摘要:滑坡作為一種較為普遍的自然災(zāi)害,其產(chǎn)生的主要原因是人類工程(如鐵路、公路、水利、礦山、城鎮(zhèn)建設(shè)等)的邊坡開挖、水庫蓄水、暴雨等。文章對堆積體滑坡所具備的特征和基本要素進(jìn)行了分析,探討了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)和其計(jì)算方式,同時(shí)對抗滑樁治理堆積體滑坡的方法進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:抗滑樁;堆積體滑坡;治理措施;預(yù)應(yīng)力錨索
中圖分類號:P642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2014)24-0045-02
1堆積體滑坡的特征和基本要素
1.1特征分析
堆積體滑坡所具備的特征是非常多的(如表1)。堆積體滑坡部分的主要結(jié)構(gòu)是第四系較為松散的巖石與土壤,其中土壤的組成部分是結(jié)構(gòu)松散、孔隙度較大及透水性較強(qiáng)的堆積物。而由于堆積體物資所具有的特殊性質(zhì)與物理力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,以及降雨入滲等因素的影響,使得堆積體的滑坡與其他滑坡在滑坡產(chǎn)生條件及滑移規(guī)律上面有著明顯的差異。
1.2基本要素分析
構(gòu)成堆積體滑坡的基本要素主要有:滑坡體、滑坡床、滑坡面及滑坡周界等。滑坡體主要是指脫離母體經(jīng)過滑動的巖土體。對均勻滑坡來說,滑坡體的特點(diǎn)是滑坡體整體會被移動,但是滑坡體內(nèi)部的兩點(diǎn)因相對位移而沒有發(fā)生變化,然而由于受到土體的擾動,其會很容易產(chǎn)生裂縫。滑坡床是指滑坡體下沒有滑動的巖土體。在滑坡過程中,其形體基本上是保持了原有結(jié)構(gòu),沒有發(fā)生什么變化,只是前緣部分會出現(xiàn)少許的擠壓裂縫,滑坡壁后緣會產(chǎn)生弧形張裂縫,兩側(cè)會有剪裂縫發(fā)育現(xiàn)象出現(xiàn),而且滑坡床的形態(tài)會給滑坡產(chǎn)生的強(qiáng)度與范圍造成一定的影響?;瑒用媸侵富麦w和滑坡床間的分界面。這個(gè)分界面也是滑坡體滑動過程中和滑坡床接觸的面?;轮芙鐒t是指平面上滑坡體和其周圍不動體的分界線,其限制了滑坡發(fā)生的范圍。
2預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)及其計(jì)算方式
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的使用主要是在樁頂位置附近放置錨索,然后對其施加預(yù)應(yīng)力,以使預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的受力特點(diǎn)就像在這個(gè)地方有個(gè)鉸性支點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的掩埋深度會比較淺,且其與一般抗滑樁有著本質(zhì)的區(qū)別。比如由于推力呈矩形分布,因此懸臂桿件的彎矩最大值是在固定端Mmax=1/2ql2。而假如預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是一個(gè)簡易的支梁,那么其彎矩的最大值是在梁跨中間Mmax=1/8ql2。當(dāng)對一端固定與另一端鉸支等情況進(jìn)行考慮的時(shí)候,預(yù)應(yīng)力錨索力的大小直接關(guān)系著彎矩最大值的大小和部位,然而其和懸臂樁相比,預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的最大彎矩要低于懸臂樁的彎矩的最大值,但是其位置比懸臂樁要高,而且預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的內(nèi)力也會出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。這種受力狀態(tài)要求預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁必須要具備截面小、樁身短等特點(diǎn)。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算和一般抗滑樁的計(jì)算有一些區(qū)別,其所使用的計(jì)算方式主要是:摩根斯頓—普拉埃斯方法。即在樁的兩側(cè)使用優(yōu)化與有限差分法,以使樁所處的分塊能夠形成平衡,從而計(jì)算樁和滑坡間的相互作用。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)需要對兩種受力狀態(tài)進(jìn)行考慮:一是樁只受到錨索預(yù)應(yīng)力與側(cè)面土彈性抗力的作用,這種受力狀態(tài)下樁的內(nèi)力與位移可以利用地基系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算;二是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁受到滑坡推力、錨索拉力、側(cè)面土彈性抗力及剩余抗滑力等的作用,這種狀況下樁身內(nèi)力與位移的計(jì)算需要與上面最為不利的組合相結(jié)合。