1、邊坡工程中的不可預(yù)見問題以及對(duì)策新思路
(1)地質(zhì)條件多變性
巖土工程與上部結(jié)構(gòu)最大的不同就是人造材料與天然材料的差別。在很多情況下,地質(zhì)條件的復(fù)雜性超出了工程人員的預(yù)判,導(dǎo)致工程失效。設(shè)個(gè)問題一直是工程事故發(fā)生的重要因素之一。
(2)使用條件改變
隨著建設(shè)工程的迅速發(fā)展,邊坡工程面臨的使用條件越來越復(fù)雜。特別實(shí)在舊城市改造中,使得原有的擋墻使用條件改變,超出了原設(shè)計(jì)范圍,造成支擋失效事故。如:地下水系改變;超載增加;嵌固、錨拉條件喪失等等。
(3)結(jié)構(gòu)抗力改變
由于隱形施工質(zhì)量問題和使用中的損壞、腐蝕問題導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)抗力失效。
(4)非人力控制因素
超標(biāo)準(zhǔn)地震、外力撞擊、洪水沖擊、泥石流、地應(yīng)力等等。
(5)對(duì)策與新思路
提供錨拉結(jié)構(gòu)的自保護(hù)技術(shù),建立具有自協(xié)調(diào)能力的支擋結(jié)構(gòu),構(gòu)建抗災(zāi)變新型結(jié)構(gòu)體系。
2、基本原理
(1)利用塑性自保護(hù)錨具,使錨索在出現(xiàn)超載的情況下可持載變形,保證錨索抗力式中保持在設(shè)計(jì)值上,始終不破壞。
塑性自保護(hù)錨具示意圖
(2)建立單元自保護(hù)、自協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)體系。在超載發(fā)生的情況下,結(jié)構(gòu)發(fā)生變形,但體系不破壞,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分配的自協(xié)調(diào),最后達(dá)到構(gòu)件抗力充分利用的目的。
自保護(hù)、自協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)體系示意圖
3、自保護(hù)、自協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)體系的基本要點(diǎn)
(1)塑性自保護(hù)錨具
(a)提供在超載情況下的錨索恒定抗力值;
(b)提供足夠的持載位移量。
(2)單元結(jié)構(gòu)體系
(a)容許單元結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng),而且不造成結(jié)構(gòu)損壞;
(b)單元之間在非容許變形方向有約束,能夠組成整體結(jié)構(gòu)體系;
(c)按單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗力。
(3)錨拉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),
(a)錨拉結(jié)構(gòu)限力設(shè)計(jì),可不考慮按剛度分配荷載的方法;
(b)錨索預(yù)應(yīng)力為設(shè)計(jì)抗力的100%,安全儲(chǔ)備由錨具提供。
4、技術(shù)特點(diǎn)
(1)錨拉結(jié)構(gòu)始終是設(shè)計(jì)抗力,最大限度利用材料響度,節(jié)省造價(jià);
(2)錨拉結(jié)構(gòu)安全儲(chǔ)備由錨具提供,在超載情況下始終不會(huì)喪失抗力;
(3)擋墻可能出現(xiàn)大變形,但結(jié)構(gòu)不會(huì)損壞,也不會(huì)完全失效;
(4)在環(huán)境條件不均勻的情況下,擋墻自行調(diào)整受力狀態(tài),使整個(gè)擋墻抗力充分調(diào)動(dòng)起來,確保不發(fā)生因局部破壞而引起的整體破壞。
5、意義
(1)采用自保護(hù)、自協(xié)調(diào)支擋技術(shù),將傳統(tǒng)的固定式結(jié)構(gòu)體系改變?yōu)橹悄苄偷慕Y(jié)構(gòu)體系。自己保護(hù)、自己協(xié)調(diào),不需要電子控制系統(tǒng)干預(yù);
(2)在災(zāi)變情況下,能夠提供大變形,但結(jié)構(gòu)抗力永遠(yuǎn)存在。這對(duì)于地震等地災(zāi)區(qū)特別重要;
(3)自協(xié)調(diào)功能使支擋結(jié)構(gòu)體系內(nèi)構(gòu)件都達(dá)到設(shè)計(jì)抗力,節(jié)省工程造價(jià),且不會(huì)出現(xiàn)安全問題;
(4)結(jié)構(gòu)的安全度由原來的安全系數(shù)控制部分改變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)(塑性自保護(hù)錨具)方法控制,安全范圍大幅度提高,且材料用量減少。
6、適用條件
(1)有重要保護(hù)對(duì)象的邊坡工程;
(2)地震區(qū)的邊坡工程;
(3)有地應(yīng)力地區(qū)的邊坡工程;
(4)凍脹區(qū)邊坡工程;
(5)負(fù)責(zé)環(huán)境條件下的邊坡工程;
(6)也可用于一般條件下的邊坡工程,可降低造價(jià)、提高安全度。