中文名 | 板連式束筋微型抗滑樁群加固滑坡機(jī)制及計(jì)算理論研究 | 項(xiàng)目類別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 肖世國(guó) | 依托單位 | 西南交通大學(xué) |
板連式束筋微型抗滑樁群是指數(shù)根微型樁在頂部用鋼筋混凝土板連接的輕型組合抗滑結(jié)構(gòu),微型樁為在直徑110-150mm孔中用幾根鋼筋組成束筋作骨架再在其周圍注入砂漿的長(zhǎng)細(xì)比極大的細(xì)長(zhǎng)樁體。具有施工靈活、安全快捷、低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),適于中小型滑坡及邊坡治理。但其加固滑坡的力學(xué)機(jī)制和計(jì)算理論還未合理建立,極大限制了其廣泛使用。本項(xiàng)目針對(duì)此問題開展了研究,旨在為類似的微小直徑細(xì)長(zhǎng)抗滑樁組合結(jié)構(gòu)提供共性科學(xué)理論基礎(chǔ)。通過對(duì)西南地區(qū)大量道路邊坡的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,獲得了適宜微型樁加固的典型坡體結(jié)構(gòu)特征,將其歸納為類均質(zhì)土質(zhì)邊坡、堆積體-基巖式邊坡和順層巖質(zhì)邊坡共三大類;考慮樁土相互作用特征,進(jìn)行了單元微型樁群的合理結(jié)構(gòu)型式研究,建立了考慮樁群間距的空間剛架分析模型以分析結(jié)構(gòu);分析了單元微型樁群所受滑坡推力在平面內(nèi)的二次分配,得出在矩形和三角形分布模式下,平面內(nèi)各樁體受力分配系數(shù)擬合公式,影響因素敏感性分析結(jié)果表明分配系數(shù)受樁長(zhǎng)的影響最為敏感,受樁間距、樁徑和土體彈性模量等影響較弱;采用塑性極限分析方法,建立了單排樁加固土坡的極限分析模型,考慮了樁體兩側(cè)潛在滑面不連續(xù)的情況,推導(dǎo)了相關(guān)計(jì)算公式,可計(jì)算樁體所受坡體極限推力;揭示了頂板作用機(jī)制和單元微型樁群間土拱效應(yīng)形成機(jī)制,通過數(shù)值方法分析了樁體幾何及力學(xué)參數(shù)對(duì)土拱效應(yīng)的影響規(guī)律,建立了估算單元微型樁群間距的方法;依托典型工程,利用自動(dòng)伺服式直剪儀,獲得了坡體材料的直剪全過程曲線和應(yīng)變軟化特征,并確定了抗剪強(qiáng)度參數(shù)的軟化規(guī)律,進(jìn)而用于確定微型樁群上滑坡推力變化規(guī)律;考慮滑帶土軟化特征,采用彈性地基約束的整體模型和極限分析模型,分別建立了單元微型樁群的分段和整體計(jì)算方法,并將微型樁群拓展到多級(jí)框架錨桿結(jié)構(gòu)(后者為前者的傾角變換),形成適于平面、圓弧面、折線型滑面等滑坡的合理且操作簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)分析方法。本研究應(yīng)用前景廣泛,特別適于斜坡快速治理工程,有重要理論與實(shí)際意義。 2100433B
板連式束筋微型抗滑樁群是指數(shù)根微型樁在頂部用鋼筋混凝土板連接的輕型組合抗滑結(jié)構(gòu),微型樁為在直徑110~150mm孔中用幾根鋼筋組成束筋作骨架再在其周圍注入砂漿的長(zhǎng)細(xì)比極大的細(xì)長(zhǎng)樁體。具有施工靈活、安全快捷、低碳環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),適于中小型滑坡及邊坡治理。但其加固滑坡的力學(xué)機(jī)制和計(jì)算理論還未合理建立,極大限制了其廣泛使用。本項(xiàng)目對(duì)此問題開展研究,旨在為類似的微小直徑細(xì)長(zhǎng)抗滑樁組合結(jié)構(gòu)提供共性科學(xué)理論基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括:考慮單元微型樁群中各細(xì)長(zhǎng)樁與周圍巖土體接觸面的力學(xué)性質(zhì),揭示二者間力學(xué)作用機(jī)制,含樁側(cè)法向擠壓和切向摩擦作用;確定單元微型樁群中樁間巖土體的空間應(yīng)力傳遞和擴(kuò)散規(guī)律,包括沿坡體走向和滑動(dòng)方向;探討同時(shí)考慮細(xì)長(zhǎng)樁群樁效應(yīng)和滑帶土應(yīng)變軟化效應(yīng)的樁側(cè)坡體壓力作用規(guī)律;確立頂板力學(xué)作用機(jī)制,建立適于不同滑坡特征的單元微型抗滑樁群合理結(jié)構(gòu)型式及計(jì)算方法。本研究應(yīng)用前景廣泛,有重要理論與實(shí)踐意義。
要用樁定義布置,他只不過是起到不同的作用,與計(jì)算是沒有區(qū)別的
一般為2m處設(shè)一加強(qiáng)箍
大于或等于或小于等于,都不確定數(shù),你只能是綜合的考慮了,或者就是按設(shè)計(jì)的6.5+6.0或8.5+4.5先計(jì)算,竣工還是要按實(shí)際完成的記錄成果計(jì)算。
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滑坡群抗滑樁施工技術(shù)——潮田滑坡群抗滑樁位于亞黏土地段,亞黏土成流塑狀,地質(zhì)條件復(fù)雜,成孔困難,開挖時(shí)經(jīng)常坍塌,護(hù)壁四周的淤泥經(jīng)常擠進(jìn)工作面,壁后脫空,給施工帶來很大困難,局部護(hù)壁變形嚴(yán)重,不能按設(shè)計(jì)尺寸終孔。文章結(jié)合工程施工實(shí)際,總結(jié)出一套...
