支有 李德榮 陳剛 李選金 馬邵明

摘 要：在斜坡地基上進(jìn)行路基填筑的施工，容易發(fā)生滑坡事故，抗滑樁板墻在路基邊坡穩(wěn)定性治理方面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，但以往對(duì)抗滑樁的研究多集中在路基填筑完成后的階段。本文探討了路基分層填筑施工過(guò)程對(duì)抗滑樁板墻內(nèi)力和位移變化規(guī)律的影響。結(jié)果表明：抗滑樁最大位移發(fā)生在樁頂，樁板墻水平位移隨著路基填筑高度的增加而增加，但是增長(zhǎng)率逐漸減小，并趨于穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：斜坡地基;樁板墻;位移

中圖分類(lèi)號(hào)：U416.1? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? 文章編號(hào)：1003-5168（2021）24-0073-03

Numerical Study on the Influence of Subgrade Layered Filling on Slab-pile Wall on Slope Foundation

ZHI You? ? LI Derong? ? CHEN Gang? ? LI Xuanjin? ? MA Shaoming

（Yunnan Transportation Group Highway Construction Co.， Ltd.，Kunming Yunnan 677506）

Abstract： The construction of subgrade filling on slope foundation is prone to landslide accidents. At present， the anti-slide pile slab wall has been widely used in the treatment of subgrade slope stability， but the previous research on anti-slide pile is mostly focused on the stage after the subgrade filling is completed. This paper discusses the influence of subgrade layered filling construction process on the variation law of internal force and displacement of anti-sliding pile slab wall. The results show that the maximum displacement of anti-slide pile occurs at the top of pile， and the horizontal displacement of pile slab wall increases with the increase of the filling height of subgrade， but the growth rate decreases gradually and tends to be stable.

Keywords： the slope of foundation; slab-pile wall; displacement

在斜坡地基上填筑路基，較易引發(fā)路基的失穩(wěn)、路基路面開(kāi)裂等現(xiàn)象。針對(duì)陡坡路基的研究，大量的學(xué)者開(kāi)展了相關(guān)研究，謝濤等[1]以某陡坡地基樁板墻支護(hù)路堤為研究對(duì)象，構(gòu)建了以限制樁前地基土橫向應(yīng)變?yōu)楹诵?、檢算點(diǎn)樁體位移為表征的樁板墻長(zhǎng)期變形狀態(tài)評(píng)價(jià)方法;吳江等[2]以某高速鐵路無(wú)砟軌道陡坡地段路肩式樁板墻工點(diǎn)為原型，研究由墻背土壓力變化產(chǎn)生的路基附加沉降大小及分布形態(tài);張智超等[3]提出了一個(gè)適用于陡坡路基的微型樁-加筋土擋墻結(jié)構(gòu)，采用模型試驗(yàn)對(duì)三種不同加固工況的加筋土擋墻進(jìn)行了對(duì)比研究。

為進(jìn)一步了解樁板墻在路堤填筑過(guò)程中的內(nèi)力和位移變化規(guī)律，本文以云南省臨滄臨翔至清水河高速公路為依托，采用有限元方法對(duì)路基填筑施工過(guò)程進(jìn)行模擬，分析路基填筑工后抗滑樁板墻與土協(xié)同變形規(guī)律，以及路基填筑過(guò)程中抗滑樁板墻內(nèi)力及位移變化規(guī)律，為其他施工提供借鑒。

1 工程概況

臨滄臨翔至清水河高速公路位于云南省臨滄市臨翔區(qū)、耿馬縣境內(nèi)，是規(guī)劃的昆明至臨滄至耿馬至清水河高速公路的重要組成部分，其項(xiàng)目路線全長(zhǎng)約153.591 km。本文選用典型的K98+940斷面進(jìn)行研究，該斷面路基填料來(lái)源于隧道開(kāi)挖的洞渣。路基寬度38 m，路基的平均填筑厚度為14.06 m，抗滑樁長(zhǎng)32 m，厚度2 m，其路基地質(zhì)結(jié)構(gòu)形狀如圖1所示。工程項(xiàng)目的施工步驟大致可分為：①地表土清理;②抗滑樁（樁板墻）的施工;③路基分層填筑。

2 數(shù)值模型建立

采用有限元ABAQUS軟件建立路基對(duì)稱(chēng)性的三維數(shù)值模型，用其模擬路基施工分層填筑的過(guò)程。其底部邊界采用全部約束的方案（U1=U2=U3=0）、沿著路堤橫斷面約束y方向的水平位移（即U2=0），左右兩側(cè)采用無(wú)限單元進(jìn)行模擬半無(wú)限地基土體。對(duì)模型網(wǎng)格劃分時(shí)，有限單元采用C3D8R類(lèi)型，無(wú)限單元用CIN3D8類(lèi)型進(jìn)行劃分計(jì)算，在數(shù)值模擬過(guò)程中嚴(yán)格按照施工順序進(jìn)行仿真。

2.1 模型計(jì)算參數(shù)

本文對(duì)卵石、礫石、粉質(zhì)黏土及土石混填采用彈塑性摩爾-庫(kù)倫本構(gòu)參數(shù)計(jì)算，對(duì)白云巖（基巖）和混凝土樁板墻采用線彈性本構(gòu)計(jì)算。其具體計(jì)算參數(shù)如表1所示。

2.2 模型中的接觸作用

不同的兩物體進(jìn)行接觸，其接觸面必定存在著接觸的作用。根據(jù)有關(guān)研究表明[4，5]，抗滑樁在外荷載作用下會(huì)產(chǎn)生樁-土之間的相對(duì)滑動(dòng)和脫開(kāi)，樁-土之間接觸面的不連續(xù)變形;樁-土之間的接觸應(yīng)力包括垂直于接觸面的正壓力以及沿切線方向和環(huán)向的剪應(yīng)力。在本文當(dāng)中，對(duì)樁-土之間的接觸采用Coulomb摩擦模型給表征，其接觸面間的接觸壓應(yīng)力為p，則摩擦模型中的極限摩擦力值為[τcrit=μp]，其中[μ]為土體與樁間的界面摩擦值，通常取值為[μ=0.4]。