矩形截面抗滑桩在公路路基边坡中的应用研究

2015-12-02华北有色工程勘察院有限公司河北石家庄050021

江西建材 2015年6期

■汪勇 ■华北有色工程勘察院有限公司，河北石家庄 050021

在边坡工程中，抗滑桩主要承受的是边坡土体的水平荷载，桩身要承受较大的弯矩，而圆形截面桩桩基的水平承载能力比垂直承载能力小得很多，国内大量试验研究显示圆形截面桩桩基的水平承载能力约为垂直承载能力的1.5%。矩形截面桩的断面系数大，抗弯能力强，比常规圆形截面桩在水平受力作用下更有结构优势。矩形截面桩抗压区、抗拉区受力明确，可以较方便地差异性布置钢筋，受拉区的钢筋放置在同一受拉面上，可同时达到设计强度，材料的强度得到了充分地发挥。

1 工程概况

某路基宽为2 ×10.75m 的国家Ⅰ级公路有120m 长的部分位于一冲沟内，冲沟坡度为10～20°，坡体自然稳定。根据公路连续性要求，此段公路需要做回填路基，断面中心线最大填高18.6m，路基体边坡按设计作放坡，高度最高为31m，下伏基岩为灰岩，覆盖层表层可塑状含碎石粉质粘土厚10～13m，路基直接填筑加载扰动易使路基体及覆盖层滑塌失稳。

图一:边坡中心线剖面图

2 抗滑桩设计验算

本工程抗滑桩属于单点支撑的悬臂式支护结构，采用K 法(等值梁法)计算:

桩总长:20.00(m);嵌入深度:9.50(m);截面形状:方桩;桩宽:2.00(m);桩高:3.50(m);桩间距:5.00(m);嵌入段土层数:1;桩底支承条件:自由。

用传递系数法计算桩上滑坡推力T=2200.00(kN/m)

由于桩前滑坡体可能滑动，桩前滑体抗力P=0(kN/m)

桩后剩余下滑力水平推力F=T-P=2200.00(kN/m)

荷载三角形分布:

桩后:上部=0.00(kN/m) 下部=2095.238(kN/m)

桩前:上部=0.00(kN/m) 下部=0.00(kN/m)

桩前分布长度=0.000(m)

桩身内力计算结果如下表所示:(表中指列出部分数据)

经计算:桩背侧最大弯矩=62360.234(kN-m) 距离桩顶12.152(m)，面侧最大弯矩=0.000(kN-m) 距离桩顶0.000(m)，最大剪力=14850.000(kN) 距离桩顶10.500(m)，最大位移=37(mm)。

3 施工质量控制要点

人工挖孔矩形桩的施工应遵循跳槽开挖原则以保证滑体稳定，控制要点有:挖孔及孔壁支护、孔内混凝凝土浇筑、安全防护。

3.1 挖孔及孔壁支护

挖孔前应进行测量放线，可以用全站仪直接放出每根桩的四个开挖角点，放点精度要求在2cm 以内，放点后应进行复测，复测合格验收后才允许开挖。开孔开挖采用挖掘机粗挖、人工修整的方法，下部强至中风化基岩采用风镐或电镐开挖。锁扣及护壁混凝土均高1.32m、厚0.3m，锁扣高出孔口0.32m、超出护壁20cm。第一步开挖深度1m，然后施工锁口混凝土。锁口及护壁混凝土钢筋配置:竖筋φ18 间距30cm，箍筋(水平筋)φ14 间距35cm，竖筋水平筋均单层靠内侧布置，保护层厚度为6cm。

3.2 孔内混凝土浇筑

浇筑前应将孔内浮土残渣等清理干净，护壁混凝土面上洒水湿润。桩身混凝土塌落度控制在80 至120mm，采用串筒浇筑，浇筑前串筒距孔底为1.5m，浇筑过程中串筒至混凝土面高度也控制在1.5m。浇筑层厚控制在60cm 以内，随浇筑随振捣，采用插入式振捣器振实。每根桩留置2 组混凝土试块分别做7 天和28 天抗压强度试验。