滑坡路段桥梁桩基设计计算方法分析

滑坡路段桥梁桩基设计计算方法分析

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【摘要】随着我国西部开发的不断推进,山区公路与铁路发展十分迅速,当穿过山岭地带时,为了避免破坏现有的生态环境,不能对山体大挖大切,导致特殊路段需要沿滑坡使用高架桥结构形式。桥梁桩基在设计施工中缺少相应的规范指导,基于此,本文将分析滑坡段桥梁桩基负荷,在此基础上探究滑坡路段桥梁桩基设计计算方法,通过对桩型、桩长的选择、单桩极限承载力、滑坡推力、桩基设计、地基反力这几方面的研究,旨在为相关人员提供参考,促进我国桥梁桩基设计的进一步发展。

前言:滑坡主要是指斜坡上的岩体或者土体在受到雨水浸泡、河流冲刷等,在重力作用下沿着软弱面整体向下滑动所形成。在现代化建设中,滑坡作为我国桥梁基桩设计的难点之一,应当利用正确的计算方式,计算滑坡推力、抗滑力等,才能保证桥梁基桩结构的稳定性,保障出行人民的人身安全。

一、滑坡段桥梁桩基受荷分析相较于普通桥梁桩基、基坑支护等,位于滑坡段的桥梁桩基其承载情况具有特殊性,主要承受上部结构向下传递的水平荷载与竖向荷载,但是由于滑坡的存在,导致滑坡段桥梁桩基还承载着坡土变形侧向压力。所以,实际工程中,滑坡段桥梁桩基具有承重,即轴、横向荷载,与桩侧土压力或坡体剩余下滑力的双重作用,承载力复杂异常。经过调查,发现滑坡段桥梁桩基施工会受到机械设备的扰动影响,导致原有荷载平衡受到破坏,容易出现滑坡变形或持续滑移的情况。所以,滑坡桥梁桩基不仅需要承受由上到下的组合荷载,还需要承受坡体侧移压力,实际工程中,可以在桩基上方山坡部位开挖施工便道,有利于施工机械与运输车辆的作业通行,避免出现边坡超载,利用坡体将受力传向桩基导致桩基变形等情况发生。

二、滑坡桥梁桩基设计计算分析

1.选择桩型、桩长滑坡桥梁工程中,其桩型与桩长是桩基设计的重要内容,对于桩型与桩体设计而言,需要考虑施工所在的详细环境,综合勘察其成桩可行性、施工成本、工期等因素,对桥梁桩基设计进行调整,在保证工程质量的基础上尽量降低施工成本。

2.单桩竖向极限承载力桥梁工程中桩基设计计算的极限承载力具有十分重要的作用,具体设计过程中应当注意以下几点:其一,若是大型桥梁工程,可利用单桩静载试验计算极限承载力。若是中级桥梁工程,则其地质条件也较为简单,则可使用原位测试法计算极限承载力,或者依据与类似地质条件的桩基工程进行设计计算。若是小型桥梁工程,则可以结合施工经验参数与原位测试法进行极限承载力的计算;其二,桩基设计中计算单桩竖向基线承载力、阻力标准需要考虑桥梁桩基承载力,端承型桩结构直径较大,可利用深层平板荷载确定,桩的极限阻力与侧阻力,可利用静载荷试验计算。桥梁工程中桩基竖向承载力的设计计算,需要注意桩基是否需要承受轴心荷载,以保证其承载力符合需要,若是需要承受荷载,则应当将竖向承载力提升。剩余滑坡推力将在桩背上水平分力分布,其与滑坡部位、类型、地层性质、地基反力系数、变形情况等具有较大的联系,而液性指数小、具有较大密实性与刚度的滑坡,顶层与底层其滑动速度相同,假设滑面桩背剩余滑坡推力呈矩形分布;而液性指数大,较小刚度与不均匀密度塑性情况,滑动速度则与滑面部位相接近,速度在滑体表面较小,则假定滑面桩背中剩余滑坡推力分布呈现三角形;而在以上两者之间的情况,可以假设其剩余推力分布呈现梯形[3]。

3.桩基设计要点抗滑桩基设计中应当对抗滑桩截面尺寸、形状、平面位置、锚固深度等参数。桩基抗滑力取决于桩前土稳定性、桩基抗弯等,较为复杂。桩基与桩基之间间距应当以不同的群桩布置及不同桩为基础,根据现场情况进行选择,当桩基之间使用结构连接的方法避免楔形土从桩间挤出,则桩间距由桩基的抗滑力与下滑力决定。若桩基集中2-3排排架布置时,其间距可设计为桩截面宽度3倍左右,平面桩布设间距应重叠一个。锚固深度与土层相关,通常深度为全桩的1/2长,岩质地层桩长则取1/3左右。锚固段到滑面地层侧压力应当小于此地层容许的侧抗压力度,而桩基低压力小于地基承载力。

4.地基反力通常假定其横轴位移呈正比,比例系数则称其为地基系数,不同地基中其比例系数也不同。而对于滑坡工程而言,其滑面上存在滑体,相当于桩的前后土体具有附加荷载,若是使用m法,则随着深度的增加地基系数也不断上升,滑面部分地基系数不是0,而是数值B,滑面下深度岩土抗力可用公式:其滑面地基系数分布变化呈现梯形,b0为m计算法取值中桩基的计算宽度,以公路桥涵地基与基础规范表为基础进行计算,滑面滑体计算B的取值。

总结:总之,桥梁桩基是建设桥梁的基础,其设计计算中包含大量的复杂工作,滑坡路段中桥梁桩基承载受力也较为特殊,其计算结果的准确性将会对桥梁质量造成直接的影响。受篇幅所限,本文主要分析滑坡桥梁桩基的受力,利用公式进行桥梁桩基的设计计算,而在实际工程中需要仔细勘察施工现场的地质条件,才能有效提高滑坡路段中桥梁桩基设计计算的准确性,从而促进我国桥梁工程质量的进一步提升,保障人们的出行安全。

参考文献:

[1]杨毅.桥梁桩基设计计算方法分析[J].黑龙江交通科技,2017,40(11):91+93.

[2]顾列锋.道路滑坡推力及抗滑桩设计计算研究[J].门窗,2018(03):151.

[3]林光忠.岩溶区桥梁桩基沉降量计算方法[J].湖南交通科技,2018,44(02):154-157.

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