桩基托梁挡土墙支护结构在边坡工程中的应用

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土木工程施工中边坡支护技术的应用

土木工程施工中边坡支护技术的应用

土木工程施工中边坡支护技术的应用边坡支护技术是土木工程施工中的重要部分,它在保障工程安全和提高工程质量方面起着关键作用。

本文将介绍边坡支护技术的应用,并探讨其在土木工程中的重要性。

一、边坡支护技术的概述边坡支护技术是指在土木工程施工过程中,针对边坡稳定性问题采取的支护措施。

边坡是指在地形上突出的斜坡,其稳定性直接影响到工程的安全性和可持续发展。

而边坡支护技术的应用可以有效地防止边坡滑坡、塌方等灾害,保障工程施工的安全顺利进行。

二、边坡支护技术的分类边坡支护技术可以根据不同的施工环境和需要进行分类,常见的包括护坡、护岸、挡土墙等。

其中,护坡是指通过设置护坡结构,以增加边坡的稳定性。

护岸是指通过设置护岸结构,以防止河岸的冲刷和坍塌。

挡土墙是指通过设置挡土墙结构,以抵抗边坡土体的压力,保持边坡的稳定性。

三、边坡支护技术的应用1. 护坡技术的应用护坡技术是边坡支护技术中最常见的一种,它主要通过设置护坡结构来增加边坡的稳定性。

常见的护坡结构包括砌石护坡、混凝土护坡、钢筋混凝土护坡等。

这些护坡结构可以有效地防止边坡的滑坡和坍塌,保护工程的安全和稳定。

2. 护岸技术的应用护岸技术主要用于防止河岸的冲刷和坍塌。

在河道边坡工程中,常常需要设置护岸结构来保护河岸的稳定性。

常见的护岸结构包括石方护岸、植物护岸、钢筋混凝土护岸等。

这些护岸结构能够有效地防止河岸的冲刷和坍塌,保护河道的安全和稳定。

3. 挡土墙技术的应用挡土墙技术主要用于抵抗边坡土体的压力,保持边坡的稳定性。

挡土墙结构常见的有重力挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、土工格栅挡土墙等。

这些挡土墙结构能够有效地抵抗边坡土体的压力,保持边坡的稳定性。

四、边坡支护技术的重要性边坡支护技术在土木工程中具有重要的应用价值,其重要性主要体现在以下几个方面:1. 保障工程安全:边坡支护技术可以有效地防止边坡滑坡、塌方等灾害,保障工程施工的安全顺利进行。

2. 提高工程质量:边坡支护技术可以增加边坡的稳定性,避免因边坡问题引起的工程质量问题。

土木工程施工中边坡支护技术的运用

土木工程施工中边坡支护技术的运用

土木工程施工中边坡支护技术的运用【摘要】边坡支护技术在土木工程施工中扮演着至关重要的角色。

本文将介绍常见的边坡支护技术,包括挡土墙、索网技术、钢筋混凝土桩以及喷锚支护技术的应用。

这些技术在提高边坡稳定性、保障工程安全方面起到至关重要的作用。

文章也强调了边坡支护技术不断发展与创新的重要性,以及提高土木工程施工中边坡支护技术的运用水平的必要性。

通过不断学习和探索,可以不断提升边坡支护技术的效率和安全性,从而为土木工程施工提供更好的保障。

【关键词】土木工程、施工、边坡支护技术、边坡稳定性、挡土墙、索网技术、钢筋混凝土桩、喷锚支护技术、发展、创新、提高运用水平1. 引言1.1 边坡支护技术在土木工程施工中的重要性边坡支护技术在土木工程施工中扮演着至关重要的角色。

