微型抗滑桩的应用发展研究现状_刘凯
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微型桩组合抗滑结构在滑坡治理工程设计中的应用
张堪培;冯龙飞
【期刊名称】《广东土木与建筑》
【年(卷),期】2024(31)1
【摘要】由于滑坡地质灾害的突发性、复杂性和不确定性,在该类治理工程中,工程环境往往成为方案选型的首要限制因素;常会遇到施工场地狭窄,施工作业面受限,大型机械无法到达、常规施工工艺无法施工等特殊问题,需要因地制宜地选择最优治理方案。
微型桩组合抗滑结构因其具有桩径小、施工快捷、施工人员安全保障高、经济性好等优点[1],可用于滑坡地质灾害治理工程中,尤其是快速抢险工程。
结合数值模拟分析及工程设计实例,结果表明:连系梁对微型桩的变形起到一定的限制作用,对其受力则影响较大;变形最大值出现在临边坡侧后排桩的上部,且后排桩锚索对整体变形的限制作用明显;组合抗滑结构稳定性验算应重点包括剩余下滑力、结构整体抗力、微型桩沿滑面抗剪承载力、桩内力、桩嵌固长度等内容。
【总页数】4页(P25-28)
【作者】张堪培;冯龙飞
【作者单位】广东省水文地质大队
【正文语种】中文
【中图分类】TU442
【相关文献】
1.锚固桩组合抗滑墙在滑坡治理工程中的施工技术
2.锚固桩组合抗滑墙在治理滑坡中的应用
3.锚固桩组合抗滑墙在治理滑坡中的应用
4.抗弯剪微型桩群在滑坡治理工程中的应用——松散滑床支护方案优选实例
5.微型桩组合抗滑结构处治大型滑坡应用技术研究
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微型桩在地灾加固应用中的抗滑稳定性浅析【摘要】建筑工程中的微型桩技术,在开始主要应用于地基的加固,起源于上个世纪中期,随着建筑行业与社会的发展,微型桩技术逐渐成为一些地质灾害中的高边坡治理和深基建筑的支护等实践工程,它被今天广泛应用,得益于微型桩抗滑效果比较突出,在地质灾害中滑体防护发挥了积极作用。
本文将微型桩技术的认识谈起,探讨现在微型桩技术的发展及类型,并对其抗滑稳定进行分析。
【关键词】微型桩技术;地质灾害;支护;发展;抗滑稳定性微型桩在现代工程中的发展已有较长的时间了,其在实际操作中可行性很高,取得的实际效果也明显。
在实际施工中的应用,业内有很多有关微型桩的经验总结和案例分析,根据这些我们可以直观地认识微型桩的工作原理,其抗滑稳定性的原因,充分认识到微型桩与我们生活的息息相关。
1、对建筑工程中微型桩的认识微型桩是一种由钢筋和混凝土加工而成的柱状体,一般直径在70mm到300mm之间。
微型桩技术在上个世纪末得到迅速发展,目前在建筑工程中的深基建设和滑坡支护中被广泛应用。
尤其在地质条件不稳定的西南地区的道路桥梁、隧道建设中。
微型桩的结构工作原理,通过对施工现场的勘察测绘,再根据桩柱的具体数据,进行相关的计算,最终使用钻孔固护的形式将桩柱与周围岩层进行组合,起到加固抗滑的效果。
在微型桩的抗滑施工中,内力计算的方法包括压力计算法和数值计算法两种。
2、微型桩在现实施工中应用成功的新形式(1)微型桩挡墙。
利用重力的作用,在滑体的一侧施工,将微型桩以集群的形式排列在滑体一侧。
在施工过程中要深挖滑体根部,使微型桩底部深植岩层,并插入钢筋束,以浆液锚固在结实的岩层中;上部使微型桩与滑体的上部连接起来,可以用混凝土等材料进行砌合。
这种结构使得微型桩与滑体成了一个整体,且施工时对滑体自身的影响不大,且地基的承受能力强,不占空间,井井有条,对中小型的滑体具有很强的治理效果。
(2)微型桩补充普通抗滑桩结构。
这种方式是结合了微型桩和普通抗滑桩的特性,采取配合的方式,从整体上看与微型桩挡墙相似。
微型桩在地灾治理中的抗滑应用浅析建筑工程当中的微型桩技术,一开始主要运用在地基的稳固,起源于二十世纪中叶。
现在建筑行业以及社会的迅猛发展,微型桩技术慢慢地已经成为部分地质灾害之中的实践工程,以至于现在被广泛运用,主要因为微型桩抗滑成效比较显著,在地质灾害中滑体支护起到了积极作用。
本篇文章主要是研究微型桩技术,探究现在微型桩技术的发展以及类别,并且对它的抗滑稳定性能进行分析。
标签:微型桩技术地质灾害支护发展抗滑稳定性1前言微型桩在现在的建筑工程当中发展已经有一段时间了,微型桩在实际掌控之中的可行性比较高,获得了真实成效也比较显著。
在实际施工当中的运用,本行业之中有许多相关微型桩的经验总结以及例子分析,依据这些我们可以直观地了解到微型桩的运作理论,微型桩的抗滑稳固性能的缘由,并且可以完全了解到微型桩和我们生活的种种联系。
