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板连式束筋微型抗滑桩群是指数根微型桩在顶部用钢筋混凝土板连接的轻型组合抗滑结构,微型桩为在直径110-150mm孔中用几根钢筋组成束筋作骨架再在其周围注入砂浆的长细比极大的细长桩体。具有施工灵活、安全快捷、低碳环保等优点,适于中小型滑坡及边坡治理。但其加固滑坡的力学机制和计算理论还未合理建立,极大限制了其广泛使用。本项目针对此问题开展了研究,旨在为类似的微小直径细长抗滑桩组合结构提供共性科学理论基础。通过对西南地区大量道路边坡的现场调查,获得了适宜微型桩加固的典型坡体结构特征,将其归纳为类均质土质边坡、堆积体-基岩式边坡和顺层岩质边坡共三大类;考虑桩土相互作用特征,进行了单元微型桩群的合理结构型式研究,建立了考虑桩群间距的空间刚架分析模型以分析结构;分析了单元微型桩群所受滑坡推力在平面内的二次分配,得出在矩形和三角形分布模式下,平面内各桩体受力分配系数拟合公式,影响因素敏感性分析结果表明分配系数受桩长的影响最为敏感,受桩间距、桩径和土体弹性模量等影响较弱;采用塑性极限分析方法,建立了单排桩加固土坡的极限分析模型,考虑了桩体两侧潜在滑面不连续的情况,推导了相关计算公式,可计算桩体所受坡体极限推力;揭示了顶板作用机制和单元微型桩群间土拱效应形成机制,通过数值方法分析了桩体几何及力学参数对土拱效应的影响规律,建立了估算单元微型桩群间距的方法;依托典型工程,利用自动伺服式直剪仪,获得了坡体材料的直剪全过程曲线和应变软化特征,并确定了抗剪强度参数的软化规律,进而用于确定微型桩群上滑坡推力变化规律;考虑滑带土软化特征,采用弹性地基约束的整体模型和极限分析模型,分别建立了单元微型桩群的分段和整体计算方法,并将微型桩群拓展到多级框架锚杆结构(后者为前者的倾角变换),形成适于平面、圆弧面、折线型滑面等滑坡的合理且操作简单的结构分析方法。本研究应用前景广泛,特别适于斜坡快速治理工程,有重要理论与实际意义。 2100433B
板连式束筋微型抗滑桩群是指数根微型桩在顶部用钢筋混凝土板连接的轻型组合抗滑结构,微型桩为在直径110~150mm孔中用几根钢筋组成束筋作骨架再在其周围注入砂浆的长细比极大的细长桩体。具有施工灵活、安全快捷、低碳环保等优点,适于中小型滑坡及边坡治理。但其加固滑坡的力学机制和计算理论还未合理建立,极大限制了其广泛使用。本项目对此问题开展研究,旨在为类似的微小直径细长抗滑桩组合结构提供共性科学理论基础。主要内容包括:考虑单元微型桩群中各细长桩与周围岩土体接触面的力学性质,揭示二者间力学作用机制,含桩侧法向挤压和切向摩擦作用;确定单元微型桩群中桩间岩土体的空间应力传递和扩散规律,包括沿坡体走向和滑动方向;探讨同时考虑细长桩群桩效应和滑带土应变软化效应的桩侧坡体压力作用规律;确立顶板力学作用机制,建立适于不同滑坡特征的单元微型抗滑桩群合理结构型式及计算方法。本研究应用前景广泛,有重要理论与实践意义。
滑坡群抗滑桩施工技术
滑坡群抗滑桩施工技术——潮田滑坡群抗滑桩位于亚黏土地段,亚黏土成流塑状,地质条件复杂,成孔困难,开挖时经常坍塌,护壁四周的淤泥经常挤进工作面,壁后脱空,给施工带来很大困难,局部护壁变形严重,不能按设计尺寸终孔。文章结合工程施工实际,总结出一套...
