关于抗滑桩在设计使用过程中存在的问题探讨__墨水学术,论文发表,

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:177

副标题#e#摘要：基于我国在滑坡治理方面涌现的一系列抗滑桩类型加以比较和分析，提出了不同类型抗滑桩在设计使用过程中存在的几个问题，并对它们在滑坡治理中的合理应用作了简要分析。
　　关键词：滑坡抗滑桩治理问题
　　
　　
　　1引言
　　滑坡是与洪水、地震并列为世界范围内的三大自然灾害之一。滑坡治理是一项耗资巨大、技术复杂、施工艰巨而危险的抗灾工程。多年来，为确保人民生命、财产安全，保障经济建设顺利进行，国家在滑坡防治工作上，已经耗费了大量的人力、物力和财力，与此同时随着科学技术的不断发展，在滑坡治理方面也在不断提出新的方法和技术手段。
　　此前从建国后的相当长的一段时间内，大多用抗滑挡土墙来治理滑坡，此种挡土墙的优点是山体破坏少，稳定滑坡收效快。但是根据大多资料统计表明：多数挡土墙在使用中出现了不同程度的开裂、变形和破坏，说明这种结构形式无论从理论和施工方法上，都既不经济也不合理，而且只能治理下滑力不大的中小型滑坡，因此此种方法在很多情况下已经不能满足社会发展的需要。
　　此后又出现了抗滑桩这种支挡结构，抗滑桩是借助桩与周围岩土共同作用，把滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构。这种方法是把桩基嵌入滑床或者破裂体之下，用桩身的抗剪强度阻止滑体滑移，其强度受外部因素的影响较小，而且容易在结构设计方面得到满足。抗滑桩一般适用于非塑体浅层和中厚层滑坡前缘，利用桩基自身的强度和地基抗力共同作用来抵抗滑移或倾覆力矩，具有位置灵活、可分散使用、省时省料、破坏滑体较少、便于施工、易于形成、并能立即产生抗滑作用等特点，抗滑桩正是由于自身的这些优点，在国内外已被广泛应用于滑坡治理工程中。
　　2几种常见的抗滑桩类型及其在使用过程中存在的问题
　　2.1悬臂式抗滑桩
　　传统的抗滑桩的工作原理其实是大悬臂受力，用地基抗力平衡强大的滑坡推力，故又称悬臂式抗滑桩,如图2.1。事实上，桩基承受侧向荷载的能力非常小，只有垂直荷载的1/10～1/13。这是因为两种力对桩产生截然不同的受力机制。在垂直受荷时，桩基能发挥桩壁摩阻力和桩端反力的共同作用，而且还充分利用砼的优良抗压性能，在承受侧向荷载时，桩基是一个受弯构件，而砼的受拉强度非常低。这时强大的滑坡推力往往使桩的直径和配筋大大增加，且抗滑桩的断面积随着治理滑坡的规模的增大也越来越大，所以在滑体厚度较厚的土层滑坡中，采用悬臂式抗滑桩就不十分经济。另外，从桩的受力机制看，悬臂抗滑桩是被动型的受力状态，施工后在滑坡推力的继续作用下发生位移，桩才能逐渐具备抗滑能力，这对保护滑体上的已有建筑物非常不利。还有，一般悬臂式抗滑桩，设计者只能利用已有资料的参数进行设计，桩的实有抗滑能力却无法确知和直接验证。
　　
　　图2.1悬臂式抗滑桩受力机理图
　　2.2锚杆抗滑桩
　　锚杆抗滑桩的产生目的就是为减少悬臂长度，增大抵抗力矩。而在锚拉桩作为抗滑支挡体系应用在土层滑坡中时，拉杆横向受力问题至今尚未明确解决，故在实际工程中，在以钢筋为拉杆的锚拉体系曾出现拉杆被剪断或拉杆与立柱的节点破坏的事故。与此同时，由于滑坡推力很大，锚杆锚固力又受到直径和长度的限制，使得锚杆抗滑桩无法改变抗滑悬臂受力的状况。
　　2.3预应力锚索抗滑桩
　　预应力锚索抗滑桩，是将桩—锚索联合用于抗滑支挡结构，堪称是抗滑支挡结构的优化组合，如图2.2。桩基嵌固抗滑效果好，支挡面积大，但悬臂能力差；预应力锚索，抗拉性能好。近10年来，预应力锚索加固技术已广泛应用于建筑结构物加固、边坡治理、大型地下洞室及深基坑支护等工程。
　　
　　图2.2预应力锚索抗滑桩受力机理图