2建筑工程之中的微型桩微型桩就是一个柱状形体,它是由钢筋和混凝土混合加工而成,微型桩的直径基本上都是七十毫米到三百毫米之间。
微型桩技术在二十世纪末期获得了迅猛地发展,现在在建筑工程行业中的深基建造与滑坡治理之中被广泛运用。
特别是在地质条件不稳固的西南区域的道路桥梁、隧道建造之中。
微型桩的构造运作理论,经过对施工现场勘探测绘,紧接着依据桩柱的具体数字信息,进行有关的计量运算,最后再采用钻孔防固的方法把桩柱和四周岩层实行结合,有着加固抗滑的成效。
在微型桩的抗滑施工之中,内力计量的方式涵括压力运算方法以及数值运算方法两种。
3微型桩在实际施工之中运用成功的新形式3.1微型桩挡墙运用重力的作用,在滑体的一方进行施工,把微型桩用集群的方式设立在滑体的一边。
在实际施工进程中需要深挖滑体的底部,让微型桩根部深植岩层,并且插进钢筋束,用浆液稳固在牢固的岩层之中;上层让微型桩和滑体的顶部结合起来,可以使用混凝土等等材质进行砌合。
这样的构造导致微型桩和滑体形成一个整体,并且在施工进程中对滑体本身的影响效果不显著,地基的承受能力比较强,不占据空间,对于中小型的滑体具备着较强的处理成效。
双排微型抗滑桩的抗滑效果傅强;孙飞飞;唐承铁;胡毅夫【摘要】考虑到高速公路边坡的安全性,为了掌握潜在滑移体的滑动趋势,评价双排微型抗滑桩的安全性,验证理论计算方法的合理性,对通平高速公路某边坡实施双排微型抗滑桩施工,并且对加固边坡进行坡体位移、桩顶位移和桩侧压力监测.此边坡为普遍存在的含有软弱夹层的强风化岩石边坡.通过监测结果发现潜在滑移体和固定坡体没有明显位移差,桩顶位移略小,且变化速度明显减小.在有限元力学分析的基础上,对比发现在承受相同下滑力时,双排微型抗滑桩桩顶位移较普通悬臂桩减少27.88%.在理论分析的基础上阐述边坡加固后的动态稳定性,得出双排微型抗滑桩前后桩的受力比例、受力分布等情况,比普通抗滑桩加固效果更好,桩顶和坡顶位移更小,为以后此类边坡和双排微型抗滑桩的应用设计提供一定的帮助.%In order to understand the potential sliding trend of the sliding body, the safety of such anti-slide micropiles was evaluated, the theoretical calculation method was evaluated and the safety of side slope of the expressway and the slope body position shift was considered. The double-row anti-slide micropiles were built on to a certain side slope of Tongping expressway and pile top displacement and pile side pressure were monitored to the reinforced slope. No obvious displacements of the potential sliding body and fixed slope were found in the monitored results, and the pile top displacement was on the small side and the rate greatly decreased. Based on the finite element mechanics analysis, the pile top displacement was reduced by 27.88%, under the same sliding power, compared with the ordinary cantilever pile. The dynamic stability of reinforced side slope waselaborated on the basis of theoretical analysis. The double-row anti-slide micropiles' stress ratio and stress distribution were obtained, which were better than the general anti-slide pile reinforcement. The research can offer help to the application of double-row anti-slide micropiles to the similar side slopes.