国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

巖土荷載作用下坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)制性規(guī)定的分析

2021-11-26 11:55:56方玉樹
重慶建筑 2021年11期
關(guān)鍵詞:抗拔坡體擋墻

方玉樹

(1陸軍勤務(wù)學(xué)院,重慶 401311;2巖土力學(xué)與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 401311)

0 引言

全文強(qiáng)制的《建筑和市政地基基礎(chǔ)通用規(guī)范》(GB 55003—2021)(以下稱《地基通用規(guī)范》)對(duì)巖土荷載作用下坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算作出了規(guī)定。具體情況是:

(1)第2.2.2條第4款規(guī)定:“在確定……支擋結(jié)構(gòu)截面、……支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力、確定配筋和驗(yàn)算材料強(qiáng)度時(shí),……擋土墻土壓力以及滑坡推力,應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)……”

(2)第7.2.1條規(guī)定:“支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)符合下式規(guī)定:

式中:γ0——支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù);Sd——作用基本組合的效應(yīng)(軸力、彎矩、剪力)設(shè)計(jì)值;Rd——支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力設(shè)計(jì)值?!?/p>

(3)第7.2.3條第1款規(guī)定:“支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算應(yīng)符合下式規(guī)定:

式中:Rk——抗滑力、抗滑力矩、抗傾覆力矩、錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力等土的抗力標(biāo)準(zhǔn)值;Sk——滑動(dòng)力、滑動(dòng)力矩、傾覆力矩、錨桿和土釘拉力等作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng);K——安全系數(shù)?!?/p>

可以看出,第7.2.1條規(guī)定與第2.2.2條第4款規(guī)定是一致的。

第7.2.1條規(guī)定與第7.2.3條第1款規(guī)定來(lái)自“基坑工程”一章,是針對(duì)基坑工程的,“邊坡工程”一章沒有相應(yīng)規(guī)定,但根據(jù)“基坑工程”一章在前、“邊坡工程”一章在后這個(gè)排序和基坑工程與邊坡工程的相似性,可以認(rèn)為邊坡工程支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算的要求與第7.2.1條、第7.2.3條第1款的規(guī)定相同。如果不能這樣認(rèn)識(shí),則意味著《地基通用規(guī)范》在邊坡工程支護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算方面未作規(guī)定(即邊坡工程方面存在缺項(xiàng)),此時(shí),如果在邊坡工程穩(wěn)定性驗(yàn)算方面采用與第7.2.3條相同的做法,那是符合《地基通用規(guī)范》精神的。

筆者對(duì)這些強(qiáng)制性規(guī)定涉及到的與巖土荷載有關(guān)的坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度驗(yàn)算問(wèn)題進(jìn)行討論并提出建議。為敘述方便,在分析中將第2.2.2條第4款中的支擋結(jié)構(gòu)和第7.2.1條、第7.2.3條第1款的支護(hù)結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)。

1 關(guān)于坡體作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載類型

關(guān)于坡體作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載,《地基通用規(guī)范》第2.2.2條第4款用了而且只用了“擋土墻土壓力”和“滑坡推力”兩個(gè)類型,這意味著在《地基通用規(guī)范》中坡體作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載有而且只有擋土墻土壓力和滑坡推力兩種。這樣做存在下列問(wèn)題:

(1)未包括非滑坡的邊坡(以下稱邊坡)作用在無(wú)擋墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)(如單純或僅有護(hù)面的錨桿群)上的荷載。不同于有擋墻的支護(hù)結(jié)構(gòu),無(wú)擋墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)沒有墻背,繼而沒有墻背摩擦角、沒有方向與墻背法向夾角為墻背摩擦角的擋墻反力,無(wú)法根據(jù)這種擋墻反力建立力平衡方程。