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)要合理就需要考慮多種因素。比如當(dāng)樁受到設(shè)計(jì)滑坡推力的作用時(shí),錨索拉力必須要達(dá)到設(shè)計(jì)拉力值。假如錨索拉力過小,那么錨索將不能起到支點(diǎn)的作用,這會使位移得不到控制,只有在樁頂加入一道較小的作用力,才能對樁身內(nèi)力進(jìn)行減小,從而使大多數(shù)的滑坡推力還是利用樁身傳入滑床,確保樁身的受力狀態(tài)不會高于抗滑樁的受力狀態(tài)。然而,如果錨索設(shè)計(jì)拉力過大,那么樁身在承受最大滑坡推力的情況下,錨索拉力根本達(dá)不到設(shè)計(jì)值,這會產(chǎn)生很大的浪費(fèi),而且對錨索的施工技術(shù)及實(shí)施也會帶來極大的影響。一般情況下,錨索的設(shè)計(jì)拉力應(yīng)該是滑坡推力的1/2~4/7,而錨索結(jié)構(gòu)、錨索的應(yīng)力值及錨索的布置等問題也是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。另外,依據(jù)Winkle彈性地基梁的計(jì)算,以單根錨索的錨固力N1=400kN為集中力,并使其作用于梁上,在計(jì)算中,將垂直于梁的分力當(dāng)成設(shè)計(jì)力。由此可以計(jì)算縱梁的彎矩M、及剪力V。計(jì)算公式如下:
Vx=Vo-1/2A1Bp△Ay(2vo-v)-1/6Bpm1△Ay2(3vo-2v)
My=Mo+Voy-1/6A1Bp△Ay2(3yo-y)-1/12Bpm1△Ay3(2yo-y)
式中:Vo是滑動面處樁截面的剪力,Bp是樁的計(jì)算寬度,Mo是滑動面樁截面的彎矩,A1是樁前滑動面的地基系數(shù),m1是第一層滑床地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù),Ay是滑動面下y處樁截面的側(cè)應(yīng)力。
3抗滑樁對堆積體滑坡進(jìn)行治理的方法
堆積體滑坡的特點(diǎn)主要是滑面較深,地下水較多。而在對其進(jìn)行治理的過程中,如果利用常規(guī)抗滑樁對其進(jìn)行治理,難么樁身要長達(dá)50m左右,且截面也很大,這會給工程的施工過程帶來極大的難題。但利用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對治理工程進(jìn)行輔助治理,則可極大的降低樁身的長度樁及截面的大小。在埋設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的時(shí)候,一共要埋設(shè)14根預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁,且樁與樁之間的距離要達(dá)到7m,設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高應(yīng)低于地面2~5m,而樁身長度要達(dá)到31~37m,樁底要深入完整基巖2~3m,滑面下的樁身長度要占樁身總長度的1/5(如圖1)。
此外,為了方便錨索的固定和拉伸,樁頭靠河側(cè)可以設(shè)計(jì)成斜面,而且要與錨索軸線垂直。為了避免錨頭下的混凝土局部應(yīng)力因集中而受到破壞,錨頭下的設(shè)計(jì)需要使用一定厚度和大小的承壓鋼板。而且錨索的設(shè)計(jì)拉力要為滑坡推力的1/2,單根錨索的拉力要達(dá)到130t,預(yù)拉力要達(dá)到90t,每根錨索的長度要達(dá)到70m,且要使用鋼鉸線束。錨索固定在基巖中的長度要達(dá)到10m,錨索的傾角要達(dá)到25℃,而水平投影下錨索軸線和樁截面長軸間的夾角要達(dá)到2°。
圖1預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)圖
4結(jié)語
堆積體滑坡作為一種較為常見的自然災(zāi)害,對其的治理是需要被人們重視的。上文主要分析了堆積體滑坡的特征及基本要素,并探討了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)和其計(jì)算方式,以及預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對堆積體滑坡進(jìn)行治理的方法,從而為堆積體滑坡的治理提供一些幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]?李曉娟.抗滑樁在治理堆積體滑坡中的應(yīng)用[J].城
?市建設(shè)理論研究,2013,(22).
[2]?吳綜澤.抗滑樁在滑坡治理中的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].
?廣東科技,2011,(6).
[3]?徐建新,武駿娟,王程.抗滑樁在滑坡治理工程中的
?應(yīng)用[J].科技信息,2011,(8).