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(044)004【总页数】7页(P1596-1602)【关键词】滑坡;双排微型抗滑桩;监测;有限元分析【作者】傅强;孙飞飞;唐承铁;胡毅夫【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙,410083;中南大学资源与安全工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】U416.1+4国内外对于微型桩的研究大部分应用于地基加固,对于微型桩作为抗滑结构,承受横向荷载的研究较少。
微型钢管抗滑桩的受力特点及其应用微型钢管抗滑桩是一种新型的地基加固技术,其主要特点是采用微型钢管作为桩身,通过钢管与土壤之间的摩擦力来增加桩的抗滑性能。
本文将从受力特点和应用两个方面来介绍微型钢管抗滑桩。
一、受力特点1. 摩擦力作用明显微型钢管抗滑桩的主要受力方式是钢管与土壤之间的摩擦力,因此其抗滑性能与钢管与土壤之间的摩擦系数密切相关。
在实际工程中,通过增加钢管的长度和直径,可以增加钢管与土壤之间的接触面积,从而提高摩擦系数,增强桩的抗滑性能。
2. 承载力较高微型钢管抗滑桩的承载力主要由钢管和土壤共同承担,因此其承载力与钢管的强度和土壤的承载力密切相关。
在实际工程中,通过选择合适的钢管和土壤,可以使微型钢管抗滑桩的承载力达到较高水平。
3. 施工方便微型钢管抗滑桩的施工相对简单,只需要在地面上钻孔,然后将钢管插入孔内,最后灌注混凝土即可。
与传统的桩基施工相比,微型钢管抗滑桩的施工周期较短,且不需要大型机械设备,降低了施工成本。
二、应用1. 地基加固微型钢管抗滑桩可以用于各种类型的地基加固工程,如建筑物、桥梁、隧道等。
通过在地基中设置微型钢管抗滑桩,可以增强地基的承载力和抗滑性能,从而保证工程的安全性和稳定性。
2. 地震抗震微型钢管抗滑桩还可以用于地震抗震工程中。
在地震发生时,微型钢管抗滑桩可以通过摩擦力的作用,有效地减小地震对建筑物的影响,从而提高建筑物的抗震能力。
3. 桥梁支撑微型钢管抗滑桩还可以用于桥梁支撑工程中。
通过在桥墩下设置微型钢管抗滑桩,可以增强桥墩的承载力和抗滑性能,从而保证桥梁的安全性和稳定性。
综上所述,微型钢管抗滑桩是一种具有较高承载力和抗滑性能的地基加固技术,其施工方便,应用范围广泛。
在未来的工程建设中,微型钢管抗滑桩将会得到更加广泛的应用。
2008年11月 Rock and Soil Mechanics Nov. 2008收稿日期:2008-07-25基金项目:国家自然科学基金资助(No.40702044)。
作者简介:刘凯,男,1983年生,硕士研究生,主要从事边坡治理方面的研究。
E-mail:gord@文章编号:1000-7598-(2008) 增刊-675-05微型抗滑桩的应用发展研究现状刘 凯,刘小丽,苏媛媛(中国海洋大学 环境科学与工程学院,青岛 266100)摘 要:微型抗滑桩作为一种新型支挡结构,具有自身独特的优势,已被广泛应用于岩土工程实践中。
阐述了国内外微型抗滑桩的应用发展研究现状,包括微型抗滑桩的工程应用现状、试验研究和设计计算研究进展,并在此基础上指出了微型抗滑桩应用发展研究中存在的问题,并提出了相关的建议。
关 键 词:微型抗滑桩;工程应用;试验研究;设计计算 中图分类号:TU 473 文献标识码:AResearch on application development of anti-slide micropilesLIU Kai, LIU Xiao-li, SU Yuan-yuan( College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China )Abstract : As a new type support structure, anti-slide micropile has some distinctive advantages. It has been widely used in geotechnical engineering practice. The development of the anti-slide micropiles, including the engineering application, experimental