(2)擋土墻土壓力概念不適用于以穩(wěn)定系數(shù)不小于穩(wěn)定安全系數(shù)為要求的土質(zhì)邊坡?!兜鼗ㄓ靡?guī)范》第2.2.2條第4款中與滑坡推力并列出現(xiàn)的擋土墻土壓力包括,甚至主要是主動(dòng)土壓力(靜止土壓力或其修正值只用于需要控制變形的邊坡),但主動(dòng)土壓力概念只適用于不要求穩(wěn)定系數(shù)不小于穩(wěn)定安全系數(shù)的情況,例如:擋墻背后全填方的情況。主要原因是:主動(dòng)土壓力是基于極限平衡(即擋墻反力作用下穩(wěn)定系數(shù)為1)算得的,與大于1的穩(wěn)定安全系數(shù)無(wú)關(guān),當(dāng)邊坡穩(wěn)定系數(shù)不小于1而小于穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí),相應(yīng)主動(dòng)土壓力為0或?yàn)樨?fù)值。這表明,在此情況下,《地基通用規(guī)范》第2.2.2條第4款的規(guī)定未達(dá)到該規(guī)范前言所稱的“保障……工程安全……的控制性底線要求”。主動(dòng)土壓力概念之所以適用于擋墻背后全填方這種情況,是因?yàn)椋涸趽鯄π纬汕埃淮嬖谝粋€(gè)側(cè)面位置及傾斜情況和墻背相同的邊坡,因而無(wú)需采用穩(wěn)定系數(shù)概念;同時(shí),離開了擋墻,背后填土自身是不穩(wěn)定的,要發(fā)生垮塌,即使單獨(dú)計(jì)算背后填土的穩(wěn)定性,其穩(wěn)定系數(shù)也將小于1,也就是說(shuō),無(wú)論借助土壓力計(jì)算還是借助穩(wěn)定性計(jì)算,都會(huì)得出需要支擋的結(jié)論。據(jù)此可知,雖然主動(dòng)土壓力理論是為擋墻背后全填方的情況提出的,但在擋墻背后的全軟土或無(wú)黏性土體不視為坡體,從而無(wú)需采用穩(wěn)定系數(shù)概念時(shí),抗失穩(wěn)擋墻巖土荷載也可采用主動(dòng)土壓力理論計(jì)算。不過(guò),這樣做與擋墻地基穩(wěn)定性驗(yàn)算的做法是不匹配的。在當(dāng)今高大擋墻和復(fù)雜或軟弱地基條件經(jīng)常遇到的時(shí)代背景下,不經(jīng)驗(yàn)算越來(lái)越難保證擋墻地基穩(wěn)定性滿足要求。因此這種不匹配的情況會(huì)時(shí)常出現(xiàn)。

(3)未包括巖質(zhì)邊坡和土巖組合邊坡作用在擋墻上的荷載?!兜鼗ㄓ靡?guī)范》第2.1.2條、第2.1.5條、第2.1.10條、第3.1.1條、第3.1.2條、第3.2.1條均已采用“巖土”一詞,所以“擋土墻土壓力”中的“土”不能理解為“巖土”。如果像《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2013)[1](以下稱《邊坡規(guī)范》2013版)所做的那樣,對(duì)巖質(zhì)邊坡給出主動(dòng)巖石壓力概念,那么,與擋墻主動(dòng)土壓力概念不適用于以穩(wěn)定系數(shù)不小于穩(wěn)定安全系數(shù)為要求的土質(zhì)邊坡同理,擋墻主動(dòng)巖石壓力概念不適用于以穩(wěn)定系數(shù)不小于穩(wěn)定安全系數(shù)為要求的巖質(zhì)邊坡。因所有巖質(zhì)邊坡都要求穩(wěn)定系數(shù)不小于穩(wěn)定安全系數(shù)而沒有例外,故擋墻主動(dòng)巖石壓力概念對(duì)所有巖質(zhì)邊坡都不適用。

