大直径圆形抗滑桩工程应用研究——以贵州某高速公路边坡工程为例

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随着贵州省高速公路和铁路等基础设施的推进,边坡治理工程中呈现出的工期紧、项目多等问题已经成为影响边坡治理的重要因素,因而如何快速、高效的处治边坡稳定性问题,已成为贵州省目前边坡治理工程中的热点与难点问题。由于贵州省山区较多,地形复杂,采用传统人工挖孔桩,虽然具有良好的抗滑性能,但是由于其施工工期长、对坡体扰动大、极易发生安全事故等缺点,导致在边坡治理工程中常常出现边坡失稳等险情,给人民群众的安全及财产造成巨大威胁。因而,如何快速、高效、安全、经济的对边坡进行支护是贵州山区边坡治理工程的一个发展方向和研究重点。圆形抗滑桩随着近年来机械化的发展,在抗滑性能上面得到非常大的提升,同时圆形桩在施工过程中不需要进行设置支撑、施工方便、速度快、不需要对工作面进行支护等优点,广泛应用于建筑桩基等工程。但是目前对于圆形抗滑桩受力变形特征的研究比较欠缺。本文在前人研究的基础上,以贵州某高速公路边坡治理工程为背景,通过理论计算、现场监测对抗滑桩的受力特征进行分析,对圆形抗滑桩的合理性进行验证,同时结合大型数值分析软件FLAC3D对大直径圆形抗滑桩在不同桩间距、桩径和锚固深度等情况进行建模分析,分析研究大直径圆形抗滑桩的最优设计参数,为大直径圆形抗滑桩在贵州省边坡治理工程的应用提供工程经验,也为后续的设计提供参考。  本研究主要内容包括:⑴通过对比分析人工挖孔桩和机械成孔桩,可以发现采用机械成孔的圆形抗滑桩不仅在施工速率、安全、经济和便捷性能上要优于矩形人工挖孔桩,同时由于机械设备的发展,圆形桩的截面尺寸得到较大提高,可以满足大型边坡的治理需求。⑵利用现场监测技术,对坡体和大直径圆形抗滑桩进行监测分析,依据桩身的变形和应力分布情况,对桩身受力情况进行分析,同时将现场监测值同理论计算值进行对比分析,同时对造成二者之间的差异进行分析,为后续工程应用和桩身设计参数优化,提供借鉴。⑶通过对大直径圆形抗滑桩加固边坡建立三维数值模型,采用单因素法对桩间距、桩径和锚固深度进行分析,探讨随着桩身参数发生改变时,桩身变形和应力变化特点,同时提出桩间距、锚固深度和桩径的最优取值范围。⑷采用数值分析方法对优化后抗滑桩加固效果进行分析,同时将优化后设计方案与原设计方案进行对比分析,得出最优抗滑桩设计方案。
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