山区陡坡地段桥梁桩基受力分析及设计方法探讨

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1、2014年第2期车竞：山区陡坡地段桥梁桩基受力分析及设计方法探讨59滑块位置的下滑力为262kN，角度为41．2。，分解为表1陡坡下滑力水平分力计算水平力和竖向力分别为197kN和172．5kN。陡坡潜在滑动面如图6所示。不考虑陡坡下滑力时，桩身范围最大弯矩为5130kN·m，其位于桩顶以下1．1m，桩身弯矩影响长度为l0．1m；考虑下滑力时，桩身最大弯矩为5455kN·m，其位于桩顶以下1．62m，桩身弯矩影响长度为11．5m。注：1、2、3、4m为覆盖土层厚度(假定为潜在滑移深按不同覆盖层和不同坡率计算下滑力水平分度)，下同。

2、力，结果如表1所示。并据此计算相应的桩身弯矩表2桩身弯矩增加值计算增加值，结果如表2所示。同时，计算相应的最大弯矩和弯矩影响长度等，结果如表3所示。弯矩增加值与覆盖土层厚度和陡坡坡率的关系曲线如图7和图8所示。由表1～3和图7、图8可见，陡坡坡率为l：1时下滑趋势及下滑力最大，下滑力随覆盖土层(潜在滑移深度)的增大而增大；桩身弯矩增加程度及弯矩影响长度与下滑力增加程度呈线形关系变化，其中桩身弯矩影响长度及最大弯矩位置随下滑力的增加变动幅度不大，且影响长度可作为按弯矩确定的最小桩长。～(kN·m)(kN·m，)麓距N／m～小桩长／m

3、图6陡坡潜在滑动面；00圭7600o2．2陡坡坡率及潜在滑动范围对桩身竖向承载力的影响按不同覆盖层和不同坡率计算下滑力竖向分力，结果如表4所示。竖向分力与覆盖土层厚度和陡坡坡率的关系曲线见图9和图1O。由表4和图图7弯矩增加值随覆盖土层变化关系曲线9、图lO可知，竖向力随覆盖土层(潜在滑移深度)900的增大而增大，陡坡坡率为1：1时，因下滑力最大，日800700因此竖向分力也较大；但陡坡坡率陡至1：0．5时，60o500竖向分力逐渐增大，且在覆盖土层厚相同时均大于j翌400坡率为1：0．75的情形。蓁300由以上分析可知，桩基竖向

4、承载力计算应考虑陡坡下滑力竖向分力的影响，并考虑潜在滑移深度图8弯矩增加值随陡坡坡率变化关系曲线范围土层摩阻力的折减影响，由此确定合理桩长并60公路交通技术2014血表4陡坡下滑力竖向分力计算表5陡坡桩侧摩阻力影响深度乏4o0分力比浅层滑坡大很多，足以剪坏桩基。因此，对于桥位附近曾发生过大型滑坡的情况，或根据地质资料估计桩基所处陡坡有可能产生深层滑移且路线无法绕避或绕避改线代价较大时，应根据可潜在深层。0滑移位置的下滑力按抗剪及抗弯承载力来确定桩径。图9竖向力随陡坡坡率变化关系曲线4O03山区陡坡地段桥梁桩基设计要点喜350300

5、1)陡坡地段桥梁桩基设计应明确各种荷载条250件。由上述工程实例分析可知，不同地形地质条件具有不同的荷载特征，设计应考虑不同荷载的性质及其组合，如纵向陡坡下滑力与桥梁竖向力，上部结构收缩徐变，车辆制动力组合，横向陡坡下滑力与车辆偏载组合，双坡型陡坡纵横向下滑力组合，地震力与陡坡下滑力组合等j，使得陡坡桥梁桩基结构计算复杂且灵活。设计要具体问题具体分析，全面但又有针对性，每个陡坡都应独立分析计算，确保桩基设计安全合理。2)陡坡地段桥梁桩基设计应全面进行现场调查。在结合地形图及测量资料可以掌握桩位陡坡坡型坡率的基础上，应通过现场调查了

6、解坡面植被情况、覆盖层密实程度、坡面水流及地下水出露状况，并根据桥位周边坡面水流冲痕以及是否存在新旧滑坡崩塌等灾害情况及程度，按照类推法，分析桥位处陡坡桩基的稳定性。3)陡坡地段桥梁桩基设计应综合、深入分析各项勘察资料。设计时不仅要把握各个钻孔资料所描述的地质、水文情况，还要结合邻近钻孔一并考虑，了解各岩土层地质走向，分布趋势，性质变化等。4)应结合施工条件开展陡坡地段桥梁桩基设计。由于陡坡地段因地形限制而多采用人工挖孔桩，为保证施工安全，陡坡桩基应趋向于大直径短桩，充分考虑桥梁荷载及陡坡荷载，通过加大桩径来提高桩基抗剪及竖向承载

7、力，以利于施工。另外，陡2014年第2期车竞：山区陡坡地段桥梁桩基受力分析及设计方法探讨61坡如需采用群桩，为减少开挖破坏及扰动，应顺应地一般定量分析误差较大，因此虽然本文结合桥梁结形灵活布置不同的桩顶标高并配套采用纵横向台阶构工程与岩土工程理论对陡坡地形桩基进行了分式承台。此外，还应在设计中针对陡坡土体松散析，但对其受力环境及受力条件还需进行更深入的及扰动程度采取相应的防护和排水措施，以保证陡研究，还需综合多种试验模拟及实际观测数据进行坡稳定。分析，并以此为陡坡地形桩基设计提供更充分合理的依据，以保证结构安全，促进山区公路的发展

8、。4结论及建议1)陡坡下滑力随覆盖土层(潜在滑移深度)的参考文献增大而增大，陡坡坡率为1：1时下滑趋势或下滑力[1]高璇．陡坡地段桥梁嵌岩桩基竖向承载特性模型试验研究[D]．西安：长安大学，2011．最大；桩身弯矩增加程度及弯矩影响长度与下滑力[2