关键词:抗滑桩;公路边坡;加固治理
引言
滑坡是一种重要的地质灾害,对人类的生命财产带来了重大威胁。抗滑桩是作为治理滑坡的有效工程措施,在世界各国滑坡治理中占有重要的地位。由于公路建设要求的特殊性,公路工程的滑坡灾害在很大范围内长期存在。因此,利用抗滑桩进行公路边坡加固治理是一项重要的举措。但是在其设计和应用施工中应注意诸多问题,具体如下:
1抗滑桩与边坡相互作用的机理
1.1悬臂桩的作用机理
悬臂桩与边坡相互作用机理的研究重点主要集中在边坡滑动体和桩上部承受滑力部分之间的相互作用。针对此,可参考以下3种观点:(1)综合分析桩间土外力平衡条件后,再考虑摩擦力、黏结力等公示计算及最大桩间距理论研究;(2)考虑桩后土拱效应力学;(3)考虑数值模拟分析中所涉及的理论研究。
1.2锚拉桩的作用机理
(1)从研究方法来说:抗滑桩与边坡的相互作用可利用数值模拟法进行研究;(2)从研究内容来说:将研究重点放在抗滑桩内力分布方式与尺寸设计上,以确保边坡能够在外界环境作用力的影响下,实现自身内部力与桩内力的有效传递。从整体上来说,抗滑桩与边坡相互作用机理的研究上多偏重于工程经验,这就要求相关学者应加强抗滑桩参数设计,特别是从土拱效应的角度出发来研究桩间距,进而建立抗滑桩桩间距设计模型。
2抗滑桩设计中应该注意的问题
2.1桩位的设计要具有合理性
合理的桩位设计能使桩结构物上的滑坡推力尽可能的小,同时又能够从根本上控制滑坡对桩的作用。通常主滑段滑坡推力较大,不宜设桩;抗滑段滑坡推力逐渐下降,抗滑桩理应设置在此段上。虽然滑坡推力在滑坡下部出口处降至最低值,然而,该处并非最佳的设计桩位。因为一般来说,设桩后由于改变了边坡土体内部的平衡状态或应力条件,最危险滑动面的位置常会有所提高,为绝对避免设桩后发生浅部滑动,桩位应向上坡方向有所后移。由于滑坡推力分布类似于正态概率分布或者说误差分布曲线,有上下两个反弯点,下反弯点处以上,滑坡推力减小较快,其以下滑坡推力减小不甚明显,因此,为较充分地发挥下部滑体的剩余抗滑力,且保证原有最危险滑面在设桩处有一定的埋深,下反弯点至滑坡出口之间为理想的设计桩位。
2.2选择合适的桩间距
当采用抗滑桩来加固公路边坡时,首先要解决桩距问题,它的合理与否直接关系到抗滑桩的成功与失败。合适的桩间距应该使桩间滑体具有足够的稳定性,在下滑力的作用下,不致从桩间挤出。在实际工程中,应以桩间土体与桩侧两面所产生的摩阻力不小于桩间滑坡推力来控制并进行估算,有条件时可通过模拟试验考虑土拱效应,并结合实践经验来综合考虑桩间距。针对抗滑桩的实际工作情况,认为桩间土拱效应及土条间的侧向作用等因素,影响了抗滑桩间距的确定。根据有关资料介绍,土拱作用与桩间距及滑动面深度的关系为:崔托维奇认为滑动面深度约为桩距的2.5倍,太沙基则认为约为桩距的2倍。笔者结合经验建议:粘性土采用前者,砂性土则采用后者。
2.3注意桩的锚固深度设计
利用抗滑桩治理公路边坡滑体中,如果锚固深度不足,抗滑桩不足以抵抗滑体推力,容易引起桩的失效;锚固过深则将导致工程量的增加和施工的困难。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,锚固深度也是决定采用刚性桩或弹性桩的先决要素,是求解桩身各处剪力、弯矩以及应力的必不可少的条件。首先,从桩的最大抗滑力、最大弯矩与桩在滑面下的锚固深度关系看,当埋深增长到桩长的1/3左右,最大抗滑力和最大弯矩点己趋于稳定,最大弯矩位于滑动面下方附近,锚固深度对最大弯矩点的位置影响很小。