边坡支护是为了保障施工现场的安全性和稳定性,防止地质灾害的发生,并保护周围环境的安全。

在土木工程施工中,边坡支护技术的应用能够有效地减少施工过程中可能出现的塌方、滑坡、坍塌等现象,保障工程建设的顺利进行。

随着土木工程规模的不断扩大和复杂化,边坡的稳定性尤为重要。

一旦边坡发生塌方或滑坡,将会给工程带来严重的安全隐患,甚至导致人员伤亡和财产损失。

在施工过程中充分重视边坡支护技术的运用,是确保工程安全和顺利进行的关键。

边坡支护技术的运用不仅可以提高工程的安全性和可靠性,还可以减少工程建设中的风险和损失,降低工程成本,提高工程的质量和效益。

边坡支护技术在土木工程施工中的重要性不言而喻,必须得到足够的重视和应用。

只有通过不断的技术创新和提高,才能更好地应对复杂多变的地质条件和工程要求,确保工程的安全、稳定和可持续发展。

1.2 边坡稳定性对工程安全的影响边坡稳定性对工程安全的影响是土木工程施工中一个至关重要的方面。

边坡稳定性不良可能导致地质灾害,如滑坡、坍塌等,对施工作业和周边环境造成严重的危害。

在施工现场,边坡稳定性的不稳定性会增加工程施工风险,造成人员伤亡和财产损失。

桩基托梁挡土墙在道路工程中的应用

桩基托梁挡土墙在道路工程中的应用

桩基托梁挡土墙在道路工程中的应用摘要:桩基托梁挡土墙的受力特点适用于山区公路。

本文以一个工程实例为基础,通过设计对比和桩基托梁挡土墙设计,分析讨论了桩基托梁挡土墙在公路工程中的应用。

关键词:应用;道路工程;挡土墙;桩基托梁引言山区公路的特点是线路高差大,地形和地质条件复杂。

在地形方面,线位受到平面线位、纵坡及高差、横断面挖填方及支挡工程数量等多方面限制;在地质方面,坡积体、冲沟或覆盖层较厚路段的岩层和地质构造复杂,使线路布局、挡土墙的布置受到很大影响。

在局部横坡较陡、地质复杂路段,采用普通重力式挡土墙埋深较大且不经济,施工过程中开挖基坑风险较高,这时采用桩基托梁式挡土墙可有效地减少了基坑开挖量,并确保现有斜坡的安全稳定。

1 项目概况某山岭重丘区道路设计速度为40km/h,路基宽度为8.5m,K3+000-K3+040段原设计为衡重式挡土墙,最大墙高16m。

经施工开挖揭露,在冲沟内存在局部较厚覆盖层,原设计挡墙无法落基。

经补充勘察,冲沟两侧基岩出露,未见地下水。

冲沟中部粉质粘土与基岩交界处有地下水渗出。

本次勘察在BZK3钻孔进行了简易提水试验,钻孔水位为3.8m,标高为391.2m,主要含水层为粉质粘土与基岩交界处软塑粉质黏土及强风化泥岩,渗透系数K=3.6m/d。

该路段所在区域属构造剥蚀丘陵地貌区,斜坡地形,斜坡坡角15~26°,斜坡段基岩出露,现状稳定,植被较发育,以灌木为主。

与线路斜交的槽谷内地形平缓,坡角一般8~15°。

拟建高路堤路线段地面标高394.8~421.7m,相对高差26.9m。

2 设计方案比较根据工程地质条件和场地地形条件,提出了三种支挡结构方案,衡重式路肩墙方案、桩板式挡墙方案和桩基托梁挡土墙方案。

(1)衡重式路肩墙方案:原设计衡重式路肩墙最大墙高即到达16米,若考虑基础超深,最大墙高将达到25米,下卧基岩为中风化泥岩,地基承载力不满足大截面重力式挡土墙要求;(2)桩板式挡墙方案:在道路路肩处设置一排截面尺寸为b×h=2.75m×3.5m的C30钢筋砼抗滑桩,相邻两桩中心间距为5m,共设置6根,嵌入较完整中风化岩,嵌岩起算点为桩身范围内强中风化范围内的最低点,本方案造价较高,施工周期相对较长,难以满足建设方对工期和投资目标的控制要求;(3)桩基托梁挡墙方案:在道路路肩处设置衡重式路肩墙,挡墙最大高度为20米,挡墙基础均需置于中风化岩层中,墙前基坑沿槽浇筑,挡墙总的埋深不小于1.5m。

