锚固深度对双排抗滑桩力学性能影响分析

石金山

关键词：桩基础；双排抗滑桩；锚固深度；力学性能

1引言

锚固深度是抗滑桩工程中一项重要评价指标，抗滑桩锚固深度过大时会造成材料的浪费，另外还会增加工程的成本；抗滑桩锚固深度过小时，抗滑桩可能由于锚固深度不足造成整体的倾覆，最后导致抗滑工程的实效。随着经济建设的不断发展，在实际工程中的大型滑坡越来越多，传统使用的单排抗滑桩不能达到足够的抗滑力，所以双排抗滑桩使用越来越广泛。目前大多数的双排抗滑桩锚固深度的设计都是在单排抗滑桩锚固深度设计的基础上进行的，对于双排抗滑桩来讲，前、后排抗滑桩和桩间连梁组成了一个结构体系，所以在同一个抗滑工程中，不同的前、后排抗滑桩锚固深度，一定会影响双排抗滑桩变形、内力和抗滑力，所以本文主要对这一影响进行研究，给双排抗滑桩的优化设计提供一些参考。

2抗滑桩裂缝判断与防治问题分析

目前混凝土探测的方法比较多，在抗滑领域中的应用也比较广泛，但是这些方法在实际应用中还存在一些问题，比如钻孔取芯和埋设声测管都会破坏抗滑桩的整体性，进而会进一步影响到抗滑桩的结构性能。高低应变反射法对于桩顶的平整度和清洁度有着较高的要求，抗滑桩处于室外，环境比较复杂，所以给高低应变反射法的应用带来一定不便，并且所得到的监测数据还需要专业人士进行分析，然后才能得出结论，不能现场快速对桩体是否产生裂缝做出判断。预应力对于混凝土裂缝的纺织一直是有效措施之一，最近几年竖向预应力技术已经开始用于抗滑桩裂缝的防治，防治有效性也被一些学者证明，但是由于这一技术设计理论还不太完善，可行性还需要进一步的工程实例验证。

3锚固深度对双排抗滑桩力学性能影响分析

3.1锚固深度对侧向位移的影响

刚性桩变形具有整体转动的特点，所以一般通过桩顶位移的大小来评价双排刚性抗滑桩侧向位移。对于无连梁双排抗滑桩来讲，锚固深度的变化对双排抗滑桩顶位移的影响和边界位移有关，当边界位移小于400mm情况下，锚固深度的变化对双排抗滑桩顶位移没有影响，当边界位移大于400mm时，不管是增加前排抗滑桩锚固深度还是增加后排抗滑桩锚固深度，前后排的抗滑桩顶位移都会随着锚固深度的增加而逐渐降低。随着锚固深度的增加，前后排抗滑桩顶位移在达到稳定值后，所需要施加的边界位移从800mm减小到600mm，这就说明了锚固深度的增加有利于抗滑桩侧向位移更早的趋于稳定。对于有连梁双排抗滑桩来讲，在边界位移小于300mm时，锚固深度的变化对双排抗滑桩顶位移没有影响，在边界位移大于300mm时，不管是增加前排抗滑桩锚固深度还是增加后排抗滑桩锚固深度，前后排的抗滑桩顶位移都会随着锚固深度的增加而逐渐降低。当锚固深度小于14m时，增加前排的抗滑桩锚固深度和增加后排的抗滑桩锚固深度对有梁双排抗滑桩的侧向位移的降低效果有着相同的影响，当锚固深度大于14m情况下，增加前排的抗滑桩锚固深度要比增加后排抗滑桩锚固深度的效果明显。是否存在连梁对双排抗滑桩的侧向位移影响不一样，连梁的存在大大降低了前后排抗滑桩的侧向位移。

3.2锚固深度对弯矩造成的影响

在800边界位移作用下的双排抗滑桩弯矩随锚固深度变化的情况主要为：有梁和无梁双排抗滑桩中，后排抗滑桩的弯矩会随着后排抗滑桩锚固深度的增加而增加，前排抗滑桩的弯矩会随着后排抗滑桩锚固深度的增加而逐渐降低，在前排抗滑桩的锚固深度增加时，前排抗滑桩的弯矩会增加，后排抗滑桩的弯矩会降低，弯矩的变化主要在稳定土层中发生，在滑坡体条件下的弯矩变化比较小，对于有梁双排抗滑桩，桩顶的弯矩一般不受锚固深度变化的影响。

