抗滑桩设计与计算供参习.doc

抗滑桩设计与计算 1抗滑桩设计的要求和步骤 1.1抗滑桩设计的要求 1整个滑坡体具有足够的稳定性，即抗滑稳定安全系数满足设计要求值，保证滑体不越过桩顶，不从桩间挤出。 2桩身要有足够的强度和稳定性。桩的断面和配筋合理，能满足桩内应力和桩身变形的要求。 3桩周的地基抗力和滑体的变形在容许范围内。 4抗滑桩的间距、尺寸、埋深等都较适当，保证安全，方便施工，并使工程量最省。 抗滑桩设计的任务就是根据以上要求，确定抗滑桩的桩位、间距、尺寸、埋深、配筋、材料和施工要求等。这是一个复杂的问题，常常要经过分析研究才能得出合理的方案。 1.2抗滑桩设计计算步骤 1首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态和发展趋势。 2根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。 3根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。 ①根据滑坡推力大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。 ②桩的计算宽度，并根据滑体的地层性质，选定地基系数。 ③据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸，计算桩的变形系数（α或β）及其计算深度（αh或βh），据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。 4根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位（位移），内力及侧壁应力等，并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。 5校核地基强度。若桩身作用于地基的弹性应力超过地层容许值或者小于容许值过多时，则应调整桩的埋深或桩的截面尺寸，或桩的间距，重新计算，直至符合要求为止。 6根据计算的结果，绘制桩身的剪力图和弯矩图。 7对于钢筋砼桩，还需进行配筋设计。 2抗滑桩设计的基本假定 2.1作用于抗滑桩上的力系 作用于抗滑桩上的外力包括：滑坡推力、受荷段地层（滑体）抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻力和粘着力以及桩底应力等。这些力均为分布力。 1滑坡推力作用于滑面以上部分的桩背上，可假定与滑面平行。由于还没有完全弄清桩间土拱对滑坡推力的影响，通常是假定每根桩所承受的滑坡推力等于桩距（中至中）范围内的滑坡推力。推力的分布及其作用点位置，与滑坡的类型、部位、地层性质、变形情况及地基系数等因素有关。对于液性指数小、刚度较大和较密实的滑体，从顶层至底层的滑动速度常大体一致，故可假定滑面以上滑体作用于桩背的推力分布图形为矩形；对于液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体，其靠近滑面的滑动速度常较大，而滑体表层的滑动速度则较小，滑坡推力分布图形可假定为三角形；介于上述两者之间的情况可假定推力分布图形为梯形。 2根据设桩的位置及桩前滑坡体的稳定情况，抗滑桩可分为悬臂式和全埋式两种。受力情况如图1所示。 图1 抗滑桩受力示意图 当桩前滑坡体不能保持稳定可能滑走的情况下，抗滑桩应按悬臂式可虑；而当桩前滑坡体能保持稳定，抗滑桩将按全埋式桩可虑。此时，关于桩前滑体对桩的抗力作用有两种处理方法。第一种方法是将桩前滑体所能提供的抗力（剩余抗滑力或被动土压力）作为已知外力作用于桩前来可虑。因此，其桩的变形与内力计算如同悬臂式桩。第二种办法是桩前滑体弹性抗力较剩余抗滑力或被动土压力小时，则按弹性抗力来可虑，一般是难于出现此种情况的。 1埋于滑床中的桩将滑坡推力传递给桩周的岩土，桩的锚固段前、后岩土受力后发生变形，从而产生由此引起的岩土抗力作用。抗力的大小与岩土变形状态有关，处于弹性变形阶段时，按弹性抗力计算；处于塑性变形阶段则抗力近似地等于该地层的地基系数乘以相应的与变形方向一致的岩土在弹性极限时的压缩变形值，或用该地层的侧向允许承载力代替，如沿桩身的岩土处于塑性变形阶段的范围较大或岩体很松散时，则全桩可用极限平衡方法计算滑床内桩周岩土的抗力值。 2抗滑桩截面大，桩周面积大，桩与地层间摩阻力、粘着力必然也大，由此产生的平衡弯矩对桩显然有利。但其计算复杂，所以，一般不予考虑。 抗滑桩的基底应力，主要是由自重引起的。而桩侧摩阻力、粘着力又抵消了大部分自重。实测资料表明，桩底应力一般相当小，为简化计算，对桩身应力通常也忽略不计。计算略偏安全，而对整个设计影响不大。 2.2抗滑桩的计算宽度 抗滑桩受滑坡推力作用产生位移，则桩侧岩土对桩作用着抗力。当岩土变形处于弹性变形阶段时，桩受到岩土的弹性抗力作用。岩土对桩的弹性抗力及其分布与桩的作用范围有关。试验研究表明，桩在水平荷载作用下，不仅桩身宽度内桩侧土受挤压，而且在桩身宽度以外的一定范围内的土体也受到影响（空间应力），同时对不同截面形状的桩，土体的影响范围也不相同。为了将空间的受力转化为平面受力，并考虑桩截面形状的影响，将桩的设计宽度（或直径）换算成相当于实际工作条件下的矩形桩宽Bp，此Bp称为桩的计算宽度。 1试验表明，对不同尺寸的圆形桩和矩形桩施加水平荷载时，直径为d的圆形桩与正面边长为0.9d的矩形桩，在其两侧土体被挤出的极限状态下，其临