分析比较挡土墙、抗滑桩和锚杆在边坡治理工程中的特点和适用条件

分析比较挡土墙、抗滑桩和锚杆在边坡治理工程中的特点和适用条件

分析比较挡土墙、抗滑桩和锚杆在边坡治理工程中的特点和适用条件
1. 挡土墙:挡土墙是由土工合成材料制成,用于控制边坡的滑坡、落石或土壤侵蚀等问题。

它的特点是施工方便、造价相对较低、可实现良好的固定效果和美观度,因此适用于较小的边坡修复和环保治理。

2. 抗滑桩:抗滑桩是直接打入岩石或者土层中的钢筋混凝土桩,通过抵抗边坡泥岩层的滑移,从而起到加固边坡的作用。

它的特点是强度高、抗滑能力强、不受季节气候影响、适用于各种复杂地形和巨型岩体。

3. 锚杆:锚杆是一种钢筋混凝土或者玻璃钢材料,将其锚固在岩层中或者土层中,来实现边坡的加固和防护。

它的特点是抗力强、耐久性好、适用于不同类型的坡面,特别是对于需要长期支撑的大型边坡而言,其效果明显。

综上所述,挡土墙、抗滑桩和锚杆各具有其的优势,具体选用哪种方式应根据实际边坡的情况、施工条件和经济构建等因素来综合考虑。

探析土木工程中边坡支护技术的应用

探析土木工程中边坡支护技术的应用

探析土木工程中边坡支护技术的应用土木工程中的边坡支护技术是一种重要的技术手段,用于保护边坡不受自然力及人工力影响而导致的滑坡、坍塌等问题。

随着土木工程的不断发展,边坡支护技术也在不断创新与完善。

本文将对土木工程中边坡支护技术的应用进行探析,旨在为相关从业人员提供一些借鉴与参考。

一、边坡支护技术的应用1. 概述土木工程中的边坡指的是工程建设中进行开挖或填筑时所遇到的山体、土坡等部分,并且此部分地形或土质具有一定的倾斜度。

这些边坡在施工和使用时容易受到外界环境和自然力的影响,进而导致坍塌、滑坡等安全隐患。

为了保障工程的安全性和可靠性,人们对边坡进行支护,以减少地质灾害的发生。

(1)挡土墙支护挡土墙是一种常见的边坡支护结构,通常用于挡土、防渗和支护作用。

挡土墙的建造材料有很多种类,如混凝土挡土墙、砖砌挡土墙、钢筋混凝土挡土墙等。

挡土墙的设计原则是要能够抵抗土压力和地下水的压力,保证边坡结构的稳定。

(2)路肩支护路肩是公路工程中常见的边坡,路肩支护一般采用路肩护石和路肩防护网两种方式。

路肩护石可以有效防止路基边坡的侵蚀和泥石流的冲击,同时能加强路肩结构的稳定性。

路肩防护网是一种具有柔性的结构,能有效防止路基坡面的松散土石滑落,保障路基边坡的安全。

(3)悬臂桩支护悬臂桩是一种多用途的支护结构,在较陡的边坡上或是较大的高度差的边坡上,可以采用悬臂桩支护。

悬臂桩的施工工艺较为简单,能够快速、经济地完成边坡的支护工作。

悬臂桩支护结构可以有效地减轻地下水的渗流和冲刷,保护边坡的稳定。

以上介绍了几种常见的边坡支护技术,这些技术虽然各有特点,但都是以保护边坡结构的稳定和安全为目的。

在实际施工中,根据具体情况和工程要求,可以选择不同的边坡支护技术来完成工程。

1. 城市隧道工程在城市隧道工程中,常常需要对隧道出口或隧道顶部的边坡进行支护。

针对这种情况,可以选择悬臂桩支护技术,通过悬臂桩的设置和连接,保护隧道边坡的稳定,避免地下水的渗透和侵蚀。

土木工程施工中边坡支护技术的应用

土木工程施工中边坡支护技术的应用

土木工程施工中边坡支护技术的应用土木工程中的边坡支护技术是为了防止边坡发生滑坡、塌方等灾害事件,保障施工和生活的安全。

下面将介绍几种常见的边坡支护技术及其应用。

一、挡土墙挡土墙是一种常见的边坡支护结构,它可以阻止土体的滑动和塌方。

挡土墙主要有重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙和钢板挡土墙等。

重力式挡土墙主要利用墙体的自身重量来抵抗土体的滑动力,适用于较小的边坡;钢筋混凝土挡土墙则结合了混凝土的强度和钢筋的韧性,适用于较大的边坡;钢板挡土墙通过固定在边坡上的大型钢板来抵抗土体的滑动力,具有施工方便、速度快的特点,适用于施工期较紧张的边坡。

二、护坡面护坡面是一种边坡表面覆盖的保护结构,它可以保护边坡表面免受风化、侵蚀等因素的破坏。

护坡面主要有砂石护坡、混凝土护坡和钢筋混凝土护坡等。

砂石护坡采用天然砂石进行覆盖,具有施工简便、成本低廉的特点;混凝土护坡采用喷淋混凝土或预制混凝土板进行覆盖,具有强度高、耐久性好的特点;钢筋混凝土护坡是在边坡表面施工钢筋网,并进行混凝土喷射而成,具有抗渗、抗冲刷能力较强的特点。