and design calculation are described. According to the research on application development, some problems and suggestions are proposed.Key words : anti-slide micropile; engineering application; experimental research; design calculation1 引 言微型桩(micropile),又称树根桩(root piles)或迷你桩(minipile),一般指桩径在70~300 mm ,长径比较大(一般大于30),采用钻孔、强配筋和压力注浆工艺施工的灌注桩。
微型抗滑桩的应用发展研究现状近年来,由于全球变暖和气候变化,洪水和泥石流灾害频发,严重威胁着人类的生存和可持续发展。
为了缓解洪水和泥石流灾害的影响,水利枢纽和滑坡灾害频发区域需要加强对堤坝、边坡、溪流等防护构筑物的稳定性监测和维护工作。
作为重要的一种构筑物,抗滑桩的应用发展显得尤为重要。
抗滑桩是指用桩的卵石或水泥浆填土根治滑坡的技术。
它是改善边坡稳定性的有效手段。
它具有安装方便、耐久性强、成本低廉、易于安装和维护等特点,逐渐受到各国土木工程抗滑技术的重视,应用越来越广泛。
现行抗滑技术的发展可以分为两大方面:传统的抗滑技术以及新型的微型抗滑桩技术。
传统的抗滑技术主要有抗滑锚、抗滑桩、单元抗滑技术和抗滑钢筋技术等。
这些抗滑技术的效果都是良好的,但是需要大量的施工设备和人力,以及较高的施工成本,不太适合用于小规模抗滑工程。
而微型抗滑桩技术就是专门为小规模抗滑工程设计的新型抗滑技术,它不仅相比传统抗滑技术,能够有效减少施工成本,而且在抗滑性能方面要比传统抗滑技术更有效。
微型抗滑桩的施工只需手动或小型机械,不需要使用大型设备,避免了环境污染,因此微型抗滑术也被称为“绿色抗滑技术”。
微型抗滑桩技术适用于多种地质环境,可用于小范围内的抗滑工程,如小桥、桥梁、涵洞、斜坡抗滑等,微型抗滑桩技术也被广泛应用于坝址固结、防坝抗滑、港口底泥固结等。
微型抗滑桩技术是近年来发展较快的抗滑技术之一。
现抗滑技术主要研究有:微型抗滑桩技术的材料、微型抗滑桩技术的设计理论、微型抗滑桩技术的施工技术、微型抗滑桩技术的应用等。
在微型抗滑桩技术的材料方面,近年来,抗滑桩材料的研究也取得了较大的进步,如水泥抗滑桩、钢桩抗滑桩、聚氨酯抗滑桩等。
在微型抗滑桩技术的设计理论方面,当前的研究方向主要是对考虑点坡的微型抗滑桩技术的设计。
近年来,学者们开发出了许多有效的方法和模型来改善微型抗滑桩技术的应用效果。
在微型抗滑桩技术的施工技术方面,主要是永久抗滑桩技术的设计施工、连接抗滑技术的设计施工、排水抗滑技术的设计施工、灌注抗滑技术的设计施工等。
微型桩在地灾加固应用中的抗滑稳定性浅析建筑工程中的微型桩技术,在开始主要应用于地基的加固,起源于上个世纪中期,随着建筑行业与社会的发展,微型桩技术逐渐成为一些地质灾害中的高边坡治理和深基建筑的支护等实践工程,它被今天广泛应用,得益于微型桩抗滑效果比较突出,在地质灾害中滑体防护发挥了积极作用。
本文将微型桩技术的认识谈起,探讨现在微型桩技术的发展及类型,并对其抗滑稳定进行分析。
标签微型桩技术;地质灾害;支护;发展;抗滑稳定性微型桩在现代工程中的发展已有较长的时间了,其在实际操作中可行性很高,取得的实际效果也明显。
在实际施工中的应用,业内有很多有关微型桩的经验总结和案例分析,根据这些我们可以直观地认识微型桩的工作原理,其抗滑稳定性的原因,充分认识到微型桩与我们生活的息息相关。
1、对建筑工程中微型桩的认识微型桩是一种由钢筋和混凝土加工而成的柱状体,一般直径在70mm到300mm之间。
微型桩技术在上个世纪末得到迅速发展,目前在建筑工程中的深基建设和滑坡支护中被广泛应用。
尤其在地质条件不稳定的西南地区的道路桥梁、隧道建设中。
微型桩的结构工作原理,通过对施工现场的勘察测绘,再根据桩柱的具体数据,进行相关的计算,最终使用钻孔固护的形式将桩柱与周围岩层进行组合,起到加固抗滑的效果。
在微型桩的抗滑施工中,内力计算的方法包括压力计算法和数值计算法两种。
2、微型桩在现实施工中应用成功的新形式(1)微型桩挡墙。
利用重力的作用,在滑体的一侧施工,将微型桩以集群的形式排列在滑体一侧。
在施工过程中要深挖滑体根部,使微型桩底部深植岩层,并插入钢筋束,以浆液锚固在结实的岩层中;上部使微型桩与滑体的上部连接起来,可以用混凝土等材料进行砌合。