(4)將滑坡推力與擋土墻土壓力并列且同等對(duì)待是不正確的。實(shí)際上,目前的設(shè)計(jì)除了將主動(dòng)土壓力和剩余推力視為兩個(gè)不同來(lái)源(來(lái)自不同滑面)的力,未作其它區(qū)分?!兜鼗ㄓ靡?guī)范》第2.2.2條第4款將滑坡推力與擋土墻土壓力并列且同等對(duì)待正是這種錯(cuò)誤的延續(xù)。滑坡推力一般指滑坡剩余推力(在我國(guó)工程界,絕大多數(shù)情況下指用剩余滑動(dòng)力法算得的滑坡剩余滑動(dòng)力)。剩余推力的特點(diǎn)與主動(dòng)土壓力相反,它與大于1的穩(wěn)定安全系數(shù)有關(guān)(隨其增大而增大),但不滿足擋墻反力作用下的力平衡方程,即不是擋墻反力的反力。因此,與主動(dòng)土壓力可以直接用于背后全填方的擋墻設(shè)計(jì)計(jì)算不同,剩余推力不能直接用于支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。

順便指出,《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50007—2011)[2]第6.8.3條中的“(巖質(zhì)邊坡)作用在支擋結(jié)構(gòu)上的推力”既像用剩余滑動(dòng)力法算得的剩余滑動(dòng)力一樣不滿足擋墻反力作用下的力平衡方程,即不是擋墻反力的反力,又像主動(dòng)土壓力一樣與大于1的穩(wěn)定安全系數(shù)無(wú)關(guān)(當(dāng)邊坡穩(wěn)定系數(shù)不小于1而小于穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí),相應(yīng)推力為0或?yàn)樨?fù)值)。

(5)對(duì)滑坡和邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí),均以穩(wěn)定系數(shù)不小于穩(wěn)定安全系數(shù)為要求,卻在抗失穩(wěn)支護(hù)時(shí)分別用剩余推力和主動(dòng)巖土壓力代表作用在抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載,在道理上是說(shuō)不通的。雖然滑坡中的滑面是既有的,邊坡中的滑面是潛在的,但當(dāng)二者的滑面強(qiáng)度參數(shù)和形態(tài)以及其他條件相同時(shí),二者的抗滑穩(wěn)定系數(shù)相同,此時(shí),在穩(wěn)定安全系數(shù)和支護(hù)位置及支護(hù)結(jié)構(gòu)相同的情況下,作用在抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載不應(yīng)該不同。

筆者主張,將坡體作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載簡(jiǎn)稱為坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載;將坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載分為坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載和坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載(當(dāng)不涉及滑動(dòng)以外的失穩(wěn)方式時(shí),可稱坡體抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載);坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載采用靜止巖土壓力修正法計(jì)算;坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載采用按穩(wěn)定性公式反算法計(jì)算。這里的“坡體”包括了滑坡坡體和非滑坡坡體、永久坡體和臨時(shí)坡體,也可以包括擋墻背后全填方這種在設(shè)置擋墻之前以墻背為坡面的坡體物質(zhì)尚未形成的坡體。

采用按穩(wěn)定性公式反算法算得的坡體抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載與最末條塊傳遞的剩余滑動(dòng)力的關(guān)系是:

式中:Pn——最末條塊所傳每延米剩余滑動(dòng)力(kN/m);θn——最末條塊滑面傾角(°),滑面傾向與滑動(dòng)方向相同時(shí)取正值,滑面傾向與滑動(dòng)方向相反時(shí)取負(fù)值;φn——最末條塊滑面內(nèi)摩擦角(°);Fst——坡體抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);R0n——最末條塊所傳每延米巖土荷載的反力(kN/m);αn——最末條塊所傳每延米巖土荷載的反力傾角(°);反力方向指向斜下方時(shí)取正值,指向斜上方時(shí)取負(fù)值。

由此可知,按穩(wěn)定性公式反算法所得抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載一般大于剩余滑動(dòng)力。

當(dāng)滑面為直線形而主動(dòng)土壓力計(jì)算采用庫(kù)倫型土壓力理論時(shí),用按穩(wěn)定性公式反算法所得抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載是滑面內(nèi)摩擦系數(shù)和粘聚力按除以抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的方式調(diào)整后所得主動(dòng)土壓力,也就是說(shuō),用除以抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)后的滑面新內(nèi)摩擦系數(shù)和新粘聚力替換滑面原有內(nèi)摩擦系數(shù)和粘聚力所得主動(dòng)土壓力就是用按穩(wěn)定性公式反算法所得抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載。由此可知,按穩(wěn)定性公式反算法所得抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載總是大于主動(dòng)土壓力。