三、锚杆锚杆是一种通过向土体内部引入锚杆进行支护的技术,可以抵抗边坡发生滑动和塌方的力量。

锚杆主要有钢筋锚杆、预应力锚杆和复合锚杆等。

钢筋锚杆通过在边坡内部钻孔、注浆而成,具有施工简便、耐久性好的特点;预应力锚杆则在钢筋锚杆的基础上施加预应力,使其在拉力作用下具有更好的抗拉能力;复合锚杆则结合了钢筋锚杆和钻孔注浆两种方式,具有两种锚杆的优点,适用于较大的边坡。

四、土钉墙土钉墙是一种通过在边坡中钻孔、安装土钉和钢筋网,并进行喷射混凝土而成的支护结构。

土钉墙具有施工简便、成本低廉的特点,适用于较小的边坡。

在施工过程中,先进行钻孔,然后将土钉和钢筋网安装进孔中,并用喷射混凝土进行固结,形成一个整体的钢筋混凝土支护结构。

除了以上几种常见的边坡支护技术,还有其他边坡支护技术,如桩墙、悬臂墙等。

在实际应用中,应根据边坡的具体情况和要求选择合适的边坡支护技术,并进行合理设计和施工,以确保工程的安全和稳定。

分析土木工程施工中边坡支护技术的应用

分析土木工程施工中边坡支护技术的应用 土木工程施工中,边坡支护技术是非常重要的一部分。边坡支护技术的应用对于工程施工的安全性和质量起着至关重要的作用。本文将对边坡支护技术的应用进行分析,探讨其在土木工程施工中的重要性和作用。

一、边坡支护技术的定义和分类 边坡支护技术是指在土木工程中为了防止边坡发生滑坡、塌方等灾害而采取的一系列措施。边坡支护技术主要包括土工布、格栅、护坡砖、挡土墙等。根据具体的施工要求和地质条件,可以采取不同的边坡支护技术。

1.土工布:土工布是一种由高分子化合物制成的防渗材料,具有较好的抗拉强度和抗渗能力。在边坡支护中,常常会在斜坡表面铺设一层土工布,以增加边坡的稳定性,防止土壤的流失和侵蚀。

2.格栅:格栅是一种具有较高抗拉强度的材料,通常用于加固和支护土体的结构。在边坡支护中,可以将格栅嵌入土体中,形成一种坚固的支护结构,以增加边坡的稳定性。

4.挡土墙:挡土墙是一种垂直于边坡方向设置的墙体结构,用于防止土体的倾斜和滑动。挡土墙通常采用混凝土、砖石等材料建造,具有较好的抗拉强度和稳定性。

以上几种边坡支护技术是在实际工程中较为常见的,它们在土木工程施工中发挥着重要的作用,能够有效地提高边坡的稳定性和安全性。

1.增加边坡稳定性:边坡支护技术可以有效地增加边坡的稳定性,防止边坡在施工过程中发生滑坡、塌方等灾害。通过采取适当的边坡支护措施,可以有效地减少边坡的倾斜和滑动,提高边坡的安全性。