滑坡群抗滑桩施工技术
潮田滑坡群抗滑桩位于亚黏土地段,亚黏土成流塑状,地质条件复杂,成孔困难,开挖时经常坍塌,护壁四周的淤泥经常挤进工作面,壁后脱空,给施工带来很大困难,局部护壁变形严重,不能按设计尺寸终孔。文章结合工程施工实际,总结出一套较为有效的施工方法,希望对类似工程有所借鉴。
一、植筋技术的优点
由于在钢筋混凝土结构上植筋加固已不必再进行大量的开凿挖洞,而只需在植筋部位钻孔后,利用植筋加固剂作为钢筋与混凝土的粘合剂就能保证钢筋与混凝土的良好粘结,因而减轻对原有结构构件的损伤,也减少了加固改造工程的工程量。
植筋胶对钢筋的锚固作用不是靠锚筋与基材的胀压与摩擦产生的力。而是利用其自身粘结材料的锚固力,使锚杆与基材有效地锚固在一起,产生的粘结强度与机械咬合力来承受受拉荷载,当植筋达到一定的锚固深度后,植入的钢筋就具有很强的抗拔力,从而保证了锚固强度。
二、植筋技术的应用范围
实际工程中,由于建筑功能改变,承受荷载增加或者因质量事故等原因,使原结构构件,如梁、板、柱、墙等承载力不足,或因布局改变,要新增梁、板、柱和墙,要扩大断而新增钢筋等,采用钻孔植筋技术能取得格外简捷的效果。
三、植筋加固设计基本方法
1.设计规定
适用于钢筋混凝土结构构件以结构胶种植带肋钢筋和全螺纹螺杆的后锚固设计;不适用于素混凝土构件,包括纵向受力钢筋一侧配筋率小于0.2%的构件的后锚固设计。素混凝土构件及低配筋率的植筋应按锚栓进行设计。
采用植筋技术,包括种植全螺纹螺杆技术时,原构件的混凝土强度等级应符合下列规定:
1)当新增构件为悬挑结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C25;
2)当新增构件为其他结构构件时,其原构件混凝土强度等级不得低于C20。
采用植筋和种植全螺纹螺杆锚固时,其锚固部位的原构件混凝土不得有局部缺陷。若有局部缺陷,应先进行补强或加固处理后在植筋。
2.锚固计算
承重构件的植筋锚固计算应符合下列规定:
1)承重构件的植筋锚固设计应在计算和构造上防止混凝上发生劈裂破坏。
2)植筋按仅承受轴向力考虑,且仅允许按充分利用钢材强度的计算模式进行设计。
单根植筋锚固的承载力设计值按式(2-1)计算:
考虑各种因素对植筋受拉承载力影响而需加大锚固深度的修正系数,应按式图(2-2)计算:
植筋的基本锚固深度设计值应按式图(2-3)计算:
植筋锚固深度设计值应按式图(2-4)计算:
四、植筋技术常见问题
1.构件最小厚度不满足植筋锚固深度要求?
答:根据钢筋应力进行调整、采取附加锚固钢板、采取钢筋等强度代换,三种方法综合使用。
2.植筋中锚固间距过小?
答:可采用将钢筋合并,增大锚固长度的措施。
3.植筋中钻孔孔径过小?
答:可按照截面面积相等的原则,用多跟直径较小的锚筋代替,同时保证钻孔深度不应减少,与原设计深度相同。
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(本文系悍马加固材料原创,转载请注明出处,并于本人联系,如有侵权,后果自负。)
本书根据钢筋混凝土及预应力混凝土结构理论,结合最新的相关规范、规程,推导出大量计算公式,提出和采用了许多新的设计思想和计算方法,详细论述了旧桥加固设计原理及步骤。加固对象涉及钢筋混凝土和顸应力混凝土各类型桥梁,加固计算方法涉及粘贴附加物加固法、增大截面加固法和预应力加固法,每一种类型的设计均配有计算示例,共20个算例,完全具有可操作性。本书还介绍了混凝土桥梁常见病害、成因、可选的加固方法及加固实例分析,使读者对旧桥加固设计能从基本概念到具体计算方法再到实际感受有完整的认识。 本书可为桥梁加固设计、科研、施工及运营管理的人员提供参考,也可作为桥梁加固技术培训班或高等院校交通土建专业选修课的教材使用。
第1章 桥梁上部结构常见病害、成因及可选的加固方法
1.1概述
1.2钢筋混凝土及预应力混凝土简支板桥
1.3钢筋混凝土及预应力混凝土连续板桥
1.4钢筋混凝土及预应力混凝土简支梁桥
1.5钢筋混凝土及预应力混凝土连续梁及悬臂梁桥
1.6预应力混凝土T形刚构桥
1.7钢筋混凝土板拱、肋拱及箱形拱桥
1.8中、下承式拱桥
1.9钢筋混凝土刚架拱桥
1.10钢筋混凝土及预应力混凝土桁架拱或桁式组合拱桥
1.11圬工拱桥
1.12钢一混凝土组合梁桥
1.13斜拉桥
1.14悬索桥
第2章 桥梁下部结构常见病害、成因及可选的加固方法
2.1桥台
2.1.1重力式桥台
2.1.2轻型桥台
2.2桥墩
2.2.1重力式桥墩
2.2.2轻型桥墩
2.3基础
2.3.1扩大基础
2.3.2桩基础
2.3.3沉井基础
第3章 各种加固方法的计算原理及算例
3.1粘贴钢板、钢筋加固法
3.1.1受力特点及使用条件
3.1.2钢筋混凝土受弯构件加固计算原理及方法
3.1.3钢筋混凝土受弯构件加固计算示例
3.1.3.1粘贴钢板加固矩形截面受弯构件计算示例
3.1.3.2粘贴钢板加固T形截面受弯构件计算示例
3.1.4钢筋混凝土大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.1.4.1矩形截面大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.1.4.2I形或T形截面大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.1.5钢筋混凝土大偏心受压构件加固计算示例
