箱型竖向预应力抗滑桩的机理研究

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1、178科技研究城市道桥与防洪2014年10月第10期箱型竖向预应力抗滑桩的机理研究侯小强，曹建宇，钱普舟，孙泓(1．甘肃建筑职业技术学院，甘肃兰州730050；2．甘肃省远大路业集团有限公司，甘肃兰州730030；3．甘肃交通规划设计研究院，甘肃兰州730030)摘要：箱型竖向预应力抗滑桩是一种新型抗滑桩，截止目前国内外尚未发现此类研究成果，通过建立有限元模型，采用三种不同结构抗滑桩，即传统实心抗滑桩、箱型钢筋混凝土抗滑桩和箱型竖向预应力混凝土桩，在不同混凝土等级强度和1000kN、1500kN、2000kN三种滑坡推力等条件下进行计算，根据桩身位移、

2、剪力和弯矩大小变化进行对比分析后，说明箱型竖向预应力抗滑桩抗滑效果远远优于其它抗滑桩，同时该桩也具滑坡体内排水，节省工程费用及抗滑桩内检测维护方面的优点，值得进一步研究和推广。关键词：箱型结构；竖向预应力；抗滑桩；排水；检测维护中图分类号：U443．15文献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)10—0178—04及配筋，然而这些均属于抗滑桩体外预应力，并没0引言有更加有效的减小弯矩和工程费用，特别在桩内抗滑桩是穿过滑坡体深人于滑床的桩柱，用实施有效变形监控和维护更加困难。以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，适用于截至目前，很少有专家学者

3、提出箱型预应力抗浅层和中厚层的滑坡，是一种抗滑处理的主要措滑桩的各种研究成果，基于以上本次提出箱型竖施。抗滑桩对滑坡体的作用，利用抗滑桩插入滑动向预应力抗滑桩，充分利用预应力锚固技术和抗面以下的稳定地层，通过桩的抗力(锚固力)平衡滑桩结构的优点，一方面与一般锚拉桩相比锚索滑动体的推力，增加其稳定性，当滑坡体下滑时受长度大为减少，与悬臂桩相比，由于有了竖向预应到抗滑桩的阻抗，使桩前滑体达到稳定状态。通常力作用，桩身的锚固段减少，可以降低施工难度，根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件同时，竖向预应力荷载施加在桩身上，可以改善混等选用木桩、钢桩、混凝

4、土及钢筋混凝土桩。普通凝土的受力状态，从而改善桩体的结构性能，预应抗滑桩锚固深度一般根据地层岩性确定，按一般力筋在混凝土的受拉区，可替代部分桩身受拉钢经验，软质岩层中锚固深度为设计桩长的1／3，硬筋，在结构上采用箱型，进一步节约成本，在抗滑质岩中为设计桩长的1／4，土质滑床中为设计桩长桩工作期间，可以进入桩心进行监测和维护，由此的1／2t1。近年来，在传统抗滑桩基础上进行了技可见该桩是一种值得深入研究的桩型。术改进，在桩顶施加锚索，使得抗滑桩由原来的悬1抗滑桩结构假设及基本假定臂式受力状态变为上部简支梁，下部为一次超静定结构[3J。刘小丽等(2004)

5、提出根据预应力锚索抗1．1结构假设滑桩的实际施工过程和受力条件分阶段计算桩身本次以箱型竖向预应力、箱型钢筋混凝土和普内力，特别在第一阶段计算预应力作用下抗滑桩通混凝土抗滑桩三者结合起来进行比较研究。截的内力时考虑桩后滑面以上岩土体的反力作用]。面尺寸为1．8m×2．2m，其中箱内尺寸为0．8in×魏宁等(2004)基于Winkler假定，采用杆件有限1．2in，桩长为20ITI，见图1。滑坡推力采用1000kN／m、元计算模型模拟预应力锚索抗滑桩，研究其桩身1500kN／m、2000kN／m三种推力，通过比较桩身的内力和位移[63。桂树强等在锚拉桩的结

6、构计算中，最大剪力、最大弯矩及位移变化情况，说明箱型竖采用双参数法计算地基系数，将锚索视为弹性铰向预应力抗滑桩特性，见表1。支座，利用抗滑桩和锚索位移变形协调条件，计算1．2基本假定锚索的设计拉力及桩身的内力分布【41。尽管锚索(1)岩土体假定为理想弹塑性体，满足弹性塑抗滑桩的最大剪力和最大弯矩均比传统抗滑桩小应力一应变关系；桩与预应力筋为线弹性体，按弹很多，这样可以适当减小锚索抗滑桩的几何尺寸性受力进行分析。(2)滑动面是确定的，在整个工作过程中不会收稿日期：2014—06—16基金项目：甘肃省科技支撑计划研究项目(1304FKA055)，甘改变。肃

7、省高等学校科研项目(2013B一124)(3)在滑面以上的桩体施加滑坡推力，根据戴作者简介：侯小强(1977一)，男，甘肃正宁人，高级工程师，从事滑坡治理研究和教学工作。自航㈣在总结分析我国大量抗滑桩模型试验和现2014年．1O月第10期城市道桥与防洪科技研究179＼力为1000kN、1500kN、2000kN作用下，建立——多种工况有限元模型进行数值分析。＼滑预应力筋1鏊，首先确定预应力抗滑桩结构在不同等级混凝穿土时，对于抗滑能力影响程度，位移主要能反应其布抗滑效果，为此通过各节点和桩顶节点位移大小A来判断。为此采用工程常用到的C25、C30、C35

8、、⋯⋯＼／C40、C45、C50混凝土等级进行抗滑效果分析，根H一州据位移变化大小分析，C50