2.防止土体侵蚀:边坡支护技术可以有效地防止土体的流失和侵蚀,减少土壤的流失和山体的腐蚀,保护生态环境,维护周边的土地资源和水资源。

3.提高施工效率:边坡支护技术能够有效地提高施工效率,减少施工过程中的事故和延误,保证工程能够按时完成。

4.减少施工成本:边坡支护技术能够有效地减少施工过程中的土体损失和材料浪费,同时还能减少日后的维护成本,为工程的长期运行提供保障。

T形桩板墙在边坡防护中的应用分析

T形桩板墙在边坡防护中的应用分析T形桩板墙是一种边坡防护结构,广泛应用于公路、铁路、水利、矿山等工程中。

它由桩、横梁和挡土板组成,具有良好的抗震抗滑性能和较高的防护效果。

本文将对T形桩板墙在边坡防护中的应用进行分析,并探讨其优势和不足。

一、T形桩板墙的优势1、抗震性能优越: T形桩板墙采用钢材制作,桩与桩之间采用横梁连接,整体稳固结实。

在地震作用下,T形桩板墙能够有效减少边坡的破坏,为周围的建筑和设施提供了可靠的保护。

2、抗滑效果好: T形桩板墙的挡土板通常由钢板制成,可以有效阻止边坡上的土石流失,保持边坡的稳定。

在降雨等恶劣气候条件下,T形桩板墙能够有效地防止边坡发生滑坡等灾害。

3、施工方便快捷: T形桩板墙的建造工艺成熟,施工简单、快捷。

适用于各种地形和复杂的工程环境,能够有效提高工程进度,减少工程成本。

4、可调节设计: T形桩板墙可以根据具体工程需要进行灵活设计,调整桩的间距和长度,挡土板的高度和厚度等参数,以满足不同边坡的防护要求。

二、T形桩板墙的不足1、对地质要求高: T形桩板墙的施工对于边坡地质条件要求较高,需要较好的承载能力和稳定性。

一些边坡比较复杂的地质条件下,可能不太适合T形桩板墙的应用。

2、对环境要求高: T形桩板墙的材料制作需要钢材等高强度材料,对于环境的要求也比较高。

一些恶劣的自然环境条件下,T形桩板墙的使用寿命可能会受到影响。

3、维护成本较高: T形桩板墙的日常维护和保养需要投入较多的人力和物力,而且在维护过程中会产生一定的费用。

对于一些地处偏远、条件艰苦的地区,维护成本可能会相对较高。

三、T形桩板墙的应用分析1、在公路工程中的应用: T形桩板墙可以用于公路边坡的防护工程,能够有效地保护公路的安全,减少公路因边坡滑坡等灾害而造成的交通中断和交通事故。