3.1.5.1矩形截面大偏心受压构件加固计算示例
3.1.5.2I形或T形截面大偏心受压构件加固计算示例
3.1.6预应力混凝土受弯构件加固计算原理及方法
3.1.6.1应力计算
3.1.6.2承载力计算
3.1.7预应力混凝土受弯构件加固计算示例
3.1.7.1粘贴钢板加固T形截面受弯构件计算示例
3.1.8预应力混凝土大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.1.8.1应力计算
3.1.8.2承载力计算
3.1.9预应力混凝土大偏心受压构件加固计算示例
3.1.9.1矩形截面大偏心受压构件计算示例
3.2粘贴纤维复合材料加固法
3.2.1受力特点及使用条件
3.2.2钢筋混凝土受弯构件加固计算原理及方法
3.2.3钢筋混凝土受弯构件加固计算示例
3.2.3.1粘贴碳纤维布加固矩形截面受弯构件计算示例
3.2.3.2粘贴碳纤维布加固T形截面受弯构件计算示例
3.2.4钢筋混凝土大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.2.4.1矩形截面大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.2.4.2I形、T形截面大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.2.5钢筋混凝土大偏心受压构件加固计算示例
3.2.5.1矩形截面大偏心受压构件加固计算示例
3.2.5.2I形或T形截面大偏心受压构件加固计算示例
3.2.6预应力混凝土受弯构件加固计算原理及方法
3.2.6.1应力计算
3.2.6.2承载力计算
3.2.7预应力混凝土受弯构件加固计算示例
3.2.7.1粘贴碳纤维布加固T形截面受弯构件计算示例
3.2.8预应力混凝土大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.2.8.1应力计算
3.2.8.2承载力计算
3.2.9预应力混凝土大偏心受压构件加固计算示例
3.2.9.1粘贴碳纤维布加固矩形截面大偏心受压构件计算示例
3.3增大截面加固法
3.3.1受力特点及使用条件
3.3.2钢筋混凝土受弯构件加固计算原理及方法
3.3.3钢筋混凝土受弯构件加固计算示例
3.3.3.1矩形截面受弯构件计算示例
3.3.3.2T形截面受弯构件计算示例
3.3.4钢筋混凝土偏心受压构件加固计算原理及方法
3.3.4.1矩形截面偏心受压构件应力计算
3.3.4.2矩形截面偏心受压构件承载力计算
3.3.4.3矩形截面偏心受压构件加固计算示例
3.3.4.4I形或T形截面偏心受压构件应力计算
3.3.4.5I形或T形截面偏心受压构件承载力计算
3.3.4.6I形或T形截面偏心受压构件计算示例
3.3.4.7增大截面法加固偏心受压构件设计计算步骤
3.3.5预应力混凝土受弯构件加固计算原理及方法
3.3.5.1应力计算
3.3.5.2承载力计算
3.3.6预应力混凝土受弯构件加固计算示例
3.3.6.1T形截面受弯构件计算示例
3.3.7预应力混凝土大偏心受压构件加固计算原理及方法
3.3.7.1应力计算
3.3.7.2承载力计算
3.3.8预应力混凝土大偏心受压构件加固计算示例
3.3.8.1矩形截面大偏心受压构件计算示例
3.4预应力加固法
3.4.1受力特点及使用条件
3.4.2体外预应力的加固方法及特点
3.4.2.1体外预应力加固简支梁
3.4.2.2体外预应力加固悬臂梁桥及T型刚架桥
3.4.2.3体外预应力加固连续体系桥梁
3.4.3体外预应力筋的应力设计值及应力损失值
3.4.4转向装置的设计原理
3.4.5预应力加固桥梁的计算原理及方法
3.4.5.1体外预应力体系设计及计算
3.4.5.2预应力对各控制截面的内力计算
3.4.5.3持久状况正常使用极限状态计算
3.4.5.4持久状况构件的应力计算
3.4.5.5持久状况承载能力极限状态计算
3.4.6体外预应力加固钢筋混凝土简支T梁桥计算示例
3.4.7体外预应力加固预应力混凝土连续梁桥计算示例
第4章 主要加固方法工程实例分析
4.1桥梁上部结构加固实例分析
4.1.1粘贴钢板加固钢筋混凝土简支T梁桥
4.1.2体外预应力加固预应力混凝土T形刚构桥
4.1.3体外预应力加固钢筋混凝土连续梁桥
4.1.4增大截面加固板拱桥
4.1.5刚架拱桥加固
4.1.6中承式拱桥更换吊杆
4.2桥梁下部结构加固实例分析
4.2.1通车条件下高填土桥台倾斜综合整治对策
4.2.2采用基础置换方法加固沉井基础
4.2.3采用高压旋喷桩加固桩基础
4.2.4采用静压灌浆加固桥墩地基
参考文献
成果登记号 |
20140145 |
项目名称 |
高速滑坡致灾机理及抢险加固技术研究 |
第一完成单位 |
西南交通大学 |
主要完成人 |
胡卸文、程谦恭、肖世国、罗刚、王玉峰、施裕兵、杨建宏、巩满福、巫锡勇、顾成壮、朱 圻、韩 玫、陈卫东、吕小平、朱海勇 |
研究起始日期 |
1999-01-01 |
研究终止日期 |
2012-12-01 |
主题词 |
滑坡变形演化机制;高速滑坡失稳启动;高速滑坡堵江机制;滑坡坝体地质结构;滑坡抢险与加固技术 |
任务来源 |
横向委托; |