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潮田滑坡群抗滑樁位于亞黏土地段,亞黏土成流塑狀,地質(zhì)條件復(fù)雜,成孔困難,開挖時(shí)經(jīng)常坍塌,護(hù)壁四周的淤泥經(jīng)常擠進(jìn)工作面,壁后脫空,給施工帶來很大困難,局部護(hù)壁變形嚴(yán)重,不能按設(shè)計(jì)尺寸終孔。文章結(jié)合工程施工實(shí)際,總結(jié)出一套較為有效的施工方法,希望對(duì)類似工程有所借鑒。
一、植筋技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
由于在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)上植筋加固已不必再進(jìn)行大量的開鑿?fù)诙?,而只需在植筋部位鉆孔后,利用植筋加固劑作為鋼筋與混凝土的粘合劑就能保證鋼筋與混凝土的良好粘結(jié),因而減輕對(duì)原有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷,也減少了加固改造工程的工程量。
植筋膠對(duì)鋼筋的錨固作用不是靠錨筋與基材的脹壓與摩擦產(chǎn)生的力。而是利用其自身粘結(jié)材料的錨固力,使錨桿與基材有效地錨固在一起,產(chǎn)生的粘結(jié)強(qiáng)度與機(jī)械咬合力來承受受拉荷載,當(dāng)植筋達(dá)到一定的錨固深度后,植入的鋼筋就具有很強(qiáng)的抗拔力,從而保證了錨固強(qiáng)度。
二、植筋技術(shù)的應(yīng)用范圍
實(shí)際工程中,由于建筑功能改變,承受荷載增加或者因質(zhì)量事故等原因,使原結(jié)構(gòu)構(gòu)件,如梁、板、柱、墻等承載力不足,或因布局改變,要新增梁、板、柱和墻,要擴(kuò)大斷而新增鋼筋等,采用鉆孔植筋技術(shù)能取得格外簡(jiǎn)捷的效果。
三、植筋加固設(shè)計(jì)基本方法
1.設(shè)計(jì)規(guī)定
適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件以結(jié)構(gòu)膠種植帶肋鋼筋和全螺紋螺桿的后錨固設(shè)計(jì);不適用于素混凝土構(gòu)件,包括縱向受力鋼筋一側(cè)配筋率小于0.2%的構(gòu)件的后錨固設(shè)計(jì)。素混凝土構(gòu)件及低配筋率的植筋應(yīng)按錨栓進(jìn)行設(shè)計(jì)。
采用植筋技術(shù),包括種植全螺紋螺桿技術(shù)時(shí),原構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)當(dāng)新增構(gòu)件為懸挑結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),其原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C25;
2)當(dāng)新增構(gòu)件為其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí),其原構(gòu)件混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C20。
采用植筋和種植全螺紋螺桿錨固時(shí),其錨固部位的原構(gòu)件混凝土不得有局部缺陷。若有局部缺陷,應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或加固處理后在植筋。
2.錨固計(jì)算
承重構(gòu)件的植筋錨固計(jì)算應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)承重構(gòu)件的植筋錨固設(shè)計(jì)應(yīng)在計(jì)算和構(gòu)造上防止混凝上發(fā)生劈裂破壞。
2)植筋按僅承受軸向力考慮,且僅允許按充分利用鋼材強(qiáng)度的計(jì)算模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
單根植筋錨固的承載力設(shè)計(jì)值按式(2-1)計(jì)算:
考慮各種因素對(duì)植筋受拉承載力影響而需加大錨固深度的修正系數(shù),應(yīng)按式圖(2-2)計(jì)算:
植筋的基本錨固深度設(shè)計(jì)值應(yīng)按式圖(2-3)計(jì)算:
植筋錨固深度設(shè)計(jì)值應(yīng)按式圖(2-4)計(jì)算:
四、植筋技術(shù)常見問題
1.構(gòu)件最小厚度不滿足植筋錨固深度要求?
