高路堤锚索桩板墙桩内力计算方法与相关问题探讨

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1、中国铁道科学研究院硕士学位论文进行加固。减载图1．1高路堤下沉滑移病害整治示意图1．2高陡路堤主要防护措施高路堤如果减小坡率、收拢坡脚，可减少占地、减少对植被的破坏、利于环保。或在一些特殊情况下，占地有限，无法将路堤边坡放缓。这样就出现了高陡路堤。但路堤边坡坡率减小，对路堤稳定性要求更高，一般的路肩墙、路堤墙等支挡结构难以保障路堤稳定。现常用措施一般有：桩基托梁挡土墙、桩板墙、支挡结构结合加筋土技术、预应力锚索、以及一些新型支挡结构等等。桩基托梁挡土墙，是挡土墙与桩的组合形式，由托梁相连接，桩基托梁来源于建筑桩基

2、和桥梁桩基，主要用于解决承载力较低的矛盾。当地面陡峻或地表覆盖为松散体、地表稳定性较差时，采用桩基托梁挡土墙可将基底置于稳定地层中，以减小上部挡土墙截面，节省圬工。图1．2为桩基托梁挡土墙示意图。PJ地萌线一—俩／7／厂．————————————————-————_7‘二————r7路基中线图1．2桩基托梁挡土墙中国铁道科学研究院硕士学位论文桩板墙通过桩结构将受荷段荷载传递至稳定地层中，由桩板结构和锚固段土体共同承受荷载。当荷载较大时，采用预应力锚索抗滑桩，可减小截面、缩短桩长。图

3、：3为某高速公路K213+84

4、8一-K214+060段填方路堤采用桩板墙作为支挡结构的示意图。c25铜蕾砼彗土板～—入；舫心，：b弋l～p．．’、飞＼‘’奠茹：．ic．§＼一＼■＼_二：：口113．103图1．3桩板墙加筋土和支挡结构组合的方式，是在土中加入土工合成材料而形成的复合土，以提高土体的强度和稳定性，在路堤坡面设置支挡结构以增强坡面约束。结构示意图如图1．4。此外，还有一些新型结构，如双面直立互锚式薄壁挡土墙是由墙面体系、填料、对拉钢筋和基础组成，填土对墙面的荷载通过对拉钢筋的连接传递到对拉钢筋，并最终由对拉钢筋来承担。图1．5为某

5、公路鸣凤至花林寺段改建工程的K5+996～K6+076段采用的双面直立互锚式薄壁挡土墙结构形式。路基中线，￡========：==；=，———————_]_●一攀，，兰，-≤筋带单元原地面图1．4加筋土结合支挡结构旷中国铁道科学研究院硕士学位论文图1．5双面直立互锚薄壁挡土墙桩基托梁挡土墙的优势在于当地基承载力不足时，采用此种结构能保证基底稳定，能节省上部结构圬工，减小对坡体的扰动。加筋土技术主要作用在于提高填料稳定性。而对拉式挡土墙主要适用于地形受限制而需要两侧修筑挡土墙的地方，适用环境比较特殊。桩板墙的优势在

6、于，其悬臂高度可以较高。一般悬臂式桩板墙地面以上悬臂高度可达15m左右。地基强度不足时可延长桩长。当桩的悬臂高度较大时，结构内力大，此时在桩上适当位置设置锚索，可使桩的受力状态得到优化，减小桩截面及桩的埋深。预应力锚索桩板墙地面以上高度可达20多米。当路堤高度较高时，预应力锚索桩板墙的适用性更高，可节省圬工、减小对坡体的扰动。因此，本文主要对预应力锚索桩板墙应用于高路堤时，结构受力状念及内力计算方法进行初步探讨，其它结构形式不再赘述。1．3预应力锚索桩板墙研究现状预应力锚索桩板墙是在挡土墙、预应力锚索抗滑桩、桩板

7、墙基础上发展起来的一种新型支挡结构。由桩、板、预应力锚索三部分组成，桩板结构、预应力锚索、锚固地层三者共同作用来承担墙后填土压力。这种结构形式在高路堤加固中应用较成熟、较广泛。它与桥梁相比，具有较强的经济优势，与普通桩板墙相比，悬臂高度显著增加。20世纪90年代，南昆铁路、广大铁路首次应用了预应力锚索桩板墙加固路堤边坡。【4】国内对此神结构形式的运用较广泛，但是并未形成成套的理论体系，理论研究滞后于实际。作者查阅相关文献，国内对此种结构的研究主要集中于“桩板设计计算方法、施工工艺及分工况讨论、锚索拉力大小及锚索位

8、置的确定、墙后土压力大小及分布”四中国铁道科学研究院硕士学位论文个方面。下面分别从这四个方面概述国内研究现状。1．3．1桩板设计计算方法《预应力锚索桩板墙计算研究》对桩内力计算做出如下介绍：桩底支承选用固结、铰支、自由的锚固方式，锚固点以上的桩结构将滑坡推力和土压力的最不利者作为计算荷载。锚索视为铰支，按超静定连续梁计算。内力计算有两种方法，一种是静力学方法，一种是考虑变形协调的方法。锚固点以下的桩内力采用M法或K法。挡土板按简支板计算。计算荷载取沿板宽度分布的土压力的最大值。【5J把桩．锚体系简化为有支点的连续

9、梁是一种方便的方法，但是锚索有一定的变形，且锚索内力并不是不变的，因此，有的方法中将锚索视为弹性支座。如《弹性支点法在预应力锚索桩板墙计算中的应用》一文指出：平面分析模型中弹性支点法根据连续梁理论，考虑支护结构和其后岩土体的变形协调，计算结果较为合理。并对云南某公路工程锚索桩板墙进行了计算和对比，提出合适的工况模型。【6】桩板墙、预应力锚索和锚固地层三者相互作用形成整体支