尤其是在高速公路等需要更高安全性的地方,T形桩板墙的应用将更加重要。

2、在水利工程中的应用: T形桩板墙可以用于河流两岸边坡的加固和防护,有效减少了河流冲刷造成的边坡塌方,对于保护河流两岸的生态环境有着重要的意义。

分析土木工程施工中边坡支护技术的应用

分析土木工程施工中边坡支护技术的应用在土木工程施工中,边坡的支护是一个重要的环节。

边坡支护技术的应用可以有效地提高边坡的稳定性,降低工程风险,保障建筑物的安全。

本文将从边坡支护的定义、分类、施工原理与技术、施工注意事项和应用案例五个方面进行分析。

一、定义和分类边坡支护是指为了保障边坡稳定、防止滑坡、崩塌而采用的一系列施工措施。

依据边坡的高度、坡度和土层性质的不同,边坡可分为高边坡、中高边坡和低边坡。

依据边坡的稳定性和受力状况的不同,边坡的支护可分为重力式支护、挡土墙式支护、桩式支护、悬臂式支护、网片式支护等几种基本类型。

二、施工原理与技术1、重力式支护重力式支护是利用重力来克服土块的滑动和翻转,使其向下沉实现边坡的稳定。

其施工原理是将边坡顶部和坡脚部分平整和加宽,采用石材、混凝土等材料进行填筑,形成重力坝或重力墙,并通过对坝或墙的加固加厚来增加重力,提高抗倾覆能力。

2、挡土墙式支护挡土墙式支护利用挡土墙克服土方的水平位移和剪切,并将土体的重量及层间支撑结构的协同作用分别作用于挡土墙的后方和前方,从而实现边坡的稳定。

其施工原理是在边坡基坑前方修建钢筋混凝土挡土墙,挡土墙内部填有土方,同时在墙体两侧和上部加设钢筋网和锚杆以增强墙体的稳定性和承重能力。

桩式支护利用桩杆的承载力和桩体的抗剪强度来分散土体的承压力和抗剪强度,实现边坡的稳定。

其施工原理是把钢筋混凝土桩杆埋入地下,形成桩壁或桩墙,然后在桩顶处加固钢梁或钢板,最后采用钢筋网、锚杆等加固措施,以防止桩杆的侧向变形。

4、悬臂式支护悬臂式支护可用于边坡的局部加固,如针对中空地带、重要设备等的边坡坍塌现象。

其施工原理是在边坡顶部修建悬臂平台,然后通过将立柱、木板等向悬臂端架设,将支点移至悬臂平台外侧,形成平衡,从而防止边坡的坍塌。

5、网片式支护网片式支护是一种常用的钢筋混凝土外壳加网片加固的边坡支护方法。

施工原理是在边坡前方修建钢筋混凝土防护层,再加设网片,最后利用锚杆将防护层、网片和坡体连接起来,加固边坡,降低边坡的滑坡和崩塌风险。

T形桩板墙在边坡防护中的应用分析

T形桩板墙在边坡防护中的应用分析边坡防护是山区、高地、工程建设常见的重要工程技术之一。

其作用是在山坡、高地以及工程建设中,减少坡面的水土流失,防止坡体滑坡或坍塌,保护人们的生命和财产安全。

T形桩板墙是一种常用的边坡防护结构,在边坡防护工程中具有较为广泛的应用。

本文将从T形桩板墙的概念、特点、优点和在边坡防护中的应用分析等方面展开论述。

一、T形桩板墙的概念T形桩板墙是指由垂直于地面的钢制挡墙和沉桩组成的一种支挡结构。

该结构的主要组成部分包括钢制挡墙和沉桩两大部分。

钢制挡墙是由多块钢板焊接而成的整体结构,用于承受土压力;而沉桩则是埋设在地下的钢筋混凝土桩,用于支撑和固定挡墙。

T形桩板墙的横截面呈T形,故得名T形桩板墙。

1. 结构合理:T形桩板墙是钢挡土墙与钢桩的综合结构,挡土墙和桩体之间通过连接件连接,整体结构紧密、合理。

2. 延性好:T形桩板墙采用钢挡土墙与桩柱综合结构,整体结构具有良好的延性,能够较好的承受较大的变形和变位。

3. 高抗滑性:T形桩板墙具有良好的抗拉性能,能够有效地抵抗边坡的滑动和坍塌。

4. 施工方便:T形桩板墙采用了模块化设计,现场施工便利,可快速拼装,大大节约了施工时间和成本。

5. 适用范围广:T形桩板墙适用于各类边坡防护工程,尤其适用于地基土质松散或者坡度较大的边坡。

1. 在边坡防护中的有效性T形桩板墙采用了钢结构和模块化设计,施工简单方便,能够大大节约施工时间和成本。

T形桩板墙的材料耐久性好,使用寿命长,对于边坡防护而言,具有较高的经济价值。

T形桩板墙适用于各类边坡防护工程,特别适用于地基土质松散或者坡度较大的边坡。

在应用过程中需要根据实际的土质和边坡情况进行合理设计和施工,以确保其在边坡防护中的良好效果。

四、结语T形桩板墙作为边坡防护工程中的重要结构之一,具有结构合理、延性好、高抗滑性、施工方便、适用范围广等特点。

在边坡防护工程中,T形桩板墙具有较高的有效性、经济性和适用性,在实际工程中具有广泛的应用前景和发展空间。

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国防交通工程与技术  2019年7月 17,(04) 收稿日期:2019-02-26 第一作者简介:王伟光(1996—),男,硕士研究生,研究方向为岩土工程技术与应用。

18392371637@163.com桩基托梁挡土墙支护结构在边坡工程中的应用王伟光1, 杨 彪2, 张景生2, 李郑阳1(1.空军工程大学机场建筑工程系,陕西西安710038;2.95538部队,四川成都611430)摘 要:桩基托梁挡土墙支护结构适用于复杂地形条件下的边坡工程,不仅能有效提高地基承载力,还能抵抗边坡的水平推力,在相关工程中得到了很好的应用。

结合某复杂地质条件下的填方工程边坡进行设计,明确了该类支护形式的计算原理,在自然、地震等工况下对抗滑桩的内力计算进行了详细介绍。

工程已正式投入使用,设计结果用于相应工程中取得了较好的治理效果。

关键词:桩基托梁;抗滑桩;衡重式挡土墙;内力计算DOI:10.13219/j.gjgyat.2019.04.002中图分类号:U416.14 文献标识码:A 文章编号:1672-3953(2019)04-0006-004随着我国交通强国重大战略的制定和西部大开发战略的深入推进,工程所面临的地质条件更加复杂,形成了大量的岩土体边坡工程,其安全隐患也日益凸显。

