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尼克斯vs雷霆浅谈抗滑桩在滑坡治理中的应用

2022-04-01 热点洞察

摘要:抗滑桩作为加固滑坡体的一种有效措施,现已广泛应用于边坡工程中。本文阐述了下沉式抗滑桩、悬臂式抗滑桩、预应力锚索抗滑桩的作用机理、优缺点以及适用范围,文章最后给出了抗滑桩在滑坡治理中应注意的问题。

关键词:滑坡,抗滑桩,治理

中图分类号:P642.22文献标识码: A 文章编号:

1引言

近年来,随着基本建设规模的扩大及经济建设的急剧发展, 各种边坡工程越来越多, 且治理的难度越来越大, 对边坡的防护治理措施不当, 将危及人民生命和财产的安全。

边坡治理的方法各有特点, 如削方减载虽然直接有效, 但挖方量较大, 造价较高, 外界环境对施工影响较大 当坡体失稳、滑坡问题较为严重时, 采用排水、削坡等补救措施不能完全治理, 可以采用抗滑桩整治边坡, 其适应性强, 特别适用于滑动面较深的大型滑坡、对滑坡稳定性和地质环境干扰小;可多桩同时施工、圬工体积小、施工速度快、抗滑能力强等多方面的突出优点, 成为滑坡地质灾害治理中的一种主要方法。

2几种常见的抗滑桩

2.1下沉式抗滑桩

2.1.1下沉式抗滑桩的作用机理

下沉式抗滑桩,就是桩顶标高低于滑坡体表面一定深度的悬臂式抗滑桩。这种桩型充分考虑了桩顶以上土体的抗滑作用, 让土体承受部分推力, 自然桩上的作用力就会减少一些。由于下沉式抗滑桩滑面以上的桩长较短,受推力作用时的作用点较低,一次抗滑桩在滑动面处的弯矩也较小。

下沉式抗滑桩的作用主要是改变滑坡土体的滑动路线,利用滑体较高的土工参数以及由于桩的阻隔作用在滑体中形成反倾滑动路线角,从而增加抗滑阻力,达到稳定滑体的能力,可大大减少在同一滑坡推力作用下的推力弯距,然而在其滑动面处的总剪力值不变。

优点:当滑坡推力较大时,可以由多个下沉式抗滑桩来承受滑坡推力。与一般抗滑桩相比,由于悬臂长度减短,相应弯矩值也小,其材料消耗量就比一般抗滑桩要经济。

缺点:主要表现在对滑体本身的强度要求比较高, 如果滑体强度较低就会使滑体变形增

大, 或者部分滑体会沿着桩顶平面滑动。

2.1.2下沉式抗滑桩的适用范围

(1)下沉式抗滑桩是利用桩前土体来承担部分抗滑力,并不能减少滑坡体的推力。如采用下沉式抗滑桩,这就要求滑坡土体具有较高的土工参数。所以在大陆内地硬土层滑坡和基岩滑坡中采用效果较好。

(2)接近岩石强度较大的滑体,可以使下沉式抗滑桩的埋深更深,设计成抗滑键的形式,则更加经济实用。

(3)采用下沉式抗滑桩时要考虑滑坡带有无多级滑坡,假如存在不止一个滑动面,要使抗滑桩的顶面在埋深最浅的滑坡面的上方。

2.2悬臂式抗滑桩

2.2.1悬臂式抗滑桩的作用机理

悬臂式抗滑桩由于桩后作用有坡体推力, 桩前没有岩土体, 桩后坡体推力直接作用于桩身非锚固段, 通过桩体将外力传递给桩身锚固段并传递至下部稳定地层中. 这种情况下, 常常使桩身内力分布不尽合理, 造成抗滑桩的锚固段较深, 尤其当坡体推力较大时, 其问题更为突出。

