坡地填方边坡多排阶梯式抗滑桩研究

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在贵州山区的工程建设中,为获得建设场地,往往需要对山地进行深挖高填改造。随着时代的发展,由深挖高填形成的边坡高度越来越大。在高填方工程中,重力式挡土墙是最常用的边坡支挡结构,然而,当填方高度过大时,重力式挡墙的体量却显得过大,进而造成工程经济效益低下。特别地,在坡地上开挖高大挡土墙基槽施工难度大且不安全。抗滑桩也是填方工程中最常用的支挡结构,随着填方高度的增加,由单排发展为双排门式抗滑桩。为了改善结构受力并节省工程造价,由双排门式抗滑桩优化发展成阶梯式双排桩。在实际工程中,更出现了填方高度达30米的三排阶梯式抗滑桩。多排阶梯式抗滑桩应用于坡地填方工程时,不会对山体造成较大的开挖而破坏其稳定性。相比于重力式挡墙而言,多排阶梯式抗滑桩结构的体量小,自重轻,不仅更节约工程造价,而且对原有山体的扰动小,更有利于场地的稳定性。多排阶梯式抗滑桩的应用日益广泛,但对其较为系统的研究和报道却很罕见,因此,弄清多排阶梯式抗滑桩的承载机理显得尤为重要,更是一个值得深入研究的课题,对边坡工程的理论与实践有重要参考价值。本课题采用理论研究与数值模拟相结合的方法,对多排式阶梯抗滑桩的承载性能进行研究,主要内容及相关研究成果如下:(1)多排阶梯式抗滑桩中,如果各排桩采用相同的截面,则同一阶的各桩内力(弯矩与剪力)差别不算太大,弯矩以后排桩最大,前排桩最小;剪力也是后排桩最大,前排桩最小;在不同阶的桩段,下阶桩的内力(弯矩与剪力)大于上阶桩的内力,相差较大;根据以上桩的内力分布特点,可以对各排桩与各阶桩段采用不同的断面大小,以充分发挥各断面的承载能力,并最大限度的节省工程造价,由此本文提出变截面阶梯式多排桩概念,并期进一步深入研究。(2)对多排阶梯式抗滑桩位移进行研究,表明体系有较大的侧向刚度,位移控制效果好。(3)填土内摩擦角的改变对于多排阶梯式抗滑桩的位移、内力的变化呈现一定的规律。当内摩擦角从35°减少至10°时,多排阶梯式抗滑桩的位移、弯矩、剪力呈正相关变化。(4)根据上述研究结果,课题提出了简化的多排阶梯式抗滑桩初步设计方法,根据该方法初步确定体系的构件布置与截面尺寸,通过后续详细计算表明简化初步设计确定的参数是可行的。通过课题研究,表明多排阶梯式抗滑桩用于高填方支护是一种有效可靠的支护结构形式。
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