这种结构使得微型桩与滑体成了一个整体,且施工时对滑体自身的影响不大,且地基的承受能力强,不占空间,井井有条,对中小型的滑体具有很强的治理效果。
(2)微型桩补充普通抗滑桩结构。
这种方式是结合了微型桩和普通抗滑桩的特性,采取配合的方式,从整体上看与微型桩挡墙相似。
微型钢管抗滑桩在某高速公路边坡中的应用【摘要】:微型抗滑桩作为一种新型的支挡结构,具有自身独特的优势,已被广泛应用于岩土工程实践中。
本文简要介绍了微型抗滑桩的特点,分析了抗滑机理。
结合丽水某高速公路边坡微型钢管抗滑桩工程实例,重点对其施工工艺进行了论述,并通过与传统人工挖孔桩施工的对比分析,指出了微型钢管抗滑桩在安全、工期等方面具有的优势,是以后抗滑桩施工的发展方向。
【关键词】:抗滑桩微型桩气动潜孔锤1、引言抗滑桩是滑坡治理施工中最常用的抗滑结构之一,由于桩孔断面大,一般都大于1.25m,无法用普通钻孔机械进行桩孔施工,只有采用人工开挖。
抗滑桩施工中如果遇到坚硬岩石,靠传统人工施工非常困难,很难满足施工工期要求。
滑坡治理工程施工中一般都不允许使用炸药进行爆破开挖,以免爆破产生的强烈震动及冲击波等影响滑坡稳定性及周边建筑物、构筑物的安全。
微型桩,又称树根桩或迷你桩,一般指桩径在70~300mm,长径比较大(一般大于30),采用钻孔、强配筋和压力注浆工艺施工的灌注桩。
微型钢管桩是在小型钻孔中,下入钢管,再进行压力注浆,形成钢管灌注钻孔桩。
微型钢管桩是将钢管桩与微型桩技术结合起来的一种新型抗滑措施,集中了钢管桩与微型桩的优点,近年来主要用于边坡工程、基坑支护工程、桩基础加固工程等。
2、微型钢管抗滑桩机理分析微型钢管桩作为抗滑桩用于边坡加固工程时有以下特点:⑴.钢管及周围的水泥浆体形成的微型桩,密布在滑体上,并嵌入潜在滑面以下的稳定土(岩)层足够深度,从而对滑体产生支挡作用,提高抗滑力。
微型桩一般竖向或近似竖向设置,与岩层面(潜在滑动面)夹角较小,可以承受较大剪切力和弯曲。
⑵.微型钢管抗滑桩不仅对滑坡体具有抗滑作用,而且微型钢管抗滑群桩能够加固桩周及桩间土体。
在横向力作用下,由于桩土之间的摩擦,粘聚力等原因,在钢管桩内产生了抗拉应力增量,同时在土体中产生了相应的压应力增量,导致土体的抗剪强度增加。
⑶.可以将多排微型钢管桩与桩周被加固土体看作是一种新的宏观上连续的桩土复合体,分析发现该桩土复合体具有硬化特征,其整体的抗剪强度得到大的提高。
微型桩抗滑组合结构受力分析——基于低承台桩基理论的改进方法的开题报告一、研究背景及意义微型桩抗滑组合结构是一种常用的基础形式,适用于土壤承载力不足,但有一定稳定性要求的场合。
其基本形式为一条或几条小直径桩钻入较深的土层中,通过加固土层和依靠桩身的摩阻力来保证基础的稳定性。
然而,由于土壤性质复杂,且该结构中微型桩的直径较小,因此其受力机理难以准确说明,且其承载力难以直接计算。
因此,需要对其受力机理和计算方法进行深入研究,以提高该结构的设计和应用水平。
低承台桩基理论是一种常用的桩基承载力计算方法,该理论将基础与壳体组合起来进行力学分析,并且能够考虑不同土层的力学性质,从而能够更加准确地计算桩基的承载力。
因此,引入低承台桩基理论,对微型桩抗滑组合结构进行改进,在提高结构稳定性和承载力的同时,能够提高其应用范围和可靠性,具有重要的研究和应用价值。
二、研究内容和方法本研究拟将低承台桩基理论引入到微型桩抗滑组合结构中,分析该结构的受力机理,并且建立相应的力学模型,进而进行数值计算。
具体研究内容包括:1.基于经典土力学和力学原理,分析微型桩抗滑组合结构的受力机理,给出相应的力学模型,并进行理论分析。
2.引入低承台桩基理论,改进微型桩抗滑组合结构的承载力计算方法,建立相应的计算模型。
3.通过有限元数值模拟,对微型桩抗滑组合结构的力学响应进行研究和分析,探讨该结构的稳定性和承载力特性。
4.通过实验研究,验证理论分析和数值计算的准确性和可靠性,并且提出相应的应用建议。
本研究拟采用理论分析、数值计算和实验研究相结合的方法,借助计算机仿真软件、测试仪器等手段,对微型桩抗滑组合结构进行综合性研究。
通过对其受力机理和承载力特性的深入分析,能够提高该结构的设计和应用水平,为工程实践提供可靠的理论依据。
三、预期研究成果本研究拟在微型桩抗滑组合结构的受力机理和计算方法方面进行深入研究,预期具有以下主要研究成果:1.建立微型桩抗滑组合结构的力学模型,分析其受力机理,并且引入低承台桩基理论,改进其承载力计算方法。
微型桩在边坡、路基加固中应用效果的探讨摘要:随着各国经济的发展和公路建设行业力度的加大,遇到的滑坡越来越多,微型桩是近几年才发展起来的一种新型边坡加固方法。
