滑坡治理中的抗滑樁設(shè)計(jì)

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1、滑坡治理中的抗滑樁設(shè)計(jì)餌磊I,馬麗英2,冷曦晨3,于清楊1(1.吉林大學(xué)建設(shè)工程學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130026；2.大連鐵道學(xué)院，遼寧大連116000；3.吉林省交通廳，吉林長(zhǎng)春130021)摘要：抗滑桂因其具有抗滑能力強(qiáng)，適用務(wù)件廣泛，對(duì)滑坡的根治性能好等突岀優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地應(yīng)用于滑坡治理屮。但由于以隹“表格”計(jì)算方式的限制，在其設(shè)計(jì)應(yīng)用屮存在一些不盡如人煮的地方。對(duì)滑坡治理川抗滑樁的應(yīng)用、樁身形變、內(nèi)力、鋼筋混凝土樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，給出了不同地基系數(shù)務(wù)件下的樁內(nèi)力表達(dá)式、不同位移及轉(zhuǎn)角迫界條件下樁身變形，以及鋼

2、筋混凝土樁的結(jié)構(gòu)形式。墻制了從滑坡推力計(jì)算至樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的壘套應(yīng)用程序，從而使抗滑樁的分析快捷、準(zhǔn)確、實(shí)用性更強(qiáng).關(guān)鍵詞：抗滑柱；滑坡；內(nèi)力與變形中田分類號(hào)：P642.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A長(zhǎng)期以來，抗滑樁作為一種支擋抗滑結(jié)構(gòu)物而廣泛應(yīng)用于滑坡及邊坡的穩(wěn)定性治理中。在國(guó)內(nèi)外自20世紀(jì)60年代中較成功地開始使用抗滑樁以來，至今已有30余年的歷史。在60年代中至70年代末近10年的時(shí)間里，國(guó)內(nèi)抗滑樁較多她應(yīng)用于鐵路部門的滑坡治理中，并取得了良好的結(jié)果山鐵早期的抗滑樁的設(shè)計(jì)主要參照樁基的設(shè)計(jì)推導(dǎo)演變而來，70年代末以來國(guó)內(nèi)外許

3、多研究者對(duì)抗滑樁的設(shè)計(jì)理論、方法和參數(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，并結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，使得抗滑樁設(shè)計(jì)理論自80年代初以來已較為完善⑵引。但由于70年代末及80年代初計(jì)算工具的局限性，抗滑樁設(shè)計(jì)的過程手段主要采用了查表法確定計(jì)算中的一系列系數(shù)，并進(jìn)而計(jì)算樁內(nèi)力的方法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這種分析方法已不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代髙速發(fā)展的國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，因而利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)抗滑樁設(shè)計(jì)屮滑坡評(píng)價(jià)、參數(shù)調(diào)整、推力計(jì)算、抗滑樁內(nèi)力分析、抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖繪制等系統(tǒng)工程已成為迫切需要。結(jié)合這一需要，本文進(jìn)行了抗滑樁分析中

4、這一系列評(píng)價(jià)的“自動(dòng)化”實(shí)現(xiàn),為抗滑樁的設(shè)計(jì)提供了一種準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便、可動(dòng)態(tài)調(diào)整的分析方法及評(píng)價(jià)軟件。1抗滑樁的類型抗滑樁按施工方法可分為：打人樁、鉆孔樁和挖孔樁；按材料可分為：木樁、鋼樁和鋼筋混凝土樁；按樁的截面形狀可分為圓形樁，管形樁和矩形樁等；按樁與周圍巖土的相對(duì)剛度分為剛性樁和彈性樁；按結(jié)構(gòu)型式可分為排式單樁、承臺(tái)式樁和排架樁?？够瑯兜目够饔弥饕抢梅€(wěn)定地層的錨固作用和被動(dòng)抗力來平衡滑坡推力。與其它抗滑工程如抗滑擋墻、錨桿等相比，英具有抗滑能力強(qiáng)、適用條件廣泛、不易惡化滑坡狀態(tài)、施工安全簡(jiǎn)便,并能進(jìn)

5、一步核實(shí)地質(zhì)條件等突出優(yōu)點(diǎn)。由于抗滑樁在治理滑坡及維護(hù)邊坡穩(wěn)定上的突出優(yōu)點(diǎn)，使抗滑樁廣泛應(yīng)用于礦山邊坡、鐵路、公路滑坡、工業(yè)與民用建筑基坑支護(hù)、港口等邊坡工程屮。且抗滑樁的單樁截面已達(dá)3?5*7.0m,單樁的長(zhǎng)度已超過50m。在滑坡治理及邊坡工程中，針對(duì)不同工程地質(zhì)條件.采用不同類型的抗滑樁進(jìn)行邊坡加固與滑坡治理取得了大量成功的經(jīng)驗(yàn)，隨看國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)速度的加快.其應(yīng)用前景將更加廣闊。2抗滑樁變形及內(nèi)力分析2.1滑動(dòng)面以上抗滑樁的位移及內(nèi)力分析對(duì)于滑動(dòng)面以上抗滑樁的位移及內(nèi)力分析主要作為懸臂梁求解。當(dāng)其分別受均布荷

6、載及線性荷載時(shí)，由變形微分方程式d2x_M(y)~dy^~El并考慮在滑動(dòng)面處其轉(zhuǎn)角及位移邊界條件分別為0A及XA?？汕蟮镁己奢d下抗滑樁滑面以上部分的位移及轉(zhuǎn)角方程為dx_q~dy~~6EI3-尸)一久，2需3一心+引4)+以一刃+心線性分布荷載下抗滑樁滑面以上部分的轉(zhuǎn)角及位移為（p=丫（才_(tái)廠）+024EIA兀=5廠丁+4尸）+0（/一刃+心120￡72.2滑動(dòng)面以下抗滑樁的內(nèi)力及變形分析抗滑樁位于滑動(dòng)面以下部分主要為地基梁，釆用地基梁理論確定其變形及內(nèi)力。當(dāng)受均布荷載及線性荷載時(shí)分別討論如下：(1)當(dāng)受均

7、布荷載作用時(shí)(k法)，樁頂受水平荷載時(shí)抗滑樁撓曲微分方程為⑶d4xEI^-4+xKB=0dy4"英屮：xKBp為地基作用于樁上的水平抗力,t/m2o引入變形系數(shù)0=KB“=4E0,上式可寫為上鼻+4休=0dy解上述微分方程，得到滑動(dòng)面以下樁身任一截而的變位和內(nèi)力的計(jì)算公式:兀嚴(yán)也+卑0+弊％+器％〉0力/32EI3^EI4%=0（7%+務(wù)+為y%）+伴A=-4心0-—4^,+伴A（p+?0,/32EIA301護(hù)ElpyEl-為=-5-曾吋鵲4時(shí)焉叭,￡=°其屮:(p、=cos/3ychf3y,0=*(sinfyc

8、h/iy+cosfiyshjSy).%=*sin加/洛，。4=*(sinpychfiy-cos(5ysh(3y)當(dāng)樁底為自由端時(shí)，Mb=0,Qb=0,可得兀二Ma4妨+%佟

9、Qa003一004*"/El4(p；-4?%/El4號(hào)-4佟巾'二必人4也+(P40此-0?八/3EI4怎一4%?〃EI4號(hào)一4004(2)當(dāng)受線性分布荷載作用時(shí)(m法)，樁的撓曲微分方程為EI^-=