路堤（肩）式預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及工程應(yīng)用研究.pdf

1、預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻是近二十年來應(yīng)用于陡坡高路堤的一種輕型支擋結(jié)構(gòu)，至今已在巖土工程領(lǐng)域獲得較快發(fā)展，并顯示了其安全可靠，經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)，越來越被廣大工程技術(shù)人員所接受，并成功應(yīng)用于多處鐵路、公路以及其它支擋工程中。但到目前為止，仍然沒有公認(rèn)且成熟的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，包括結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算、土壓力分布與大小、錨索．樁．填土相互作用機(jī)理、合理的施工技術(shù)等一系列基礎(chǔ)理論和施工工藝問題都沒有得到較好解決，理論研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于工程應(yīng)用。本文以國(guó)際大通道昆明至

2、曼谷某高速公路一處高路堤錨索樁板墻試驗(yàn)工程作為試驗(yàn)工點(diǎn)，通過現(xiàn)場(chǎng)全面的測(cè)試工作，對(duì)作用于樁、板上的土壓力采用了土壓力盒、測(cè)力計(jì)、鋼筋應(yīng)力計(jì)等多種方法進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)對(duì)樁、板的鋼筋應(yīng)力進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)錨索預(yù)應(yīng)力進(jìn)行了觀測(cè)，還采用測(cè)斜儀與全站儀對(duì)樁身位移進(jìn)行了觀測(cè)，獲得了大量詳實(shí)的測(cè)試資料。本文在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試資料進(jìn)行分析、歸納、提煉的基礎(chǔ)上，升華到理論上，在以下諸多方面取得了較大進(jìn)展，本論文的研究成果為盡快建立設(shè)計(jì)和施工規(guī)范提供了充實(shí)的技術(shù)資料

3、和科學(xué)依據(jù)。 采用條帶極限平衡理論，對(duì)路堤填方粘性土土壓力計(jì)算方法進(jìn)行了探討。采用塊體極限平衡理論，根據(jù)摩擦加筋原理，對(duì)土工格柵減小高路堤填方支擋結(jié)構(gòu)物上的土壓力的原理進(jìn)行了詳細(xì)探討，提出了相應(yīng)的公式。并對(duì)加設(shè)土工格柵后填料強(qiáng)度的提高采用了“準(zhǔn)粘聚力”概念來模擬，并提出了相應(yīng)的計(jì)算公式。 利用極限平衡理論，對(duì)路肩式(預(yù)應(yīng)力錨索)樁板墻是否按“土拱效應(yīng)”的土壓力進(jìn)行設(shè)計(jì)作了探討，認(rèn)為對(duì)于該類結(jié)構(gòu)，是不能按“土拱效應(yīng)”的土壓

4、力進(jìn)行設(shè)計(jì)的，否則由于板上土壓力太小，是十分危險(xiǎn)的。 對(duì)各種邊界條件及地面汽車荷載作用下的土壓力計(jì)算方法進(jìn)行了歸類，后者以按彈性理論方法確定為妥。 利用變形協(xié)調(diào)條件，對(duì)埋深相對(duì)較大的預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻及埋深相對(duì)較淺的柱一錨．板結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)探討，提出了相應(yīng)的計(jì)算公式，并提出了錨索預(yù)應(yīng)力的確定方法及樁、板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為基礎(chǔ)，研究了采用二次劈裂注漿技術(shù)提高軟弱地層中錨索承載力的方法，

5、提出了相應(yīng)的計(jì)算公式，研究出了一種二次劈裂注漿錨索結(jié)構(gòu)型式，總結(jié)并提出了一套具有可操作性的施工工藝。 以科研試驗(yàn)工程為依托，對(duì)樁、板的受力與變形進(jìn)行了全方位的測(cè)試和分析工作。對(duì)作用于樁、板上的土壓力采用了土壓力盒、測(cè)力計(jì)、鋼筋應(yīng)力計(jì)等多種方法進(jìn)行了測(cè)試與相互應(yīng)證。同時(shí)對(duì)樁、板的鋼筋應(yīng)力、錨索預(yù)應(yīng)力等進(jìn)行了測(cè)試，首次將樁身實(shí)測(cè)計(jì)算彎矩與傳統(tǒng)方法的設(shè)計(jì)計(jì)算值進(jìn)行了對(duì)比分析，并發(fā)現(xiàn)樁身的并不像傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論闡述的那樣出現(xiàn)負(fù)彎矩，并且也不

6、能簡(jiǎn)單地錨索預(yù)應(yīng)力作為附加力引入土壓力分布狀態(tài)的分析中。對(duì)樁身的位移采用測(cè)斜儀和全站儀進(jìn)行了觀測(cè)。 以試驗(yàn)工程的實(shí)測(cè)土壓力為依據(jù)，深入研究了路堤預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻這一新型支擋結(jié)構(gòu)物上土壓力的分布、大小等規(guī)律，首次將錨索預(yù)應(yīng)力與土壓力聯(lián)系起來，提出了錨索．樁．板．填土共同作用下的土壓力計(jì)算方法，將作用于該結(jié)構(gòu)上的土壓力分解為主動(dòng)土壓力(填土部分)、彈性理論土壓力(地面汽車荷載)以及錨索預(yù)應(yīng)力作用增加的土壓力，并將它們進(jìn)行合理的加權(quán)疊

7、加得出總的土壓力。論文分析了以往設(shè)計(jì)理論的不足，提出了改進(jìn)的方法，預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻上土壓力并不呈現(xiàn)出庫侖土壓力那樣的三角形分布，而呈現(xiàn)出頂部一較小值和底部為零、中部最大的多邊形分布，提出了計(jì)算公式，為合理設(shè)計(jì)該類支擋結(jié)構(gòu)物提供了新的理論方法。 本論文列舉了幾處典型的路(肩)堤樁板墻或預(yù)應(yīng)力錨索樁板墻的應(yīng)用實(shí)例，為推廣應(yīng)用該技術(shù)提供了參考。 本論文從理論到實(shí)際應(yīng)用上提出了一套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論，為推廣應(yīng)用路堤預(yù)應(yīng)力錨索樁板