微型桩是一种小孔径钻孔灌注桩,直径介于100mm~300mm,桩体主要由压力灌浆的水泥(砂)浆或混凝土与钢材组成。
本文结合阿海电站右岸进场公路大东段的边坡防护对其微型桩的加固原理进行分析阐述。
该加固措施在阿海电站右岸进场公路大东段的边坡防护和路基加固中得到了应用,取得了良好的效果。
关键词:滑坡治理微型桩的加固机制1.工程概况1.1地形地貌该区处于青藏高原东南边缘横断山脉,向云贵高原过渡的衔接部位,地跨横断山峡谷和滇西高原两个地形单元。
总的地势西北高而东南低。
玉龙雪山以西为横断山系切割山地峡谷区的高山峡谷亚区,山高谷深,高差悬殊;玉龙雪山以东属滇东盆地山原区的滇西北中山山原亚区,海拔较高,山势浑厚。
主山脉两侧有广泛发育着东西向的河谷支流,形成错综复杂的地块地貌景观。
1.2地层岩性路基涉及地层以古生界二叠系、中生界三叠系为主,岩性主要为砂岩、页岩、炭质页岩、灰色白云质灰岩、黄灰色灰岩、泥质灰岩、钙质泥岩以及它们的风化产物。
1.3新构造运动及地震该区位于径向构造、“歹”型构造的毗邻地区,新构造运动较为活跃。
据《中国地震动参数区划图》(GB18306―2001)地震动峰值加速度为0.2g,地震动反应谱特征周期为0.40s。
1.4水文地质条件沿线地下水按其含水层性质、埋藏条件及水动力特征,主要为孔隙水,局部为基岩裂隙水及少量岩溶水。
孔隙水主要赋存于第四系残坡及冲洪积阶地,其埋深随季节变化较大,并受地面横坡、覆盖层厚度以及地下水补给源的影响。
2 .滑坡的特征及产生原因分析2.1滑坡的形态特征阿海电站右岸进场公路大东段滑坡对应公路里程为K45+125~K45+175,发育在一小山脊上,地形较为平缓,滑坡平面形态呈舌形,沿路线方向宽60m,垂直路线长90m,高程介于2092m~2182m之间,前后缘垂直高差30m。
微型抗滑桩的应用发展研究现状
微型抗滑桩是一种利用复合材料或金属进行制作的,可以在土壤中产生抗滑效果的阻滑桩。
它的使用范围也越来越广,从减缓滑动地面的角度来看,具有重要作用。
那么,微型抗滑桩的应用发展研究现在又到了什么样的阶段呢?
首先,微型抗滑桩的发展在不断拓宽适用范围。
如今,它不仅在铁路安全保护、港口地滑防治、水库地坡稳定等领域得到应用,也在城市越野赛跑、登山攀岩、冰壶运动等方面发挥着重要作用。
其次,微型抗滑桩的研制科技也取得了新突破。
微型抗滑桩采用复合材料制成,其抗滑性能可以达到更高程度,并且具有轻量、耐久、可回收利用等优点,从而更好地满足现代社会对安全保护的需求。
再次,微型抗滑桩的使用安装方式也有所改善。
现在,抗滑桩的安装和安装技术都在不断改善,抗滑桩的安装可以更简单、更快捷、更安全。
安装完成以后,地面上的表面形状可以被完全保持,从而可以为人们提供更加安全、更具环保性的抗滑系统。
最后,微型抗滑桩的测试技术也得到了改善。
抗滑桩的试验及抗滑性能的测试都可以通过地质调查和系统的实验设计来进行,从而使得抗滑桩的研制可以更加完善。
总之,微型抗滑桩的研制和应用发展正发展的如火如荼,正在为社会的安全保护和环境的净化做出重大贡献。
它的应用发展研究得到了不断推进,抗滑材料、结构设计和安装等方面都有了长足的进步。
未来,微型抗滑桩必将在不同的场合发挥更大的作用,为更多的防滑
保护相关领域带来更多的福利。
2008年11月 Rock and Soil Mechanics Nov. 2008收稿日期:2008-07-25基金项目:国家自然科学基金资助(No.40702044)。
作者简介:刘凯,男,1983年生,硕士研究生,主要从事边坡治理方面的研究。
E-mail:gord@文章编号:1000-7598-(2008) 增刊-675-05微型抗滑桩的应用发展研究现状刘 凯,刘小丽,苏媛媛(中国海洋大学 环境科学与工程学院,青岛 266100)摘 要:微型抗滑桩作为一种新型支挡结构,具有自身独特的优势,已被广泛应用于岩土工程实践中。
阐述了国内外微型抗滑桩的应用发展研究现状,包括微型抗滑桩的工程应用现状、试验研究和设计计算研究进展,并在此基础上指出了微型抗滑桩应用发展研究中存在的问题,并提出了相关的建议。
