桩基托梁挡土墙设计及应用研究

摘要

边坡失稳(滑、塌、流)、火山爆发以及地震并列成为全球三大地质灾害，滑坡、泥石流、塌方等地质灾害严重影响着人民生命和财产的安全。随着西部大开发持续进行，交通、铁路不断地向山地丘陵延伸，楼房建设全面开展，形成大量岩土体边坡工程，其安全性引起了广泛关注。为减少人民生命财产的损失，保护已建工程，对边坡稳定性以及支挡结构进行研究是非常必要的。在新型支挡结构中，桩基托梁挡土墙作为工程中最常用的防治措施之一，是由挡土墙、托梁以及桩基结合起来的一种新型支挡结构，兼具挡土墙和桩基的优点。虽然这种结构已有较多使用，但其设计理论相对滞后于实际工程，并且岩土理正软件并没有植入这种结构的设计模块，阻碍了此结构的推广运用。本文就针对此种结构设计理论及应用进行研究，以便在以后的工程设计中，给广大工程设计人员提供参考。
　　 本文主要工作如下：
　　 ①总结了衡重式挡土墙土压力常用的计算方法，对托梁内力计算的模式进行分类，确定托梁内力的计算方法。同时根据桩基的受力情况，建立桩基的受力分析模型，提出了桩基的内力分析方法。根据桩基托梁挡土墙各构件的组合形式，分析了支挡结构各构件的受力情况和传力机理。
　　 ②针对重庆首创鸿恩寺边坡工程，采用传递系数法，求得该边坡基岩上覆土体的剩余下滑力，得出边坡的稳定性系数。根据该边坡的工程情况并结合桩基托梁挡土墙的适用条件，确定采用桩基托梁挡土墙进行支护。利用该支挡结构各构件的内力计算方法，得出各构件应力、应交以及弯矩的分布规律。
　　 ③采用ANSYS有限元软件，对支挡后首创鸿恩寺边坡，建立三维模型，对该支挡结构进行数值分析，得出桩基托梁挡土墙各构件内力值，并与前述计算方法进行对比分析，从而验证桩基托梁挡土墙内力计算方法的可行性，并在此基础上对设计方案做进一步的优化，为桩基托梁挡土墙支挡结构的合理设计奠定基础。