在稳定土层中不同锚固深度对双排抗滑桩最大弯矩随着边界位移的变化情况为：对于无梁双排抗滑桩，后排抗滑桩的锚固深度增加的情况下，后排抗滑桩最大弯矩会逐渐增加，后排抗滑桩最大弯矩在达到稳定值时，此时边界位移由800mm降低到600mm.前排抗滑桩的最大弯矩随着后排抗滑桩锚固深度变化的情况和边界位移有关，在边界位移小于400mm时，前排抗滑桩的最大弯矩不受后排抗滑桩锚固深度变化的影响，在边界位移大于400mm时，前排抗滑桩最大弯矩会随着后排抗滑桩锚固深度的增加而逐渐减小，在前排抗滑桩锚固深度增加情况下，前排抗滑桩的最大弯矩会逐渐增大，后排抗滑桩最大弯矩会随着前排抗滑桩锚固深度的变化和边界位移有关，在边界位移小于500mm情况下，后排抗滑桩的最大弯矩不受前排抗滑桩锚固深度的影响，在边界位移大于500mm的情况下，后排抗滑桩的最大弯矩会随着前排抗滑桩锚固深度的增加而减小。

3.3锚固深度对剪力的影响

在800mm边界位移的作用下双排抗滑桩剪力随锚固深度的变化情况为：在无连梁双排抗滑桩条件下，随着后排抗滑桩锚固深度的增加，在后排抗滑桩以下14m范围内，剪力会逐渐增大，桩顶以下14m到桩底范围内的剪力会逐渐减小，在稳定土层中剪力峰值会随着后排抗滑桩锚固深度的增加而逐渐减小，并且在剪力峰值的位置下进行移动。前排抗滑桩剪力会随着后排的抗滑桩锚固深度的增加而减小，并且在稳定土层和滑面两处的峰值位置处的变化明显。当前排抗滑桩的锚固深度增加时，后排的抗滑桩的剪力会逐渐减小，剪力的变化将集中在滑面和稳定土层中的剪力峰值的位置处。在前排抗滑桩顶以下14m的范围内，剪力会随着前排抗滑桩锚固深度的增加而逐渐增大，并且变化幅度明显趋缓。桩顶以下14m到桩底范围内的剪力会随着前排抗滑桩的锚固深度增加而逐渐降低，剪力峰值降低，并且剪力峰值的位置会向下移动。

3.4锚固深度对抗滑力的影响

锚固深度对双排抗滑桩抗力的影响和边界的位移有关，对于无连梁双排抗滑桩，在边界小于一定值的情况下，前排抗滑桩的锚固深度较大的双排抗滑桩提供的抗滑力较大；在边界位移大于一定值的情况下，后排抗滑桩锚固深度较大的双排抗滑桩提供的抗滑力会较大。对于有梁双排抗滑桩，在边界位移小于一定值时，在前排抗滑桩或后排抗滑桩的锚固深度的增量相同情况下，双排抗滑桩提供的抗滑力相同，在边界位移小于一定值时，后排抗滑桩的锚固深度较大的双排抗滑桩提供的抗滑力较大。

4结语

随着经济建设的发展和气候环境的变化，威胁到人们生命财产安全的大型滑坡也越来越多，在进行滑坡治理中，双排抗滑也得到了广泛的应用，本文主要介绍了锚固深度对侧向位移、弯矩、剪力和抗滑力的影响，希望可以给双排抗滑桩受力机理和影响因素的研究提供一些参考价值。

参考文献

[1]申永江.边坡工程中抗滑桩的效果评价与优化设计,博士学论文[D].杭州：浙江大学.2009.

[2]张文居，赵其华，刘晶晶.抗滑桩锚固深度的可靠性设计[J].岩土工程学报.2006,28（12）:2153-2155.