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发布时间:2020-06-23 00:00:00
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川藏高速公路长大悬臂锚索(多点式或梁式锚索桩)的应用(假日专题)

川藏高速公路长大悬臂锚索(多点式或梁式锚索桩)的应用(假日专题)

  • 分类:技术交流
  • 作者: 成永刚
  • 来源:悠游2019
  • 发布时间:2020-11-14 10:35
  • 访问量:

【概要描述】举世的川藏铁路即将开建,而作为先行者的川藏高速公路已逐步向前推进,目前已基本建成通车的从四川盆地向青藏高原的过渡段。

川藏高速公路长大悬臂锚索(多点式或梁式锚索桩)的应用(假日专题)

【概要描述】举世的川藏铁路即将开建,而作为先行者的川藏高速公路已逐步向前推进,目前已基本建成通车的从四川盆地向青藏高原的过渡段。

  • 分类:技术交流
  • 作者: 成永刚
  • 来源:悠游2019
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  举世的川藏铁路即将开建,而作为先行者的川藏高速公路已逐步向前推进,目前已基本建成通车的从四川盆地向青藏高原的过渡段。高速公路通过段海拔迅速升高,地形地貌陡峻、峡谷深切、山体巍峨、江河发育,具有极其复杂的地质条件、极其困难的施工条件和极其脆弱的生态环境,是目前我国难度最大的高速公路之一。在这样极其困难的条件中,建设者们集思广益,开发或推广了许多新工艺、新措施,为保证川藏高速公路的正常建设,提供了良好的保障。而适应高陡地形需要的长大悬臂锚索抗滑桩(多点式或梁式桩)就属于其中的佼佼者。

  传统抗滑桩由于为有效控制桩体过大弯矩的出现造成工程规模和工程造价的过快攀升,故一般情况下悬臂段不宜大于10m。但在川藏高速公路建设中,往往由于:

  1)自然坡度过陡,较短的抗滑桩悬臂将造成边坡高度的快速增加;

  2)线路通过神山区或其它需要保护的地貌地物时,不能通过正常的放缓坡率进行处治;

  3)工程难度大导致工期拖后过多,造成抗滑桩工程需要进行优化。

  基于此,因地制宜的设置长大悬臂抗滑桩(多点式或梁式)是适应区内地质条件、特殊人文环境的产物。其中多点式锚索桩的桩体具有较长的锚固段,桩作为主要的抗滑结构物,悬臂段的锚索处于抗滑从属地位;梁式锚索桩则大大优化了桩体的锚固段,使悬臂段的锚索作为主要的抗滑结构物,而桩体处于从属地位。

  长大悬臂抗滑桩(多点式或梁式)是在锚索抗滑桩的基础上,结合锚索框架、锚索地梁的结合属性,将抗滑桩看作锚索工程的反力结构,通过在桩体的悬臂段增加锚索工程规模,达到不断加长抗滑桩的悬臂却能将桩体弯矩控制在一定的范围,以及通过锚索工程适当减小抗滑桩所需抗滑要求的目的。

  由于理论上可以不断通过增加悬臂段锚索的设置而不断加长抗滑桩的悬臂长度,故在川藏高速公路上的一些特殊地段得以有效应用,且取得了良好的工程效果。

  如某无人区工点,由于测量误差造成后期建设中发现路基宽度严重不足,需通过对高陡山体的开挖来增加路基宽度。若采用长14m的悬臂,将造成桩后出现高约30m的“剥山皮”式人工边坡,需设置大量的边坡加固工程。

  基于此,笔者建议增加抗滑桩悬臂至19m,取消桩后边坡的开挖,达到减小环境破坏、减小工程规模的目的。该方案采纳后取得了良好工程效果。

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  图1 变更前后工程断面图

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  图2完工后长大悬臂抗滑桩(多点式锚索桩)全景(图右侧)

  再如高速公路通过某“神山”区,造成原设计的路堑边坡无法实施,故采用长大悬臂抗滑桩(多点式锚索桩)进行收坡处治理,其中悬臂段长21m,设置了5孔锚索,锚固段长14m。工程施工期间,由于抗滑桩开挖缓慢造成工期压力巨大,故通过在悬臂段增设3孔锚索,将14m长的锚索抗滑桩锚固段长度减小为7m,形成梁式锚索桩。该方案实施后大大降低了施工难度,加快了工程进度,取得了良好的工程效果。

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  图3 工程变更前后的代表性断面图

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  图4 完工后长大悬臂抗滑桩(梁式锚索桩)全景(桩前挂板)

  此种工程措施的脱胎于锚索抗滑桩,而不拘泥于它,通过“工程无定势”的理念,因地制宜的满足工程需要。该工程措施的计算同锚索抗滑桩,也必须通过弹性地基梁的计算理念,满足桩体和锚索结构内力计算需要,满足桩周和锚索周边岩土体力学性质需要,两者缺一不可。如桩的弯矩、剪力,桩周地基承载力、桩体转角等基本指标。并且应通过合理设置锚索拉力,用以调节不同标高处的锚索、不同自由段长度的锚索应力调整。

  需要说明的是,长大悬臂抗滑桩(多点式或梁式)由于外露部位过高、过陡,给行车造成了一定的不舒适感。故笔者建议采用“百叶窗式挂板”代替常规的竖向挂板,从而有效利用“百叶窗”形成的台阶进行绿化,大幅提高行车的舒适性和环保性。(“百叶窗式挂板”参见笔者专利的公众号文章)

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