路堤（肩）式預應力錨索樁板墻結(jié)構(gòu)設計理論及工程應用研究.pdf

1、預應力錨索樁板墻是近二十年來應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)濟適用等特點，越來越被廣大工程技術(shù)人員所接受，并成功應用于多處鐵路、公路以及其它支擋工程中。但到目前為止，仍然沒有公認且成熟的設計計算方法，包括結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算、土壓力分布與大小、錨索．樁．填土相互作用機理、合理的施工技術(shù)等一系列基礎理論和施工工藝問題都沒有得到較好解決，理論研究遠遠滯后于工程應用。本文以國際大通道昆明至

2、曼谷某高速公路一處高路堤錨索樁板墻試驗工程作為試驗工點，通過現(xiàn)場全面的測試工作，對作用于樁、板上的土壓力采用了土壓力盒、測力計、鋼筋應力計等多種方法進行了測試，同時對樁、板的鋼筋應力進行了測試，對錨索預應力進行了觀測，還采用測斜儀與全站儀對樁身位移進行了觀測，獲得了大量詳實的測試資料。本文在對現(xiàn)場測試資料進行分析、歸納、提煉的基礎上，升華到理論上，在以下諸多方面取得了較大進展，本論文的研究成果為盡快建立設計和施工規(guī)范提供了充實的技術(shù)資料

3、和科學依據(jù)。 采用條帶極限平衡理論，對路堤填方粘性土土壓力計算方法進行了探討。采用塊體極限平衡理論，根據(jù)摩擦加筋原理，對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行了詳細探討，提出了相應的公式。并對加設土工格柵后填料強度的提高采用了“準粘聚力”概念來模擬，并提出了相應的計算公式。 利用極限平衡理論，對路肩式(預應力錨索)樁板墻是否按“土拱效應”的土壓力進行設計作了探討，認為對于該類結(jié)構(gòu)，是不能按“土拱效應”的土壓

4、力進行設計的，否則由于板上土壓力太小，是十分危險的。 對各種邊界條件及地面汽車荷載作用下的土壓力計算方法進行了歸類，后者以按彈性理論方法確定為妥。 利用變形協(xié)調(diào)條件，對埋深相對較大的預應力錨索樁板墻及埋深相對較淺的柱一錨．板結(jié)構(gòu)物的設計計算方法進行了詳細探討，提出了相應的計算公式，并提出了錨索預應力的確定方法及樁、板結(jié)構(gòu)的設計計算方法。 以現(xiàn)場試驗為基礎，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、提出了相應的計算公式，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。 以科研試驗工程為依托，對樁、板的受力與變形進行了全方位的測試和分析工作。對作用于樁、板上的土壓力采用了土壓力盒、測力計、鋼筋應力計等多種方法進行了測試與相互應證。同時對樁、板的鋼筋應力、錨索預應力等進行了測試，首次將樁身實測計算彎矩與傳統(tǒng)方法的設計計算值進行了對比分析，并發(fā)現(xiàn)樁身的并不像傳統(tǒng)設計理論闡述的那樣出現(xiàn)負彎矩，并且也不

6、能簡單地錨索預應力作為附加力引入土壓力分布狀態(tài)的分析中。對樁身的位移采用測斜儀和全站儀進行了觀測。 以試驗工程的實測土壓力為依據(jù)，深入研究了路堤預應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，首次將錨索預應力與土壓力聯(lián)系起來，提出了錨索．樁．板．填土共同作用下的土壓力計算方法，將作用于該結(jié)構(gòu)上的土壓力分解為主動土壓力(填土部分)、彈性理論土壓力(地面汽車荷載)以及錨索預應力作用增加的土壓力，并將它們進行合理的加權(quán)疊

7、加得出總的土壓力。論文分析了以往設計理論的不足，提出了改進的方法，預應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，提出了計算公式，為合理設計該類支擋結(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)堤樁板墻或預應力錨索樁板墻的應用實例，為推廣應用該技術(shù)提供了參考。 本論文從理論到實際應用上提出了一套系統(tǒng)的設計計算理論，為推廣應用路堤預應力錨索樁板