摘要
近年来,山区输电线路工程越来越多,而山区多以“上土下岩”地质条件为主,传统的输电线路基础形式机械化施工程度低、地质自适应性较差。为实现“双碳”大背景下,绿色电网建设目标,提出了一种具有地质自适应性强,承载性能优良、机械化施工程度高的新型环保型基础——螺旋锚-岩石锚杆复合桩基础(以下简称“双锚复合桩基础”)。该基础形式在国内属于首次提出,其相关研究内容及成果较少,为满足实际工程应用,本文针对其抗拔承载力及影响因素展开专项研究,主要研究内容如下: (1)结合双锚复合桩基础的结构形式,分析其荷载传递规律,并结合已有的螺旋锚、岩石锚杆复合基础的研究成果提出假想的双锚复合桩基础的滑动破裂面形态;提出双锚复合桩抗拔承载力的计算公式,并明确上下部结构体承载力计算方法、承载力发挥系数k1、k2的含义及取值方法。 (2)根据双锚复合桩基础连接处的构造,设定相关假定,采用有限差分程序FLAC3D,建立双锚复合桩基础模型并进行相关计算,根据塑性区分布图、位移云图、应力云图、荷载-位移曲线及抗力分配曲线等分析可知:双锚复合桩基础极限抗拔承载力相较于螺旋锚、岩石锚杆基础具有明显优越性;随着上拔荷载增大,上部螺旋锚基础荷载分担比先减小再增大,下部岩石锚杆基础荷载分担比先增大再减小;当上拔荷载达到抗拔极限承载力时,双锚复合桩基础形成了“倒锥型+圆柱体”的塑性破坏区域;双锚复合桩基础的变形由螺旋锚-土体滑移和岩石锚杆拉伸组成。 (3)确定双锚复合桩基础抗拔承载力影响因素,基于正交实验准则,制定双锚复合桩基础和上部螺旋锚基础建模方案。分别从上部螺旋锚的顶锚埋深、锚盘间距、下部岩石锚杆的锚杆直径、锚固深度的角度,根据荷载-位移曲线、位移云图等,分析双锚复合桩基础承载力的变化:随着顶锚埋深、锚盘间距、锚筋直径的增大,双锚复合桩基础的极限抗拔承载力均有所增大,锚筋埋深对双锚复合桩基础的极限承载力影响不大。结合数值模拟结果,计算出承载力发挥系数k1、k2的取值范围并进行相应的折减,给出工程中的建议取值范围即k1=0.7~0.8、k2=1.0。