所以,桩身破坏的最大危险点在滑动面下方附近,设计中在此处宜多配置受力钢筋效果最好。其次,桩身位移不动点的位置随锚固深度的增加而缓慢下移,但当锚固深度超过1/3总桩长时,不动点的位置己趋于稳定,说明锚固岩土体己不能再为桩提供更大的抗滑力。最后,锚固岩土体的屈服从桩背上方区域开始,随着荷载增大,塑性区逐步向广度和深度发展。当荷载达到较大值时,桩前岩土体靠下端开始出现屈服,这时桩后方(上方)岩土体仍处于弹性压缩状态。实际上,影响抗滑桩设计的诸多因数中,绝大部分都表现出较强的随机性,如岩土体物理力学参数等。因此,趋于合理的计算方法是把各影响因数当作随机变量,从可靠度或失效概率的角度去分析评价抗滑桩的工作状态,以目标可靠度或失效概率作为控制指标,去指导抗滑桩的设计。
2.4严格进行桩的截面选择及宽度计算
钢筋混凝土抗滑桩的截面形状有矩形、圆形。桩的截面形状要求使其上部受力段正面能产生较大的摩擦力,并使其下部锚固段能抵抗较大的反力,其截面具有最好的抗弯和抗剪强度,设计中一般采用矩形,受力面为短边,侧面为长边。但在滑坡的推力方向不确定时,也采用圆形截面。
3新理念在公路边坡防护设计中的应用
3.1工程建设刚柔并济
传统的公路边坡防护设计往往更加侧重于刚性设计,虽然防护效果非常好,但是千篇一律的刚性设计使得驾驶员在长时间驾驶后容易出现视觉疲劳,从而容易导致事故的发生。因此,在进行贵州高速公路的边坡防护设计时,应该更加注重刚柔并济的观念,不仅要注重贵州高速公路的边坡防护的安全性和可靠性,也应该使得贵州高速公路的边坡防护设计更加美观和和谐。
3.2加强生态防护力度
在进行传统的公路工程建设时,大量的土方开挖使得该区域原有的植被遭到破坏,严重了会导致水土流失,使得当地的生态环境遭到巨大的破坏。被破坏的植被很难依靠自然恢复,使得当地环境造成永久性破坏。贵州地区高原山地较多,防止生态环境遭到破坏更加重要。
3.3适当注入人文特色
我国地大物博,每个地区都有各自的特点,特别是在贵州,多民族的特点体现得更为明显,高速公路不仅可以满足交通的功能,还可以作为一个人文展示的窗口,在收费站、服务区以及隧道进出口的景观设计中也得到充分体现。所以,边坡的防护设计中也可以用来展示该地区的民俗文化和地域风情。特别是在视线比较良好,面积较大的边坡区域,可以进行人文景观设计。这样使边坡坡面更加美观、自然,道路的行车条件更加优越,通过提高生态环境的质量,减少污染,减轻疲劳驾驶。
结语
综上所述,公路边坡防护对保证公路的质量和人们的生命安全具有至关重要的作用,也是公路建设过程中的重要环节。在进行公路边坡防护的设计和施工时应该严格遵循安全性、因地制宜、统一性和环保原则,根据建设区域的实际情况,选择合理的防护形式。将新理念应用于公路边坡防护设计中,在工程建设的过程中坚持刚柔并济的方式,加强生态防护力度,并适当注入人文特色,提高公路边坡防护工程的质量和公路运行的安全性。
参考文献:
[1]夏文彪.新理念在公路边坡防护设计中的应用分析[J].江西建材,2016,(6):154-155.
[2]田艳红,王飞,谢逵.新理念在公路边坡防护设计中的应用分析[J].工程技术:引文版,2016,(4):101.
[3]崔平.新理念在公路边坡防护设计中的应用[J].山西建筑,2014,(34):160-161.
论文作者:侯凤先
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/13
标签:锚固论文; 滑坡论文; 公路论文; 防护论文; 推力论文; 间距论文; 弯矩论文; 《基层建设》2018年第30期论文;