为了支撑路基填土或坡土以防止其变形失稳,通常采用挡土墙。

但当地形限制或者地基承载力不符合要求时,如何进行边坡支护设计是工程人员面临的重要难题。

桩基托梁挡土墙对复杂地形适应能力强,工程造价经济合理,被广泛应用于公路、铁路、工民建和边坡支护中[1]。

工程中桩基托梁挡土墙中桩的受力情况多变,仅采用抗滑桩的计算理论并不全面。

工程条件不同,计算理论也不尽相同。

如果仅用于解决基础承载力不足,桩不承受滑坡推力;如果边坡中存在穿过桩的滑面或潜在滑面,则桩承受滑坡推力。

因此针对不同的受力情况,需要进一步合理的探讨桩基托梁挡墙的计算模式,在使用该类支护形式时需要进一步分析实际工况。

本文结合某存在潜在危险的边坡工程,首先明确了该类支护结构的设计原理和设计依据,而后采用了既提高承载力又承受水平荷载的桩基托梁计算模型,对自然和地震等工况下的抗滑桩的内力计算进行了详细介绍。

本问题的研究对同类工程提供了理论支持以及设计参考。

1 工程概况拟建工程边坡高度在11.54~16.64m之间,场地为非湿陷性黄土建筑场地。

地基土属中硬土,场地类别为Ⅱ类,边坡的安全等级为Ⅱ级,结构重要性系数γ0=1.0,抗震设防烈度为8度(0.20g),施工质量控制等级为B级。

原有边坡主要由废弃矿渣填筑而成,主要依托于旧铁路路基作为支挡结构,路基主要由砂石垫层和砂卵石层填筑。

路基下部为旧河床和沟谷冲积物,下伏花岗岩。

该边坡运行时间40a,属整体稳定边坡。

然而考虑到继续弃渣堆积工况,拟对其进行加固处理。

结合工程实际,采用了桩基-托梁-锚索-挡土墙支护结构形式,其挖孔桩、挡土墙断面如图1所示。

图1 挖孔桩及挡土墙组合断面图(单位:mm)2 支护计算原理2.1 桩基内力6研究Research and Design 与设计国防交通工程与技术  2019年7月 17,(04)在工程应用中,桩基的受力状况各异。

承载桩主要用于解决基础承载力不足的工况,承受竖向荷载;抗滑桩用于边坡有滑面或者潜在滑面穿过桩或挡土墙使结构易于整体失稳时,其在提供承载力的同时还需要抵抗滑坡推力。

本文根据桩的受力特性将桩基托梁挡土墙分为承载桩基托梁挡土墙和抗滑桩基托梁挡土墙,如图2所示。

图2 桩基托梁挡土墙的计算模型计算判断方法如下:(1)边坡中存在潜在滑面穿过桩身,则支挡结构应采用抗滑桩基托梁挡土墙,如图2(a)所示。

(2)边坡中不存在穿过桩的潜在滑面,则需对衡重式挡土墙的整体稳定性系数Kmin和设计安全系数K进行比较。

当Kmin>K时,支护结构稳定,桩主要承受上部结构传来的荷载,不存在滑坡推力的作用,故采用承载桩基托梁挡土墙的结构形式;Kmin<K时,衡重式挡土墙将发生整体失稳,桩存在滑坡推力的作用,故结构采用抗滑桩基托梁挡土墙的结构形式。

2.2 托梁内力托梁可分连续梁和支端悬出简支梁,其具体设计理论根据桩基布置情况而定。

在本工程中托梁为2~3跨一断缝,故本设计中托梁采用支端悬出的简支梁理论进行设计,不考虑地基反力作用,抗滑桩与托梁连接处按固接处理,支端悬出的简支梁则为一简单超静定结构[2]。

内力计算公式见表1,计算模式如图3所示。

图3(b)中:M为由挡土墙传到每一跨上的弯矩;Ex为水平推力;N为竖向压力。

2.3 挡土墙土压力设计方案中挡土墙采用衡重式挡土墙,第2破裂面的存在对上墙土压力的计算至关重要,需首先判断。

当第2破裂面不存在时,上墙土压力采用库仑土压力理论计算;当第2破裂面存在时,考虑第2表1 托梁内力计算公式计算项目内力计算公式计算项目内力计算公式支座弯矩M0-ql212跨中弯矩Mzql04-q(l0/2+l1)2最大剪力Q1ql1L0范围内最大剪力Q0ql2-ql1图3 外荷载分布示意图破裂面。

衡重式挡土墙下墙土压力可按照力多边形法计算。

由于钢筋混凝土托梁可为挡土墙提供充足承载力,满足设计要求,可以不作验算,挡土墙主要进行抗滑稳定性和抗倾覆稳定性验算。

3 抗滑桩设计计算桩的内力计算首先要确定桩所受荷载,荷载一部分为土体和挡土墙的自重,其通过托梁传递至桩顶,荷载形式为水平推力和弯矩及竖向荷载;另一部分荷载来自桩后滑体产生的滑坡推力。