答:根據(jù)鋼筋應(yīng)力進(jìn)行調(diào)整、采取附加錨固鋼板、采取鋼筋等強(qiáng)度代換,三種方法綜合使用。
2.植筋中錨固間距過?。?/p>
答:可采用將鋼筋合并,增大錨固長(zhǎng)度的措施。
3.植筋中鉆孔孔徑過???
答:可按照截面面積相等的原則,用多跟直徑較小的錨筋代替,同時(shí)保證鉆孔深度不應(yīng)減少,與原設(shè)計(jì)深度相同。
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本書根據(jù)鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)理論,結(jié)合最新的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程,推導(dǎo)出大量計(jì)算公式,提出和采用了許多新的設(shè)計(jì)思想和計(jì)算方法,詳細(xì)論述了舊橋加固設(shè)計(jì)原理及步驟。加固對(duì)象涉及鋼筋混凝土和頇應(yīng)力混凝土各類型橋梁,加固計(jì)算方法涉及粘貼附加物加固法、增大截面加固法和預(yù)應(yīng)力加固法,每一種類型的設(shè)計(jì)均配有計(jì)算示例,共20個(gè)算例,完全具有可操作性。本書還介紹了混凝土橋梁常見病害、成因、可選的加固方法及加固實(shí)例分析,使讀者對(duì)舊橋加固設(shè)計(jì)能從基本概念到具體計(jì)算方法再到實(shí)際感受有完整的認(rèn)識(shí)。 本書可為橋梁加固設(shè)計(jì)、科研、施工及運(yùn)營(yíng)管理的人員提供參考,也可作為橋梁加固技術(shù)培訓(xùn)班或高等院校交通土建專業(yè)選修課的教材使用。
第1章 橋梁上部結(jié)構(gòu)常見病害、成因及可選的加固方法
1.1概述
1.2鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支板橋
1.3鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)板橋
1.4鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁橋
1.5鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁及懸臂梁橋
1.6預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋
1.7鋼筋混凝土板拱、肋拱及箱形拱橋
1.8中、下承式拱橋
1.9鋼筋混凝土剛架拱橋
1.10鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土桁架拱或桁式組合拱橋
1.11圬工拱橋
1.12鋼一混凝土組合梁橋
1.13斜拉橋
1.14懸索橋
第2章 橋梁下部結(jié)構(gòu)常見病害、成因及可選的加固方法
2.1橋臺(tái)
2.1.1重力式橋臺(tái)
2.1.2輕型橋臺(tái)
2.2橋墩
2.2.1重力式橋墩
2.2.2輕型橋墩
2.3基礎(chǔ)
2.3.1擴(kuò)大基礎(chǔ)
2.3.2樁基礎(chǔ)
2.3.3沉井基礎(chǔ)
第3章 各種加固方法的計(jì)算原理及算例
3.1粘貼鋼板、鋼筋加固法
3.1.1受力特點(diǎn)及使用條件
3.1.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.1.3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.1.3.1粘貼鋼板加固矩形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.1.3.2粘貼鋼板加固T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.1.4鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.1.4.1矩形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.1.4.2I形或T形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.1.5鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.1.5.1矩形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.1.5.2I形或T形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.1.6預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.1.6.1應(yīng)力計(jì)算
3.1.6.2承載力計(jì)算
3.1.7預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.1.7.1粘貼鋼板加固T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.1.8預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.1.8.1應(yīng)力計(jì)算
3.1.8.2承載力計(jì)算
3.1.9預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.1.9.1矩形截面大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算示例
3.2粘貼纖維復(fù)合材料加固法
3.2.1受力特點(diǎn)及使用條件
3.2.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.2.3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.2.3.1粘貼碳纖維布加固矩形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.2.3.2粘貼碳纖維布加固T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.2.4鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.2.4.1矩形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.2.4.2I形、T形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.2.5鋼筋混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.2.5.1矩形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.2.5.2I形或T形截面大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.2.6預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.2.6.1應(yīng)力計(jì)算
