建筑岩质边坡桩基受力特性及边坡稳定性分析

摘要

随着我国城镇化的进程,城镇的规模越来越大,城镇的土地资也源越来越紧张,常常需要将建筑物修建在临近边坡坡顶的位置.对于存在破裂面的岩质边坡,规范规定,不得将桩支承于边坡潜在滑动体上,桩端应进入潜在破裂面以下稳定岩土层内,并对破裂面以上的桩段采取有效隔离措施减少桩基竖向荷载传递到滑移体上.穿过潜在破裂面的桩基不但承担上部建筑传递的竖向荷载,而且承担部分滑移体的下滑力.对穿过破裂面建筑桩基侧摩阻力、剪力及弯矩的分布进行研究,可以增加今后隔离桩设计的准确性;对存在破裂面岩质边坡建筑桩长的研究,提出满足桩端不进入破裂面以下的设计条件,具有非常现实的意义.本文的主要内容及所得结论如下: ①通过室内模型试验,研究了穿过破裂面建筑桩基在三种隔离措施(油毡、聚氨酯涂料、聚氨酯涂料+5%石墨粉)条件下桩侧摩阻力的分布,并与无隔离措施下桩侧摩阻力进行对比,研究了三种隔离措施的隔离效果.研究表明:(1)桩基无隔离段时,桩侧摩阻力主要集中在桩顶到2D桩深范围;桩基存在隔离段时,桩侧摩阻力主要集中在嵌岩段.(2)采用三种隔离方式,均能起到不同程度的隔离效果,但无法完全消除.采用聚氨酯涂料+5%石墨粉进行隔离时,经济性高,隔离效果最好. ②依托具体工程实例,利用FLAC3D分析了穿过破裂面桩基在不同破裂面强度、不同岩质强度、不同支护条件下,所承受的剪力和弯矩作用.研究发现:(1)破裂面抗滑力大于滑移体下滑力或边坡进行有效支护时,桩基所受剪力和弯矩非常小;(2)桩顶采用刚性横梁连接时,可以使桩基所受的弯矩和剪力更加均匀,但是对部分桩基所受弯矩和剪力减小程度有限. ③利用FLAC3D分析了存在破裂面岩质边坡在不同破裂面粘聚力、内摩擦角、边坡支护等条件下,不同桩长对边坡整体稳定性的影响.研究发现:(1)建筑岩质边坡安全系数随破裂面c、φ值的变化均存在临界值,当c、φ值小于临界值时,边坡安全系数随c、φ值呈线性增长;c、φ值大于临界值时,建筑岩质边坡的安全系数不再增加.(2)对边坡进行锚索支护时,应选择为合适的锚固长度,以免造成不必要的浪费.(3)破裂面抗剪强度满足工程安全需求或对边坡进行有效支护时,工程在有效分析前提下,可以将桩基置于破裂面以上.

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