通过计算判断,本工程采用抗滑桩计算模型。

以滑动面穿过桩身的位置作为锚固点,锚固点以上的桩身部分为桩基的非锚固段,可视为固定悬臂梁,按照悬臂梁的计算方法计算内力;锚固点以下的桩身部分为桩基锚固段,按照弹性地基梁理论进行设计计算,按“K”法或“m”法计算其内力。

桩基自由段承受滑坡推力的作用,其通过桩身将推力传递给桩基锚固段,最终由稳定地层承担桩身锚固段的荷载,其受力模型如图4所示。

3.1 滑坡推力计算滑坡推力按矩形分布处理,桩后滑坡推力计算需首先确定滑体范围。

滑坡推力采用传递系数法进行计算,模型见图5。

其具体计算公式如下:Ti=KWisinα+ΨTi-1-Wicosαitanφi-ciliΨ=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)tanφi式中:Ti为第i个条块末端的滑坡推力(kN/m);K为安全系数;Wi为第i个条块滑体的重力(kN/m);Ti-1为i-1个条块末端的滑坡推力(kN/m);αi为第i个条块所在滑动面的倾角(°);αi-1为第i-17·研究与设计· 桩基托梁挡土墙支护结构在边坡工程中的应用 王伟光等 国防交通工程与技术 2019年7月 17,(04)图4 桩基计算模型示意图 图5 滑坡推力计算简图个条块所在滑动面的倾角(°);φi为第i个条块所在滑动面的内摩擦角(°);ci为第i个条块所在滑动面的单位粘聚力(kN);li为第i个条块所在滑动面的长度(m)。

模型滑坡推力计算共分为3种工况,分别是天然状态、暴雨状态和暴雨+地震组合状态。

经理正岩土软件计算可得天然状态剩余下滑力为141.39kN/m,暴雨状态剩余下滑力为352.73kN/m,暴雨+地震状态剩余下滑力为227.66kN/m。

暴雨状态下为最不利组合,将其换算为矩形分布,则均布荷载qo=F/(horγ),其中ho为自由端长度。

对于无锚杆抗滑桩则qo=352.73kN/m/4=88.18kN/m。

3.2 桩顶外力确定计算桩顶外力时,假定托梁底的摩擦力为零,挡土墙的水平荷载、竖直荷载及弯矩通过托梁全部传至桩顶。

托梁传至桩顶的外力计算公式见表2。

表2 托梁传至桩顶的外力计算公式连续梁支端悬出的简支架弯矩M+Exh(M+Ex)2水平推力ExEx/2竖向压力N N/2本工程按照支端悬出的简支梁计算,使用理正岩土软件计算可得弯矩Mt=6 743.51kN·m,水平推力Ft=1 774.05kN,竖向压力Nt=5 214.4kN。

图6表示在荷载作用下桩体所受的弯矩、剪力以及在荷载作用下的位移。

3.3 桩体设计抗滑桩计算分为滑坡推力一般组合、库仑土压力一般组合、滑坡推力+地震组合和库仑土压力+地震组合4种情况。

通过计算,对比各种工况进行最不利组合,结构设计见图7。

锁扣结构如图8所示。

图6 荷载作用下桩体所受的弯矩、剪力以及位移图7 抗滑桩结构设计图(单位:mm)图8 锁扣结构图(单位:mm)锁扣护壁计算时,取单位宽度b=1 000mm,锁口截面厚度h=200mm;支座弯矩最大值Mmax1=64.083kN·m,跨中弯矩最大值Mmax2=27.958kN·m,外侧弯矩设计值M=64.083kN·m,内侧弯矩设计值M=27.958kN·m。

外侧钢筋计算面积As1=8·研究与设计· 桩基托梁挡土墙支护结构在边坡工程中的应用 王伟光等 国防交通工程与技术 2019年7月 17,(04)1 105mm2,内侧钢筋计算面积As2=459mm2。

4 结束语本文结合某堆积高边坡工程,对其进行了桩基托梁挡土墙的支护结构设计。

工程已正式投入使用,设计结果用于相应工程中取得了较好治理效果,挡土墙沉降控制在合理范围之内,对边坡支护作用显著,证明了该方案设计的合理性以及有效性。

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