前桩桩顶产生较大的正弯矩,桩身最大负弯矩出现在滑面附近,前后桩最大负弯矩之比为0.67∶1～0.80∶1。     

双排桩支护基坑的变形分析与控制

针对双排桩支护结构的变形与控制,采用有限元软件Plaxis 3D对深基坑的开挖施工进行了数值模拟。以桩身水平位移和桩身弯矩为指标,研究了双排桩桩长和双排桩排距对支护效果的影响。研究表明,随着前排桩桩长的增大,前后排桩桩身位移均先减小,随后缓慢增大,并且前排桩的桩身位移大于后排桩的位移;随着后排桩桩长的增大,前后排桩桩身位移均减小直至趋于稳定,因此增大后排桩桩长能有效控制双排桩变形,但随着桩长的增大,这种控制效果越来越小;双排桩排距对双排桩的支护效果有显著的影响,双排桩前后排桩的水平位移随着排距的增大逐渐减小,并且后排桩的减小幅度更大。     

微型桩组合抗滑结构及其设计理论

 微型桩具有诸多施工优势,近年来正不断推广应用于滑坡治理工程,并取得了较好的工程效果。但由于理论研究严重滞后,急需开展相应研究,为工程提供理论支持和技术服务。边坡岩体的工程地质条件是很复杂的,应针对坡体地质特征选择不同的微型桩组合结构。按照微型桩在坡体的设置位置总结出3种类型的微型桩组合抗滑结构,即坡面加固型、平台加固型和坡脚加固型,对每种类型又给出几种组合结构形式,讨论这些结构在设计计算时应考虑的一些关键问题以及适用条件。在这些结构中,具有顶梁固定微型桩的组合结构在工程中应用较多,按照桩–土相互作用原则讨论这种组合结构的抗滑机制。结果表明,微型桩组合结构除了可增强滑面的抗剪强度外,桩与土形成的抗滑体的抗滑机制不同于一般的抗滑桩,其抗滑效果不是由桩的整体抗弯能力来实现的,而是通过发挥微型桩的抗拉强度和桩土地基承载力的优势来抵抗滑坡推力的。为了求出桩的轴力,按照横向约束的弹性地基梁法提出了设计计算理论,并结合具体工程给出设计计算方法,得出了较为合理的计算结果。     

变刚度悬臂式双排抗滑桩水平推桩模型试验研究

双排抗滑桩常用于加固大型滑坡,其中悬臂式双排抗滑桩由于施工便利,受到工程界广泛重视。已有研究表明,后排桩承受的滑坡推力大于前排桩,是困扰设计的重要问题。文章借鉴变刚度调平设计原理,通过改变前后排桩间距实现前后排桩刚度的调整,设计了变刚度悬臂式双排抗滑桩支护形式,并进行了室内水平推桩模型试验,得到桩顶及坡顶位移、桩身弯矩以及滑体内土压力分布。结果表明：水平推桩模式下,桩顶位移和桩身弯矩随荷载增大而增大,模型边坡沿着滑动面破坏,根据桩顶的荷载-位移曲线,双排桩在推力作用下的发展过程被划分为三个阶段;适度增大前排桩的桩间距并不会明显降低双排抗滑桩的临界荷载;采用变刚度调平设计悬臂式双排抗滑桩,前排作用被充分调动,前后排最大弯矩差值变小;双排抗滑桩存在明显的三维土拱效应,在推力方向上被划分为后排桩后土拱效应、桩排间土拱效应、前排桩前土拱效应,在深度方向上,滑体中部土拱效应与滑体下部有所不同;适度扩大前排桩的间距,桩排间土体保持稳定,未见土体绕流现象,桩排间土拱效应作用明显。     

竖向荷载作用下的被动桩计算方法研究

建立了被动桩的计算模式,借鉴抗滑桩的设计方法计算主动侧作用于桩身的土压力,被动侧作用于桩身的土抗力与桩的变形成正比,然后基于静力平衡条件建立了可考虑桩顶竖向荷载作用的被动桩桩体单元受力微分平衡方程,编程可求解得到桩身侧向位移、桩身弯矩和剪力。该方法可供被动桩的设计参考。     

圆截面挡土桩配筋的简化计算

1、引言在设计治理滑破的抗滑桩、深基坑开挖的护坡桩以及其他挡土桩时,经常采用钻孔灌注桩。这种抗滑桩或挡土桩,主要承受滑坡的推力或土的主动土压力,其弯矩作用是定向的。严格言之,上述抗滑桩、护坡桩或挡土桩无均属偏心受压构件,但其轴向力通常仅     

滑坡微型桩连梁作用试验研究

为研究微型桩连梁在抗滑作用中的效果,进行了滑坡微型桩抗滑作用大型物理模型试验,对比了有无连梁情况下,微型桩的破坏情况及其抗滑效果。试验结果为:连梁能有效减小微型桩桩身的破坏程度;能减小微型桩桩顶60%左右的位移;能够有效减小滑面处桩身位移,提高桩体的整体抗滑性,能促进其滑面处抗剪强度;连梁能有效提高滑坡体稳定性4.5%。研究结果可为微型桩加固滑坡机理提供参考。     

圆形与矩形截面门架式抗滑桩性能的数值分析对比

以福建省浦城高速公路某滑坡治理工程为例,利用ABAQUS有限元软件,分别建立圆形与矩形截面门架式抗滑桩的三维数值分析模型,考虑桩-土相互作用,采用滑带土强度折减有限元方法,对比分析两种截面桩的受力和变形特性。以圆截面桩为例探讨了桩身材料以及桩顶连系梁的刚度对桩身位移和内力的影响。分析表明:相同截面积和埋深情况下,圆形门架桩抗滑能力优于矩形门架桩,而且能有效减少配筋;对于门架式抗滑桩滑坡推力不仅可通过连系梁从后桩传递至前桩,而且会通过桩间土来传递,现行简化分析方法中无法合理考虑,因此应尽量采用三维数值模拟方法进行分析;抗滑桩桩体采用高强混凝土的意义不大;在保证前后桩可靠连接的条件下,连系梁不宜太厚,可取0.5~1.0倍桩的截面高度。