　　其原理是在抗滑桩顶部施加强劲有力的预应力锚索，锚索的另一端穿过滑坡体后#p#副标题#e#锚固于滑床内，使桩—预应力锚索组成一个联合受力体系，用锚索拉力平衡滑坡推力，彻底改变了一般悬臂式抗滑桩大悬臂的受力状态，改变了抗滑桩靠在基岩内的嵌固段的地基抗力平衡滑坡推力的受力机制，结果使桩的弯矩大大减小，桩径变细、桩的埋置深度变浅，达到了结构受力合理、降低工程费用、缩短工期的目的。况且，预应力锚索抗滑桩是主动型的受力状态，施加预应力后，滑体受到反推力，这样就可以立即起到止滑作用。滑体上的已有建筑物不会因滑坡的作用而继续变形，个别的情况下原有变形裂缝还会逐渐弥合。与此同时，预应力锚索抗滑桩和钻孔的机械化施工，减轻了劳动强度，缩短了工期，一般可缩短1/3左右。而且，预应力锚索抗滑桩由于张拉预应力，它的抗滑能力是确切可知的，这种设计容易做到经济合理、准确可靠。
　　然而，根据我国近几年来预应力锚索应用情况及腐蚀破坏实例的分析来看，在高拉应力作用下，预应力筋会出现应力腐蚀，由于在设计、施工和使用中均存在一定的随意性，各部门各行业的规定也不同。而且岩土锚杆(索)所在的特定介质环境和高拉应力特点，使未经防腐或防腐不当的锚杆(索)发生腐蚀，甚至导致破坏。
　　综上所述，以预应力锚索为拉杆的结构，尽管受力上有较大的改善，但锚索与桩之间的内力分配上是一个难以确定的变数，且锚索在土层滑坡中的防腐蚀问题也难以得到很好解决，故在土层滑坡中不宜采用锚拉抗滑桩作为抗滑支挡结构。
　　2.4下沉式抗滑桩
　　下沉式抗滑桩，就是桩顶标高低于滑坡体表面一定深度的悬臂式抗滑桩，由于悬臂长度减短，相应弯矩值也小，其材料消耗量就比一般抗滑桩要经济。而且，尤其是在下沉式抗滑桩采用多排布置时，其下沉深度可以随着滑坡高度的变小逐渐变小，分层抵挡下沉式抗滑桩在较厚的土层滑坡治理中是一项值得推广的技术。但在应用上还存在很多问题，尽管实际工程中已开始有此方面的应用，下沉式抗滑桩受力分析等资料至今少有所见，特别是在多排集中布置时，现行规范中还存在着较大的空白，因此还有待于进一步去深入研究。
　　2.5其他类型简介
　　(1)抗滑键，也称键式抗滑桩。它充分利用岩体的整体特性，使抗滑桩的长度最大限度地限制在滑面附近，上部采用岩土充填，把滑坡体与滑床栓在一起。这种结构多用于顺层岩质边坡。
　　(2)承台式抗滑桩，是将3～4根抗滑单桩在桩顶用承台联结，共同抗滑承担滑体推力，这种结构形式的整体性较好。
　　(3)抗滑刚架桩，是将前后两根桩用一根横梁连结成一整体刚架，共同承受滑坡推力。
　　(4)桩板墙，由钢筋混凝土抗滑桩和浆砌片石板组成，板墙承受桩间土内的土压力，并传给抗滑桩，桩的下部嵌入稳定岩层内，承受滑坡推力，阻挡滑体下滑。
　　(5)椅式桩墙，它用拱板支挡桩间滑体岩土，将滑坡推力传给桩基，桩嵌入稳定岩层，刚度很大的上墙取代了抗滑桩的悬臂段，这种结构形式的优点是不需配置受力钢筋。
　　3结语
　　本文重点对我国在滑坡治理方面涌现的一系列抗滑桩类型加以比较和分析，提出了不同类型抗滑桩的在使用过程中存在的几个问题。从上可以看出，在当今滑坡治理中，挡土墙和锚杆的适用面最狭窄，而且其在经济上和受力上都不是十分合理；最常用的为预应力锚索和悬臂式抗滑桩，但同时我们也可以看出它们的局限性所在；而下沉式抗滑桩作为一种新型的抗滑结构，从多方面可以看出其优越性，可以预见，下沉式抗滑桩在以后将获得更为广泛的应用。但是，纵观抗滑桩的设计方法和理论,各种方法均未能真正完满地解决工程实际问题,对理论模型的辨识、本构关系、计算参数、仿真方法都需作进一步深入具体研究。随着我国基础工程建设项目的迅猛发展，可以预见，结构形式更合理、使用更经济的抗滑支挡形式将会迅速出现并会得到广泛应#p#副标题#e#用。
　　参考文献:
　　[1]潘家铮.建筑物的抗滑稳定和滑坡分析[M].北京:水利出版社,1980
　　[2]尉希成.支挡结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999