关 键 词:微型抗滑桩;工程应用;试验研究;设计计算 中图分类号:TU 473 文献标识码:AResearch on application development of anti-slide micropilesLIU Kai, LIU Xiao-li, SU Yuan-yuan( College of Environmental Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China )Abstract : As a new type support structure, anti-slide micropile has some distinctive advantages. It has been widely used in geotechnical engineering practice. The development of the anti-slide micropiles, including the engineering application, experimental and design calculation are described. According to the research on application development, some problems and suggestions are proposed.Key words : anti-slide micropile; engineering application; experimental research; design calculation1 引 言微型桩(micropile),又称树根桩(root piles)或迷你桩(minipile),一般指桩径在70~300 mm ,长径比较大(一般大于30),采用钻孔、强配筋和压力注浆工艺施工的灌注桩。
微型桩是20 世纪50 年代初由意大利的Fondedile 公司首先开发应用的[1],早期主要用于地基加固,20 世纪80 年代以后迅速发展,开始用于边坡治理、滑坡修复和深基坑支护等工程实践。
1982 年法国Soletanche 公司来华,介绍微型桩技术在法国的应用情况,引起了国内学术界的广泛重视[2]。
在滑坡治理工程中,特别是应急抢修工程中,微型抗滑桩因施工方便迅速,施工后桩体与岩土体形成复合土工材料,可充分发挥岩土体自身的抗滑力等优点而得到广泛应用,并取得了预期的治理效果[3-18]。
目前,对于微型抗滑桩与周围岩土体的共同作用没有形成系统深入的理论认识。
在工程应用中,一些重要参数的选取通常是通过试桩试验或参照其他工程的经验取值而确定[3]。
因此,对目前微型抗滑桩的试验研究及计算理论加以分析总结,对今后微型抗滑桩的深入研究和指导工程实践应用都具有重要意义。
2 微型抗滑桩的工程应用现状在目前的抗滑工程实践中,微型抗滑桩得到了广泛应用。
在国外,据Macklin 等[3]的文献,美国科罗拉多州运输部在阿斯附近的临时支护工程中成功应用微型桩支护系统。
Bruce 等[4]介绍了位于加拿大安大略省南部的一个铁路路堤的稳定修复工程,采用非网状的微型桩结合表面盖梁的方案对铁路南面路坡加固。
Helmut 等[5]介绍了在AG Weser 港口工程中运用微型桩结合锚锭技术加固码头的成功案例。
Kevin 等[6]介绍了美国北卡罗来纳州Schnabel Foundation 公司采用锚锭微型桩挡墙成功修复Pigeon River沿岸滑坡的案例。
Dino等[7]介绍了提图斯电厂的深基坑工程中应用的永久性微型桩支护挡墙。
在国内,也有不少微型抗滑桩的工程应用实例,如邹越强等[8]、谢晓华等[9]、何小宏等[10]、高永涛等[11]、唐传政等[12]、朱宝龙等[13]亦对微型抗滑桩的应用进行了分析介绍。
随着工程经验的积累,理论研究的深入,微型抗滑桩在工程中的应用形式也得到了多元化发展,常与其他较为成熟的治理技术相结合。
仅就目前已成功应用的新形式,主要可归纳为以下几种。
(1)微型桩重力式挡墙[14, 15]:微型桩重力式挡墙是由微型桩群与挡墙结合构成,微型桩群竖向设置,上部与挡墙砌体联结,下部通过插入钢筋束(钢管)和浆液锚固在稳定的地层中。
该种结构避免了一般抗滑挡墙截面较大、基础埋置较深、不便施工的缺点,又增强了挡墙的抗滑、抗倾覆能力及地基的承载能力,施工中对滑坡扰动小,所以对于中小型浅层滑坡和正在滑动中的滑坡的治理具有很强的适用性。
(2)微型桩与普通抗滑桩结合:该技术大体与微型桩重力式挡墙相似,通过在普通抗滑桩底部设置微型钢管桩锚固在稳定的岩土层中[10],利用微型桩复合其周围的岩土体,增加抗滑桩的稳定性。
由于采用了微型桩技术,克服了普通抗滑桩不便于施工的缺点。
(3)微型桩与土钉支护技术结合[16]:土钉支护对土体的位移控制差,土体的位移往往较大,为控制土体位移可在土钉墙坡面设微型钢管桩,以增强面层整体性,增加基坑支护整体刚度,减小基坑变形,提高基坑安全度[17],微型桩拓宽了土钉支护的使用范围。
