1、结构体系
将传统悬臂桩背侧受拉钢筋分离出来,做成竖向锚索,提高结构抗弯能力。
图1 竖向锚拉桩挡墙结构体系
2、力学模型
图2 竖向锚拉桩挡墙计算简图
3、技术特点及适用范围
3.1 技术特点
(1)可通过竖向锚索预应力控制和降低桩身弯矩;
(2)桩顶位移小,且可控;
(3)施工简单,工程造价较低(比悬臂桩挡墙造价降低20-25%);
(4)适用于没有横向锚拉条件的地质和工程环境。
3.2 适用范围
(1)无横向锚拉条件的边坡工程;
(2)高度15-25m的土质挖方边坡;
(3)坡底嵌固条件相对较差的地质情况;
(4)顶部牛腿需要一定的(埋置)空间;
(5)位移控制要求高的边坡工程。
4、关键技术
(1)挡墙结构体系构建(专利技术);
(2)结构计算模型与设计方法(自有技术);
(3)锚索预应力控制方法(自有技术);
(4)锚索防侧压保护(自有技术)。
5、市场前景
(1)无横向锚拉条件的边坡工程;
(2)无横向锚拉条件的滑坡治理工程;
(3)位移控制高的边坡工程。
6、经济效益
(1)计算条件
土层厚10m,下部砂岩,基岩面平缓,锚拉条件差。计算单元为单桩。
(2)设计方案
设计方案一(悬臂桩挡墙)(原方案):截面尺寸2×3m,桩间距5m,桩长20m,嵌固深度8.5m。
设计方案二(桩顶竖向锚拉桩)(优化后方案):截面尺寸1.5×2.5m,桩间距5m,桩长17m,嵌固深度7m。
(3)受力计算与分析
最大弯矩对比 |
||
结构类型 |
弯矩(KN/m) |
剪力(KN) |
桩顶竖向锚拉桩 |
21187.75 |
5437.55 |
传统悬臂桩 |
28613.7 |
5243.352 |
(4)造价对比
单元造价计算 |
|||||
结构类型 |
混凝土 |
钢筋 |
锚索 |
土石方 |
合计 |
(万元) |
(万元) |
(万元) |
(万元) |
(万元) |
|
桩顶竖向锚拉桩 |
5.8212 |
7.2085 |
5.72 |
2.865 |
21.6147 |
传统悬臂桩 |
16.914 |
6.324 |
0 |
4.908 |
28.146 |
综合单价取:钢筋6500元/T;砼550/m3;锚索260元/m;成孔土方300元/m3。桩顶锚拉桩的总造价与悬臂抗滑桩相比降低了23.2%。
7、工程应用
重庆市云阳县某大型滑坡(2019),厚度约17m,总体量877×104m³。原设计采用悬臂式抗滑桩方案,现采用桩顶竖向锚拉桩。工程造价2850万元左右,与原设计方法4050万相比,节省造价1200万,约 30% 。