采用筆者主張后,前述幾個(gè)問(wèn)題均不再存在。很多巖質(zhì)邊坡抗滑穩(wěn)定性很高,但為防范拉裂變形,也需要支護(hù),關(guān)于此種情況的巖土荷載計(jì)算問(wèn)題,《邊坡規(guī)范》2013版采用基于虛假的“巖體等效內(nèi)摩擦角”計(jì)算虛假的“主動(dòng)巖石壓力”的方法來(lái)解決,這個(gè)思路是錯(cuò)誤的。但這與主動(dòng)土壓力概念無(wú)關(guān),也與主動(dòng)巖石壓力概念無(wú)關(guān),因而與《地基通用規(guī)范》及其精神無(wú)關(guān)。靜止巖土壓力修正法可以解決巖質(zhì)邊坡抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載計(jì)算問(wèn)題。一些土質(zhì)邊坡抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載視情采用靜止土壓力或其與主動(dòng)土壓力的平均值,當(dāng)不采用主動(dòng)土壓力概念時(shí),靜止巖土壓力修正法也可以解決土質(zhì)邊坡抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載計(jì)算問(wèn)題(該法可以包括以靜止土壓力為抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載的情況,此時(shí)修正系數(shù)取1即可)。

按穩(wěn)定性公式反算法和靜止巖土壓力修正法,筆者在多年前便已提出[3-5],對(duì)此,拙著[6]有兩個(gè)專章的論述。

2 關(guān)于巖土荷載作用下坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算

在坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算中,在巖土荷載同雪荷載和風(fēng)荷載一樣是標(biāo)準(zhǔn)值的情況下,像《地基通用規(guī)范》第2.2.2條第4款和第7.2.1條規(guī)定的那樣,巖土荷載“按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)”并乘以支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)是很正常的。但第2.2.2條第4款中的滑坡推力不是像雪荷載和風(fēng)荷載那樣的標(biāo)準(zhǔn)值,而是與隨支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性變化的穩(wěn)定安全系數(shù)有關(guān),隨穩(wěn)定安全系數(shù)增大而增大。因此,滑坡推力“按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)”并乘以支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)的規(guī)定是不正確的。在滑坡推力剛好等于由按穩(wěn)定性公式反算法算得的坡體抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載時(shí),這種規(guī)定不屬于《地基通用規(guī)范》前言所稱的“保障……工程安全……的控制性底線要求”。當(dāng)然,由于滑坡推力不是作用基本組合的結(jié)果,滑坡推力在性質(zhì)上也不是荷載設(shè)計(jì)值。

由按穩(wěn)定性公式反算法算得的坡體抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載與滑坡推力同質(zhì),即:與隨支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性變化的穩(wěn)定安全系數(shù)有關(guān),隨穩(wěn)定安全系數(shù)增大而增大,因此,對(duì)這種荷載也不能要求按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),并乘以支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)。同樣,這種荷載在性質(zhì)上也不是荷載設(shè)計(jì)值。

由按穩(wěn)定性公式反算法算得的坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載是剛好使坡體穩(wěn)定的支護(hù)力之反力。因此,當(dāng)用安全系數(shù)表示支護(hù)結(jié)構(gòu)安全度時(shí),在理論上,坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)安全系數(shù)可取1,或者說(shuō),坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)極限承載力等于抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載即可。但是,坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)極限承載力的確定存在明顯誤差,比如:抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載在豎直和水平方向上的分布也難以準(zhǔn)確確定,這導(dǎo)致抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)極限承載力的確定即使在構(gòu)件極限承載力計(jì)算無(wú)誤差時(shí)也有明顯誤差;另外,由于錨桿受拉力作用時(shí)砂漿與巖土層界面上應(yīng)力分布不均并且因錨固長(zhǎng)度的不同而不同,靠試驗(yàn)和相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)確定的砂漿與巖土層極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值有明顯誤差,尤其是工作條件會(huì)引起錨桿承載力發(fā)生很大變化。如果為考慮抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)極限承載力這一新因素的誤差對(duì)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果的影響而提高穩(wěn)定安全系數(shù),又會(huì)造成同一工程重要性等級(jí)和同一失穩(wěn)類型下的穩(wěn)定安全系數(shù)取值不統(tǒng)一。因此,抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)本身應(yīng)有一定安全度,但其安全度應(yīng)低于以主動(dòng)土壓力為荷載時(shí)所設(shè)計(jì)的擋墻。

坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí),鑒于按穩(wěn)定性公式反算法算得的抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載隨坡體穩(wěn)定安全系數(shù)的增大而增大,而穩(wěn)定安全系數(shù)隨工程重要性的提高而提高,將這種荷載乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)已無(wú)必要;鑒于坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)用于抗變形,其巖土荷載乘以結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)也無(wú)必要。

綜合本節(jié)和上節(jié)所述,筆者主張,在坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算中,坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)并乘以支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載采用承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,但分項(xiàng)系數(shù)取1.0,支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0。

從這里和下節(jié)可以看出,由按穩(wěn)定性公式反算法算得的抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載很特別:它在性質(zhì)上既不是荷載標(biāo)準(zhǔn)值,也不是荷載設(shè)計(jì)值,但為符合強(qiáng)度驗(yàn)算的統(tǒng)一規(guī)則,需要在分項(xiàng)系數(shù)法中視為荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.0的荷載設(shè)計(jì)值,在安全系數(shù)法中視為要求減小安全系數(shù)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

筆者的上述主張?jiān)谧局鳾6]中已有較詳細(xì)的論述。

3 關(guān)于坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘抗拔承載力驗(yàn)算

《地基通用規(guī)范》第7.2.3條第1款將支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘抗拔承載力驗(yàn)算歸為支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算,要求錨桿和土釘拉力標(biāo)準(zhǔn)值與安全系數(shù)之積不小于錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力這個(gè)土的抗力標(biāo)準(zhǔn)值。這一規(guī)定存在下列問(wèn)題:

(1)將錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力這種抗力歸入土的抗力是不合適的。錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力這種抗力不都屬于土的抗力,在某些條件下錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力受制于筋材極限抗拉斷承載力或筋材極限抗拔承載力。巖石錨桿承載力也不屬于土的抗力。

(2)將支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘抗拔承載力驗(yàn)算歸為支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算是不合適的。

①一般意義上說(shuō),錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力由筋材極限抗拉斷承載力、筋材極限抗拔承載力和錨固體極限抗拔承載力三者的小值決定,因此,錨桿和土釘承載力驗(yàn)算涵蓋了筋材抗拉斷承載力驗(yàn)算、筋材抗拔承載力驗(yàn)算和錨固體抗拔承載力驗(yàn)算。其中,前兩種驗(yàn)算屬于支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算,《地基通用規(guī)范》是對(duì)材料強(qiáng)度驗(yàn)算和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算分別作出規(guī)定的;后一種驗(yàn)算屬于支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土強(qiáng)度驗(yàn)算,與地基(樁基)承載力驗(yàn)算相當(dāng),《地基通用規(guī)范》是對(duì)地基(樁基)承載力驗(yàn)算和支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算分別作出規(guī)定的。

②當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)承擔(dān)巖土荷載的能力完全取決于錨桿群和土釘群時(shí),一根錨桿和土釘抗拔承載力不滿足要求并不表示所在支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不滿足要求。

③當(dāng)有擋墻的支護(hù)結(jié)構(gòu)含有錨桿(如錨桿擋墻和錨拉樁擋墻)時(shí),錨桿只是支護(hù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)組成部分,錨桿抗拔承載力驗(yàn)算顯然不是支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算。

(3)對(duì)錨桿和土釘?shù)睦︻愋筒患訁^(qū)分是不合適的。如上兩節(jié)所述,坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載應(yīng)根據(jù)按穩(wěn)定性公式反算法計(jì)算,它在強(qiáng)度驗(yàn)算中不能像坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載那樣對(duì)待,坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘?shù)睦ο涤善麦w支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載算得,坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘?shù)睦σ膊荒芟衿麦w抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘?shù)睦δ菢訉?duì)待。