优点:优先选用矩形截面并且确定合理的桩截面尺寸和桩间距,可以增强桩间岩土体的拱效应,达到了增强支护效果,减少了工程的用钢量。

缺点:悬臂式抗滑桩主要是靠桩底嵌固于岩层( 或稳定地层) 内的嵌固力来平衡滑坡推力. 这种抗滑桩的一个明显缺点是悬臂太长, 因而桩身弯矩太大, 桩身断面尺寸太大, 有的抗滑桩断面尺寸达5×6㎡, 是非常不经济的.悬臂式抗滑桩在施工完成以后,会在滑坡推力的作用下继续发生位移,桩才渐渐具备抵抗坡体滑移的能力,只能利用已有的参数设计,桩实有抗滑能力无法计算和进行验证。

2.2.2悬臂式抗滑桩的适用范围

桩基在承受侧向荷载时是一个受弯构件,混凝土的受拉强度非常低,当承受较大的滑坡推力时,必须增加配筋量和增大桩的直径,并且当滑坡治理的规模增大时要求桩的断面积也增大,是不经济的,因此悬臂式抗滑桩不适宜在滑坡体较厚的土层中应用。

2.3预应力锚索抗滑桩

2.3.1预应力锚索抗滑桩的基本结构

预应力锚索抗滑桩技术是由抗滑桩、挡土板、连续梁、锚索组成的一种空间抗滑结构。在普通抗滑桩的桩顶或桩身一定位置设置一个预应力锚索,借助于锚索提供的锚固力和抗滑力所提供的阻滑力并有二者组成的桩-锚支挡利息共同阻挡滑坡的下滑。其基本结构型式见图1

图1 预应力锚索抗滑桩结构体系示意图

2.3.2预应力锚索抗滑桩的作用机理

对锚索施加预应力后,将锚索的一端锚固于稳定基岩中,另一端通过锚具与抗滑桩相连接,从而使预应力锚索和抗滑桩组成了联合受力体系,将传统抗滑桩的悬臂式受力构件,改变成了一端嵌固、一端支承的受力构件。预应力锚索结构改变了原来传统抗滑桩大悬臂受力的情况,将原来抗滑桩靠单一嵌固段地基抵抗力来平衡滑坡推力的机理,改变为对锚索施加预应力后,滑体受到抗滑桩的反推力,能够立即起到了阻止滑坡体下滑的作用。

优点:预应力锚索抗滑桩具有突出的技术优越性,通过调整锚索的位置、锚索预应力的大小以及方向使得抗滑桩内力分布趋于合理,达到节约造价的目的。与普通抗滑桩相比,预应力锚索抗滑桩结构相对简单,受力体系复杂,能承受更大的外力作用。

缺点:预应力锚索抗滑桩是一种相对比较新型的支挡结构物,设计计算不够全面,实际上地质状况复杂多变,施工工艺也有差异,使得计算结果与实际情况有出入,桩身的变位不好控制,因此需要继续深入研究与计算,推理出一套成熟的设计理论。

2.3.3预应力锚索抗滑桩的适用范围

预应力锚索抗滑桩是深层滑坡灾害治理中,受力较为合理的支挡结构,比一般抗滑桩更有经济优越性。地质条件的复杂多样,形成滑坡的原因也是不尽相同的,应充分考虑锚索施工时的可行性以及成孔的可行性,成孔难度大的地层,不宜采用。

3 抗滑桩在滑坡治理中注意的问题

(1) 施工时间宜在旱季进行。

(2) 施工前应先做好坡面排水, 抗滑桩应由两侧向中间靠, 跳桩开挖施工。

(3) 桩后回填应待桩身混凝土强度达到设计强度70%以上时方可进行, 回填土宜采用砂性土。

参考文献:

[1] 欧名贤. 抗滑桩在工程边坡治理中的应用研究[J]. 长沙理工大学学报(自然科学版),2003年

作者:付玉宁(1988—),女,长安大学公路学院硕士研究生,防灾减灾工程及防护工程。王和平,男,长安大学公路学院。

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