重庆市华畅建筑劳务有限公司除了在保持抗滑桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、振动沉管桩、夯扩桩、静压管桩高压旋喷桩,SMW工法桩,三轴搅拌机、旋挖钻机、水泥搅拌桩CFG桩等传统型施工技术与管理上创新外,近年来亦积开展井点降水、帷幕止水等深基坑支护设计与施工等领域业务,具备在行业内更广泛参与竞争的综合实力。
需要说明的是,由于矩形抗滑桩与圆形抗滑桩存在较大的抗弯差距,故应根据不同截面的结构换算,可使上部的矩形抗滑桩“嵌套”于圆形抗滑桩,而不必设置过大截面的矩形抗滑桩。
以上笔者主要从抗滑桩结构受力方面对不同截面抗滑桩受力进行了综述,但考虑到抗滑桩程的属性,故抗滑桩的设计、计算是在满足合理地质模型基础上的设计与计算,切忌仅从结构方面考虑问题。否则忽视地质条件而单纯考虑抗滑桩结构就会出现工程实践中常见抗滑桩倾倒破坏病害。毕竟程是地质工程与结构工程的综合体,两方面不可有任何偏颇。
抗滑桩破坏形式
总体而言,抗滑桩破坏形式主要包括:
(1) 抗滑桩间距过大、滑体含水量高并呈流塑状,滑动土体从桩间挤出;
(2) 抗滑桩抗剪能力不足, 桩身在滑面处被剪断;
(3) 抗滑桩抗弯能力不足, 桩身在弯矩处被拉断;
(4) 抗滑桩锚固深度及锚固力不足, 桩被推倒;
(5)抗滑桩桩前滑面以下岩土体软弱,抗力不足,产生较大塑性变形,使 桩移过大而超过允许范围;
(6)抗滑桩超出滑面的高度不足或桩位选择不合理,桩虽有足够强度,但 滑坡从桩顶以上剪出。
对于流塑性地层,滑体介质与抗滑桩的摩阻力低,土体易从桩间挤出。此时,可在桩间设置连接板或联系梁,或采用小间距、小截面的抗滑桩,因流塑体的自稳性差,当地下水丰富时,开挖截面过大的抗滑桩易造成坍塌,对处于滑移状态的边坡,还可能会加速边坡的滑移速度,甚至造成边坡失稳。
抗滑桩作为程的结构物,受所在坡体的地质条件和工程结构两方面因素的限制。作为结构物特性来说,抗滑桩受力主要受剪力与弯矩两方面的控制。
在抗滑桩结构物形式中受力条件的“工字形”,但由于“工字形”抗滑桩的工挖在工程实践中存在太大的难度,即可实施性较差。也就是说,即使“工字形”抗滑桩在理论上具有相对较优的受力效果,但由于工程的可实施性较差,故在工程实践中几乎没有应用。
当然,如果采用注浆工艺,则可利用注浆管形成多种截面形状的复合地基抗滑桩,这时,可优先选择“工字形”抗滑桩结构形式。即注浆管作为桩体“主筋”承受桩体的弯矩,注浆形成的复合地基作为桩体剪力抗体进行桩体结构计算分析。此工艺曾多年前申请专利,并在工程实践中有所应用。
除去“工字形”结构,矩形抗滑桩由于其施工方便,结构受力好,故作为抗滑桩的主要形式在工程中广泛应用。当然,为了获得更大的结构惯性矩而获得更大的抗弯能力,以及尽量利用材料的性能使桩体的受压与受拉侧达到效果,桩体的长宽边应有一个较理想的比值。
抛开岩土体地质条件而仅从结构的特性来说,抗滑桩的长边越大就可获得越大的惯性矩,也就获得了更大的结构抗弯能力。但如果桩体长宽比过大,就可能导致桩体抗扭性能大幅下降。因此,工程一般多取矩形抗滑桩的长宽比不宜小于1:1.5。当然,由于抗滑桩属于程结构,其受力性能不可避免的要考虑桩周岩土体的性质,即应确保抗滑桩在桩周岩土体的作用下,必须确保桩体的侧向承载力满足相关要求,必须确保桩体的旋转度,即桩移满足相关要求。这就可以会出现由于桩周岩土体性质的限制,造成矩形抗滑桩的宽度加大或桩身加长,从而通过减小桩前单位面积上的岩土体受力,也就导致了抗滑桩长宽比小于1:1.5的情况出现。
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