(4)不給出錨桿和土釘承載安全系數(shù)取值要求是不合適的。在此情況下,安全系數(shù)即使取1.001或者1.01也沒有違反《地基通用規(guī)范》的規(guī)定,而這樣取值時(shí),涉錨桿和土釘支護(hù)的工程安全度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。也許有人認(rèn)為,安全系數(shù)取值可以由其他標(biāo)準(zhǔn)確定。這一認(rèn)識(shí)是不正確的,因?yàn)椤兜鼗ㄓ靡?guī)范》留下這個(gè)空白意味著該規(guī)范對(duì)支護(hù)錨桿和土釘沒有給出其前言所稱的“保障……工程安全……的控制性底線要求”。

為解決上述問(wèn)題,理論上可以采取下列辦法:錨桿和土釘材料強(qiáng)度驗(yàn)算(即筋材抗拉斷承載力驗(yàn)算和筋材抗拔承載力驗(yàn)算)采用筆者在上節(jié)提出的主張;巖土強(qiáng)度驗(yàn)算(即錨固體抗拔承載力驗(yàn)算)按地基(樁基)承載力驗(yàn)算對(duì)待,采用安全系數(shù)法(關(guān)于地基(樁基)承載力驗(yàn)算改允許應(yīng)力法為安全系數(shù)法這一主張的詳細(xì)論述見筆者另文[6-7]),給出不隨工程安全等級(jí)變化的承載安全系數(shù)取值(安全系數(shù)不隨工程安全等級(jí)變化的做法與分項(xiàng)系數(shù)法中支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0的做法是一致的),其中,抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨固體抗拔安全系數(shù)小于抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨固體抗拔安全系數(shù)。

但采取上述辦法存在下列兩個(gè)缺陷:

①為使安全度不下降,采用分項(xiàng)系數(shù)法時(shí)需引入工作條件系數(shù)(就像《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330—2002)[8]所做的那樣),這使得計(jì)算方法不完全符合分項(xiàng)系數(shù)法的概念。但如果取消工作條件系數(shù),又會(huì)使得筋材承載安全度顯著降低。

②錨固段長(zhǎng)度需取由筋材與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度決定的錨固段長(zhǎng)度和由砂漿與巖土體粘結(jié)強(qiáng)度決定的錨固段長(zhǎng)度二者的大值,同是錨固段長(zhǎng)度,一個(gè)(由桿體與砂漿粘結(jié)強(qiáng)度決定的錨固段長(zhǎng)度)用分項(xiàng)系數(shù)法,一個(gè)(由砂漿與巖土體粘結(jié)強(qiáng)度決定的錨固段長(zhǎng)度)用安全系數(shù)法,這使得設(shè)計(jì)計(jì)算較易出錯(cuò)。

為此,筆者主張:將錨桿和土釘承載力驗(yàn)算的規(guī)定單列(相應(yīng)地,關(guān)于坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算的規(guī)定需注明不包括錨桿和土釘);錨桿和土釘材料強(qiáng)度驗(yàn)算(即筋材抗拉斷承載力驗(yàn)算和筋材抗拔承載力驗(yàn)算)和巖土強(qiáng)度驗(yàn)算(即錨固體抗拔承載力驗(yàn)算)均采用安全系數(shù)法,給出不隨工程安全等級(jí)變化的承載安全系數(shù)取值,其中,抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿承載(筋材抗拉、筋材抗拔、錨固體抗拔)安全系數(shù)小于抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿承載(筋材抗拉、筋材抗拔、錨固體抗拔)安全系數(shù)。