作者簡介:易祥成(1959—),男,湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局409隊(duì)工程師,研究方向:水工環(huán)(巖土工程)。
摘要:滑坡作為一種較為普遍的自然災(zāi)害,其產(chǎn)生的主要原因是人類工程(如鐵路、公路、水利、礦山、城鎮(zhèn)建設(shè)等)的邊坡開挖、水庫蓄水、暴雨等。文章對堆積體滑坡所具備的特征和基本要素進(jìn)行了分析,探討了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)和其計(jì)算方式,同時(shí)對抗滑樁治理堆積體滑坡的方法進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:抗滑樁;堆積體滑坡;治理措施;預(yù)應(yīng)力錨索
中圖分類號:P642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2014)24-0045-02
1堆積體滑坡的特征和基本要素
1.1特征分析
堆積體滑坡所具備的特征是非常多的(如表1)。堆積體滑坡部分的主要結(jié)構(gòu)是第四系較為松散的巖石與土壤,其中土壤的組成部分是結(jié)構(gòu)松散、孔隙度較大及透水性較強(qiáng)的堆積物。而由于堆積體物資所具有的特殊性質(zhì)與物理力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,以及降雨入滲等因素的影響,使得堆積體的滑坡與其他滑坡在滑坡產(chǎn)生條件及滑移規(guī)律上面有著明顯的差異。
1.2基本要素分析
構(gòu)成堆積體滑坡的基本要素主要有:滑坡體、滑坡床、滑坡面及滑坡周界等?;麦w主要是指脫離母體經(jīng)過滑動的巖土體。對均勻滑坡來說,滑坡體的特點(diǎn)是滑坡體整體會被移動,但是滑坡體內(nèi)部的兩點(diǎn)因相對位移而沒有發(fā)生變化,然而由于受到土體的擾動,其會很容易產(chǎn)生裂縫?;麓彩侵富麦w下沒有滑動的巖土體。在滑坡過程中,其形體基本上是保持了原有結(jié)構(gòu),沒有發(fā)生什么變化,只是前緣部分會出現(xiàn)少許的擠壓裂縫,滑坡壁后緣會產(chǎn)生弧形張裂縫,兩側(cè)會有剪裂縫發(fā)育現(xiàn)象出現(xiàn),而且滑坡床的形態(tài)會給滑坡產(chǎn)生的強(qiáng)度與范圍造成一定的影響?;瑒用媸侵富麦w和滑坡床間的分界面。這個(gè)分界面也是滑坡體滑動過程中和滑坡床接觸的面?;轮芙鐒t是指平面上滑坡體和其周圍不動體的分界線,其限制了滑坡發(fā)生的范圍。
2預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)及其計(jì)算方式
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的使用主要是在樁頂位置附近放置錨索,然后對其施加預(yù)應(yīng)力,以使預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的受力特點(diǎn)就像在這個(gè)地方有個(gè)鉸性支點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的掩埋深度會比較淺,且其與一般抗滑樁有著本質(zhì)的區(qū)別。比如由于推力呈矩形分布,因此懸臂桿件的彎矩最大值是在固定端Mmax=1/2ql2。而假如預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是一個(gè)簡易的支梁,那么其彎矩的最大值是在梁跨中間Mmax=1/8ql2。當(dāng)對一端固定與另一端鉸支等情況進(jìn)行考慮的時(shí)候,預(yù)應(yīng)力錨索力的大小直接關(guān)系著彎矩最大值的大小和部位,然而其和懸臂樁相比,預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的最大彎矩要低于懸臂樁的彎矩的最大值,但是其位置比懸臂樁要高,而且預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的內(nèi)力也會出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。這種受力狀態(tài)要求預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁必須要具備截面小、樁身短等特點(diǎn)。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算和一般抗滑樁的計(jì)算有一些區(qū)別,其所使用的計(jì)算方式主要是:摩根斯頓—普拉埃斯方法。即在樁的兩側(cè)使用優(yōu)化與有限差分法,以使樁所處的分塊能夠形成平衡,從而計(jì)算樁和滑坡間的相互作用。