(4)微型桩与预应力锚索结合:当滑面较深时,微型抗滑桩群穿过滑动面,下部固定于稳定岩土层中,滑面以上部分受到的水平荷载较大,可在其表面连系梁上使用锚索结构平衡其所受土压力。
微型桩结合预应力锚索技术,不但拥有微型抗滑桩的全部优点,而且克服了普通微型抗滑桩的一些缺陷,取得了更好的加固效果,在环境和工作条件较差的情况下,具有明显的优势,也是一种抗滑的有效措施[18]。
(5)微型桩与压力注浆技术的结合[13]:该技术一般多采用微型钢管桩,两排或多排钻孔,下入钢花管进行压力注浆,用以加固钢管周围的滑坡岩土体,使密排的钢花管微型桩及其间的岩土体形成一个坚固的连续整体。
该方法便于施工,是一种有效、值得推广的滑坡治理方法。
3 试验与设计计算研究进展3.1 微型抗滑桩的试验研究进展微型抗滑桩的试验研究一般分为模型试验和数值模型试验。
目前,在水平荷载作用下,对影响微型桩工作性状的因素的研究,主要集中于桩间距、荷载特性、桩的倾斜角度等。
3.1.1 模型试验Awad[19]通过现场试验初步研究了作用在单根微型桩上的横向荷载与所需桩长的关系。
Richards 等[20]研究了微型桩的横向受载工作性状,证实了微型桩及微型桩群能够抵挡横向荷载,分析表明微型桩的横向受载性状与土体类型及距桩顶深度为2~ 5 m的周围土体抗剪强度极其相关,但对于具体的土体类型对微型桩的影响则没有进一步的阐述。
Konagai等[21]通过模型试验对具有坚硬承台的横向受载微型桩群的工作性状进行了详细的分析,指出当桩间距较大时,桩群的工作性状可以单桩的形式进行研究;当桩群的间距较密,由于强烈的群桩效应,桩群整体则可以视为一根等效竖梁,但作者并没指出划分群桩工作性状的具体桩间距。
龚健等[22]在软土地基中对微型单桩及群桩进行了水平荷载试验,结果表明,微型桩有较好的抵抗水平荷载的能力。
Rollins等[23, 24]研究了微型桩群在抗震加固方面的工作性状,通过试验研究得出了不同条件下桩体平均侧向抗力与桩间距的关系,以及群桩效应对桩体抗侧力的影响。
以上是把微型桩作为桩基来研究的,其横向荷载试验对于研究微型抗滑桩而言也就存在着一定的局限性。
Thompson等[25, 26]利用剪切盒模型,研究了微型抗滑桩在土体侧向运动时的荷载传递特性,但是仅对微型单桩及双桩进行了试验研究,试验结论也就不能用于目前普遍采用的微型桩群的工况;由于试验中采用剪切盒推动土体侧向运动,使得试验过程易于控制。
Andrew[27]通过大型模型试验研究了边坡稳定中微型桩的荷载传递特性,分析指出采用具有表面连系梁的微型桩可以较大程度地提高坡体的稳定性;对于无表面连系梁的微型桩应用p-y曲线法,预测的弯矩分布与实测较为符合,对于有表面连系梁的微型桩而言,p-y法的误差较大。
3.1.2 数值模型试验Brown等[28]通过有限元模型对横向荷载下桩群的群桩效应进行了数值试验,研究表明,桩间距对于单排桩的影响要比成排的群桩影响小;当群桩的增刊刘凯等:微型抗滑桩的应用发展研究现状桩间距为3倍的桩径时,群桩效应十分显著,当桩距为5倍桩径时,群桩效应则微不足道;这些观点与Rollins等[23, 24]所做的原型试验结论相一致。
Sadek 等[29]则通过数值模型试验研究了倾角对墙形网状微型桩性能的影响,微型桩群模型是由两排向相反方向倾斜(八字形)的微型桩组成的,结果表明,在横向荷载作用下倾斜桩能够发挥微型桩的轴向刚度,增加群桩的横向刚度并减小微型桩的剪力及弯矩。
姜春林等[30]利用大型通用有限元软件ABAQUS 对不同倾斜角度的复合锚固桩承载力进行了数值模拟计算,复合锚固桩本质为一种改进型的微型桩,研究认为倾斜复合锚固桩可以提供良好的水平承载力。
随着桩体倾斜角度的增加,其承载力基本呈线性变化,这些观点与Sadek等[29]所得的结论相一致。
关于倾角对微型桩的影响,目前还没有进行过系统的模型试验研究。
从目前的试验研究来看,专门针对微型抗滑桩的试验研究较少,而对微型桩侧向抗力的研究也局限于单桩或成排的微型桩群,对于在工程上已经应用的其他排列组合形式,如矩形、圆形截面的不成排微型抗滑桩群却少有研究。
由于研究的侧重点不一样,大部分学者对微型桩(群)侧向抗力的研究是将其视为桩基而进行的,在试验研究中对微型桩采用的受载方式与微型抗滑桩的实际受载方式存在一定的差异。
虽然如此,上述试验研究的思路及一些结论还是为微型抗滑桩的深入研究提供了有益的借鉴。
3.2 微型抗滑桩的设计计算研究进展目前,对于微型抗滑桩的设计计算大多借用普通抗滑桩的计算模式,再结合微型桩的实际工况加以改进,从而应用于实际工程,以下简要介绍独立微型抗滑桩及组合微型抗滑桩群内力变形计算的研究进展。