筆者的上述主張(包括承載安全系數(shù)取值)在拙著[6]中已有較詳細(xì)的論述。

4 結(jié)論與建議

(1)將作用在坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載劃分為擋土墻土壓力和滑坡推力兩類是不正確的,將主動(dòng)巖土壓力用作邊坡抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載造成抗滑穩(wěn)定系數(shù)大于或等于1但抗滑未達(dá)穩(wěn)定的坡體和抗滑穩(wěn)定但有拉裂變形之虞的永久高陡巖質(zhì)邊坡得不到治理,將給工程造成嚴(yán)重安全隱患。建議:將坡體作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的巖土荷載簡(jiǎn)稱為坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載,將坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載分為坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載(當(dāng)不涉及滑動(dòng)以外的失穩(wěn)方式時(shí)可稱坡體抗滑支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載)和坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載,坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載采用按穩(wěn)定性公式反算法計(jì)算,坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載采用靜止巖土壓力修正法計(jì)算。這里的“坡體”包括了滑坡坡體和非滑坡坡體、永久坡體和臨時(shí)坡體,也可以包括擋墻背后全填方這種在設(shè)置擋墻之前以墻背為坡面的坡體物質(zhì)尚未形成的坡體。

(2)在坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算中,對(duì)抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載和抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載不加區(qū)分、同等對(duì)待的做法是不正確的。建議:在除錨桿和土釘外的坡體支護(hù)結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度驗(yàn)算中,坡體抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載按承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù),但支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0;坡體抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)巖土荷載采用承載能力極限狀態(tài)下作用的基本組合,但分項(xiàng)系數(shù)取1.0,支護(hù)結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取1.0。

(3)將錨桿和土釘?shù)臉O限抗拔承載力這種抗力歸入土的抗力、將支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿和土釘抗拔承載力驗(yàn)算歸為支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算、對(duì)錨桿和土釘?shù)睦︻愋筒患訁^(qū)分這些做法都是不合適的,而不給出承載安全系數(shù)取值要求將留下安全隱患。建議:錨桿和土釘材料強(qiáng)度驗(yàn)算(即筋材抗拉斷承載力驗(yàn)算和筋材抗拔承載力驗(yàn)算)和巖土強(qiáng)度驗(yàn)算(即錨固體抗拔承載力驗(yàn)算)均采用安全系數(shù)法,給出不隨工程重要性等級(jí)變化的錨桿承載安全系數(shù)取值,其中抗失穩(wěn)支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿承載(筋材抗拉、筋材抗拔、錨固體抗拔)安全系數(shù)小于抗變形支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿承載(筋材抗拉、筋材抗拔、錨固體抗拔)安全系數(shù)。

(4)長(zhǎng)期的錯(cuò)誤不應(yīng)當(dāng)作成熟的經(jīng)驗(yàn)被強(qiáng)制延續(xù)。

猜你喜歡
抗拔坡體擋墻
降雨對(duì)庫(kù)區(qū)邊坡入滲規(guī)律的影響研究
采動(dòng)-裂隙水耦合下含深大裂隙巖溶山體失穩(wěn)破壞機(jī)理
錨板形狀對(duì)極限抗拔力影響的有限元分析及簡(jiǎn)化計(jì)算公式
烏弄龍水電站庫(kù)區(qū)拉金神谷坡體變形成因機(jī)制分析
不同開采位置對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的數(shù)值模擬分析
山西煤炭(2019年2期)2019-08-29 05:35:40
嵌巖擴(kuò)底抗拔樁承載特性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究
河道生態(tài)擋墻的計(jì)算分析及實(shí)際應(yīng)用
抗拔樁布置型式對(duì)基礎(chǔ)內(nèi)力影響的對(duì)比實(shí)例分析
漿砌石擋墻排水體的具體運(yùn)用
河南科技(2014年1期)2014-02-27 14:04:16
現(xiàn)澆泡沫輕質(zhì)土在渠道擋墻中的應(yīng)用
弋阳县| 枣强县| 银川市| 攀枝花市| 商河县| 庐江县| 怀来县| 玉田县| 双桥区| 宁阳县| 齐齐哈尔市| 庐江县| 札达县| 临猗县| 建宁县| 鹤峰县| 丹巴县| 安龙县| 孟津县| 天门市| 松滋市| 通城县| 穆棱市| 铅山县| 河津市| 牟定县| 兴仁县| 宁化县| 黔东| 师宗县| 十堰市| 柘城县| 阳高县| 噶尔县| 正镶白旗| 茌平县| 永寿县| 右玉县| 阳高县| 图片| 文安县|