3.2.6.2承載力計(jì)算
3.2.7預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.2.7.1粘貼碳纖維布加固T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.2.8預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.2.8.1應(yīng)力計(jì)算
3.2.8.2承載力計(jì)算
3.2.9預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.2.9.1粘貼碳纖維布加固矩形截面大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算示例
3.3增大截面加固法
3.3.1受力特點(diǎn)及使用條件
3.3.2鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.3.3鋼筋混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.3.3.1矩形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.3.3.2T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.3.4鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.3.4.1矩形截面偏心受壓構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算
3.3.4.2矩形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算
3.3.4.3矩形截面偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.3.4.4I形或T形截面偏心受壓構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算
3.3.4.5I形或T形截面偏心受壓構(gòu)件承載力計(jì)算
3.3.4.6I形或T形截面偏心受壓構(gòu)件計(jì)算示例
3.3.4.7增大截面法加固偏心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
3.3.5預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.3.5.1應(yīng)力計(jì)算
3.3.5.2承載力計(jì)算
3.3.6預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.3.6.1T形截面受彎構(gòu)件計(jì)算示例
3.3.7預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算原理及方法
3.3.7.1應(yīng)力計(jì)算
3.3.7.2承載力計(jì)算
3.3.8預(yù)應(yīng)力混凝土大偏心受壓構(gòu)件加固計(jì)算示例
3.3.8.1矩形截面大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算示例
3.4預(yù)應(yīng)力加固法
3.4.1受力特點(diǎn)及使用條件
3.4.2體外預(yù)應(yīng)力的加固方法及特點(diǎn)
3.4.2.1體外預(yù)應(yīng)力加固簡(jiǎn)支梁
3.4.2.2體外預(yù)應(yīng)力加固懸臂梁橋及T型剛架橋
3.4.2.3體外預(yù)應(yīng)力加固連續(xù)體系橋梁
3.4.3體外預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力設(shè)計(jì)值及應(yīng)力損失值
3.4.4轉(zhuǎn)向裝置的設(shè)計(jì)原理
3.4.5預(yù)應(yīng)力加固橋梁的計(jì)算原理及方法
3.4.5.1體外預(yù)應(yīng)力體系設(shè)計(jì)及計(jì)算
3.4.5.2預(yù)應(yīng)力對(duì)各控制截面的內(nèi)力計(jì)算
3.4.5.3持久狀況正常使用極限狀態(tài)計(jì)算
3.4.5.4持久狀況構(gòu)件的應(yīng)力計(jì)算
3.4.5.5持久狀況承載能力極限狀態(tài)計(jì)算
3.4.6體外預(yù)應(yīng)力加固鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋計(jì)算示例
3.4.7體外預(yù)應(yīng)力加固預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋計(jì)算示例
第4章 主要加固方法工程實(shí)例分析
4.1橋梁上部結(jié)構(gòu)加固實(shí)例分析
4.1.1粘貼鋼板加固鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T梁橋
4.1.2體外預(yù)應(yīng)力加固預(yù)應(yīng)力混凝土T形剛構(gòu)橋
4.1.3體外預(yù)應(yīng)力加固鋼筋混凝土連續(xù)梁橋
4.1.4增大截面加固板拱橋
4.1.5剛架拱橋加固
4.1.6中承式拱橋更換吊桿
4.2橋梁下部結(jié)構(gòu)加固實(shí)例分析
4.2.1通車條件下高填土橋臺(tái)傾斜綜合整治對(duì)策
4.2.2采用基礎(chǔ)置換方法加固沉井基礎(chǔ)
4.2.3采用高壓旋噴樁加固樁基礎(chǔ)
4.2.4采用靜壓灌漿加固橋墩地基
參考文獻(xiàn)
成果登記號(hào) |
20140145 |
項(xiàng)目名稱 |
高速滑坡致災(zāi)機(jī)理及搶險(xiǎn)加固技術(shù)研究 |
第一完成單位 |
西南交通大學(xué) |
主要完成人 |
胡卸文、程謙恭、肖世國(guó)、羅剛、王玉峰、施裕兵、楊建宏、鞏滿福、巫錫勇、顧成壯、朱 圻、韓 玫、陳衛(wèi)東、呂小平、朱海勇 |
研究起始日期 |
1999-01-01 |
研究終止日期 |
2012-12-01 |
主題詞 |
滑坡變形演化機(jī)制;高速滑坡失穩(wěn)啟動(dòng);高速滑坡堵江機(jī)制;滑坡壩體地質(zhì)結(jié)構(gòu);滑坡?lián)岆U(xiǎn)與加固技術(shù) |
任務(wù)來源 |
橫向委托; |