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)需要對兩種受力狀態(tài)進(jìn)行考慮:一是樁只受到錨索預(yù)應(yīng)力與側(cè)面土彈性抗力的作用,這種受力狀態(tài)下樁的內(nèi)力與位移可以利用地基系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算;二是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁受到滑坡推力、錨索拉力、側(cè)面土彈性抗力及剩余抗滑力等的作用,這種狀況下樁身內(nèi)力與位移的計(jì)算需要與上面最為不利的組合相結(jié)合。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)要合理就需要考慮多種因素。比如當(dāng)樁受到設(shè)計(jì)滑坡推力的作用時(shí),錨索拉力必須要達(dá)到設(shè)計(jì)拉力值。假如錨索拉力過小,那么錨索將不能起到支點(diǎn)的作用,這會使位移得不到控制,只有在樁頂加入一道較小的作用力,才能對樁身內(nèi)力進(jìn)行減小,從而使大多數(shù)的滑坡推力還是利用樁身傳入滑床,確保樁身的受力狀態(tài)不會高于抗滑樁的受力狀態(tài)。然而,如果錨索設(shè)計(jì)拉力過大,那么樁身在承受最大滑坡推力的情況下,錨索拉力根本達(dá)不到設(shè)計(jì)值,這會產(chǎn)生很大的浪費(fèi),而且對錨索的施工技術(shù)及實(shí)施也會帶來極大的影響。一般情況下,錨索的設(shè)計(jì)拉力應(yīng)該是滑坡推力的1/2~4/7,而錨索結(jié)構(gòu)、錨索的應(yīng)力值及錨索的布置等問題也是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。另外,依據(jù)Winkle彈性地基梁的計(jì)算,以單根錨索的錨固力N1=400kN為集中力,并使其作用于梁上,在計(jì)算中,將垂直于梁的分力當(dāng)成設(shè)計(jì)力。由此可以計(jì)算縱梁的彎矩M、及剪力V。計(jì)算公式如下:
Vx=Vo-1/2A1Bp△Ay(2vo-v)-1/6Bpm1△Ay2(3vo-2v)
My=Mo+Voy-1/6A1Bp△Ay2(3yo-y)-1/12Bpm1△Ay3(2yo-y)
式中:Vo是滑動面處樁截面的剪力,Bp是樁的計(jì)算寬度,Mo是滑動面樁截面的彎矩,A1是樁前滑動面的地基系數(shù),m1是第一層滑床地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù),Ay是滑動面下y處樁截面的側(cè)應(yīng)力。
3抗滑樁對堆積體滑坡進(jìn)行治理的方法
堆積體滑坡的特點(diǎn)主要是滑面較深,地下水較多。而在對其進(jìn)行治理的過程中,如果利用常規(guī)抗滑樁對其進(jìn)行治理,難么樁身要長達(dá)50m左右,且截面也很大,這會給工程的施工過程帶來極大的難題。但利用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對治理工程進(jìn)行輔助治理,則可極大的降低樁身的長度樁及截面的大小。在埋設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的時(shí)候,一共要埋設(shè)14根預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁,且樁與樁之間的距離要達(dá)到7m,設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高應(yīng)低于地面2~5m,而樁身長度要達(dá)到31~37m,樁底要深入完整基巖2~3m,滑面下的樁身長度要占樁身總長度的1/5(如圖1)。
此外,為了方便錨索的固定和拉伸,樁頭靠河側(cè)可以設(shè)計(jì)成斜面,而且要與錨索軸線垂直。為了避免錨頭下的混凝土局部應(yīng)力因集中而受到破壞,錨頭下的設(shè)計(jì)需要使用一定厚度和大小的承壓鋼板。而且錨索的設(shè)計(jì)拉力要為滑坡推力的1/2,單根錨索的拉力要達(dá)到130t,預(yù)拉力要達(dá)到90t,每根錨索的長度要達(dá)到70m,且要使用鋼鉸線束。錨索固定在基巖中的長度要達(dá)到10m,錨索的傾角要達(dá)到25℃,而水平投影下錨索軸線和樁截面長軸間的夾角要達(dá)到2°。
圖1預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)圖
4結(jié)語
堆積體滑坡作為一種較為常見的自然災(zāi)害,對其的治理是需要被人們重視的。上文主要分析了堆積體滑坡的特征及基本要素,并探討了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)和其計(jì)算方式,以及預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對堆積體滑坡進(jìn)行治理的方法,從而為堆積體滑坡的治理提供一些幫助。
參考文獻(xiàn)
[1]?李曉娟.抗滑樁在治理堆積體滑坡中的應(yīng)用[J].城
?市建設(shè)理論研究,2013,(22).
[2]?吳綜澤.抗滑樁在滑坡治理中的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].
?廣東科技,2011,(6).
[3]?徐建新,武駿娟,王程.抗滑樁在滑坡治理工程中的
?應(yīng)用[J].科技信息,2011,(8).
作者簡介:易祥成(1959—),男,湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局409隊(duì)工程師,研究方向:水工環(huán)(巖土工程)。
摘要:滑坡作為一種較為普遍的自然災(zāi)害,其產(chǎn)生的主要原因是人類工程(如鐵路、公路、水利、礦山、城鎮(zhèn)建設(shè)等)的邊坡開挖、水庫蓄水、暴雨等。文章對堆積體滑坡所具備的特征和基本要素進(jìn)行了分析,探討了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)和其計(jì)算方式,同時(shí)對抗滑樁治理堆積體滑坡的方法進(jìn)行了闡述。
關(guān)鍵詞:抗滑樁;堆積體滑坡;治理措施;預(yù)應(yīng)力錨索
中圖分類號:P642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2014)24-0045-02
1堆積體滑坡的特征和基本要素
1.1特征分析
堆積體滑坡所具備的特征是非常多的(如表1)。堆積體滑坡部分的主要結(jié)構(gòu)是第四系較為松散的巖石與土壤,其中土壤的組成部分是結(jié)構(gòu)松散、孔隙度較大及透水性較強(qiáng)的堆積物。而由于堆積體物資所具有的特殊性質(zhì)與物理力學(xué)性質(zhì)的轉(zhuǎn)變,以及降雨入滲等因素的影響,使得堆積體的滑坡與其他滑坡在滑坡產(chǎn)生條件及滑移規(guī)律上面有著明顯的差異。
1.2基本要素分析
構(gòu)成堆積體滑坡的基本要素主要有:滑坡體、滑坡床、滑坡面及滑坡周界等。滑坡體主要是指脫離母體經(jīng)過滑動的巖土體。對均勻滑坡來說,滑坡體的特點(diǎn)是滑坡體整體會被移動,但是滑坡體內(nèi)部的兩點(diǎn)因相對位移而沒有發(fā)生變化,然而由于受到土體的擾動,其會很容易產(chǎn)生裂縫?;麓彩侵富麦w下沒有滑動的巖土體。在滑坡過程中,其形體基本上是保持了原有結(jié)構(gòu),沒有發(fā)生什么變化,只是前緣部分會出現(xiàn)少許的擠壓裂縫,滑坡壁后緣會產(chǎn)生弧形張裂縫,兩側(cè)會有剪裂縫發(fā)育現(xiàn)象出現(xiàn),而且滑坡床的形態(tài)會給滑坡產(chǎn)生的強(qiáng)度與范圍造成一定的影響?;瑒用媸侵富麦w和滑坡床間的分界面。這個(gè)分界面也是滑坡體滑動過程中和滑坡床接觸的面。滑坡周界則是指平面上滑坡體和其周圍不動體的分界線,其限制了滑坡發(fā)生的范圍。
2預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)及其計(jì)算方式
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的使用主要是在樁頂位置附近放置錨索,然后對其施加預(yù)應(yīng)力,以使預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的受力特點(diǎn)就像在這個(gè)地方有個(gè)鉸性支點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的掩埋深度會比較淺,且其與一般抗滑樁有著本質(zhì)的區(qū)別。比如由于推力呈矩形分布,因此懸臂桿件的彎矩最大值是在固定端Mmax=1/2ql2。而假如預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁是一個(gè)簡易的支梁,那么其彎矩的最大值是在梁跨中間Mmax=1/8ql2。當(dāng)對一端固定與另一端鉸支等情況進(jìn)行考慮的時(shí)候,預(yù)應(yīng)力錨索力的大小直接關(guān)系著彎矩最大值的大小和部位,然而其和懸臂樁相比,預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的最大彎矩要低于懸臂樁的彎矩的最大值,但是其位置比懸臂樁要高,而且預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的內(nèi)力也會出現(xiàn)轉(zhuǎn)變。這種受力狀態(tài)要求預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁必須要具備截面小、樁身短等特點(diǎn)。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算和一般抗滑樁的計(jì)算有一些區(qū)別,其所使用的計(jì)算方式主要是:摩根斯頓—普拉埃斯方法。即在樁的兩側(cè)使用優(yōu)化與有限差分法,以使樁所處的分塊能夠形成平衡,從而計(jì)算樁和滑坡間的相互作用。預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)需要對兩種受力狀態(tài)進(jìn)行考慮:一是樁只受到錨索預(yù)應(yīng)力與側(cè)面土彈性抗力的作用,這種受力狀態(tài)下樁的內(nèi)力與位移可以利用地基系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算;二是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁受到滑坡推力、錨索拉力、側(cè)面土彈性抗力及剩余抗滑力等的作用,這種狀況下樁身內(nèi)力與位移的計(jì)算需要與上面最為不利的組合相結(jié)合。
預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的設(shè)計(jì)要合理就需要考慮多種因素。比如當(dāng)樁受到設(shè)計(jì)滑坡推力的作用時(shí),錨索拉力必須要達(dá)到設(shè)計(jì)拉力值。假如錨索拉力過小,那么錨索將不能起到支點(diǎn)的作用,這會使位移得不到控制,只有在樁頂加入一道較小的作用力,才能對樁身內(nèi)力進(jìn)行減小,從而使大多數(shù)的滑坡推力還是利用樁身傳入滑床,確保樁身的受力狀態(tài)不會高于抗滑樁的受力狀態(tài)。然而,如果錨索設(shè)計(jì)拉力過大,那么樁身在承受最大滑坡推力的情況下,錨索拉力根本達(dá)不到設(shè)計(jì)值,這會產(chǎn)生很大的浪費(fèi),而且對錨索的施工技術(shù)及實(shí)施也會帶來極大的影響。一般情況下,錨索的設(shè)計(jì)拉力應(yīng)該是滑坡推力的1/2~4/7,而錨索結(jié)構(gòu)、錨索的應(yīng)力值及錨索的布置等問題也是預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁在設(shè)計(jì)中需要考慮的問題。另外,依據(jù)Winkle彈性地基梁的計(jì)算,以單根錨索的錨固力N1=400kN為集中力,并使其作用于梁上,在計(jì)算中,將垂直于梁的分力當(dāng)成設(shè)計(jì)力。由此可以計(jì)算縱梁的彎矩M、及剪力V。計(jì)算公式如下:
Vx=Vo-1/2A1Bp△Ay(2vo-v)-1/6Bpm1△Ay2(3vo-2v)
My=Mo+Voy-1/6A1Bp△Ay2(3yo-y)-1/12Bpm1△Ay3(2yo-y)
式中:Vo是滑動面處樁截面的剪力,Bp是樁的計(jì)算寬度,Mo是滑動面樁截面的彎矩,A1是樁前滑動面的地基系數(shù),m1是第一層滑床地基系數(shù)隨深度變化的比例系數(shù),Ay是滑動面下y處樁截面的側(cè)應(yīng)力。
3抗滑樁對堆積體滑坡進(jìn)行治理的方法
堆積體滑坡的特點(diǎn)主要是滑面較深,地下水較多。而在對其進(jìn)行治理的過程中,如果利用常規(guī)抗滑樁對其進(jìn)行治理,難么樁身要長達(dá)50m左右,且截面也很大,這會給工程的施工過程帶來極大的難題。但利用預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對治理工程進(jìn)行輔助治理,則可極大的降低樁身的長度樁及截面的大小。在埋設(shè)預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的時(shí)候,一共要埋設(shè)14根預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁,且樁與樁之間的距離要達(dá)到7m,設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高應(yīng)低于地面2~5m,而樁身長度要達(dá)到31~37m,樁底要深入完整基巖2~3m,滑面下的樁身長度要占樁身總長度的1/5(如圖1)。
此外,為了方便錨索的固定和拉伸,樁頭靠河側(cè)可以設(shè)計(jì)成斜面,而且要與錨索軸線垂直。為了避免錨頭下的混凝土局部應(yīng)力因集中而受到破壞,錨頭下的設(shè)計(jì)需要使用一定厚度和大小的承壓鋼板。而且錨索的設(shè)計(jì)拉力要為滑坡推力的1/2,單根錨索的拉力要達(dá)到130t,預(yù)拉力要達(dá)到90t,每根錨索的長度要達(dá)到70m,且要使用鋼鉸線束。錨索固定在基巖中的長度要達(dá)到10m,錨索的傾角要達(dá)到25℃,而水平投影下錨索軸線和樁截面長軸間的夾角要達(dá)到2°。
圖1預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁結(jié)構(gòu)圖
4結(jié)語
堆積體滑坡作為一種較為常見的自然災(zāi)害,對其的治理是需要被人們重視的。上文主要分析了堆積體滑坡的特征及基本要素,并探討了預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁的特點(diǎn)和其計(jì)算方式,以及預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁對堆積體滑坡進(jìn)行治理的方法,從而為堆積體滑坡的治理提供一些幫助。
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作者簡介:易祥成(1959—),男,湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局409隊(duì)工程師,研究方向:水工環(huán)(巖土工程)。