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最新6.5抗滑桩设计与计算

称地基系数, 是地基承受的侧压力与桩在该处产生的侧向位 移的比值。
虎克定律: f=kx
弹桩性侧抗应力力:分作别用为于:桩侧任一点y处的弹性抗力fy和
fy KB pxy
y Kxy
xy :地层y处的水平位移,K:地基系数,Bp:桩的计算宽度。
(3) 地基系数K及比例系数m应通过试验确定; 当无试验资料时,可采用工程地质类比方法确 定。
K
K
y
K
K
n=0
n=1 0<n<1 n>1
K法 m法
C法
Km (y0y)n
6.5.2.3.4 刚性桩与弹性桩的区分
抗滑桩受到滑坡推力后,将产生一 定的变形。根据桩和桩周岩(土)的性 质和桩的几何性质,其变形可有两种情 况。
圆形桩:B P K fK B d 0 .9 1 d 1 d 0 .9 ( d 1 )
b Kf
d Kf
KB
KB
Bp
Bp
附注:只有在计算桩侧弹性抗力时,采
用桩的正面计算宽度。计算桩底反力时,
仍用桩的实际宽度。
3.桩的截面形状应从经济合理及施工方便考虑。 目前多用矩形桩,边长2~3m,以1.5m2.0m及 2.0m3.0m两种尺寸的截面为常见。
(9) 根据计算的结果,绘制桩身的剪力图 和弯矩图。
(10) 对于钢筋混凝土桩,还需进行配筋设 计。
6.5.2.2 抗滑桩的计算方法
理论基础:将地基土视为弹性介质,应用弹性 地基梁的计算原理,以捷克学者温克勒提出的 “弹性地基”的假说作为计算的理论基础。
计算方法
悬臂桩法
地基系数法
有限元法(矩 阵分析法)
为了将空间的受力简化为平面受力,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, 在其两侧土体开始被挤出的极限状态下,其临界水平 荷载值相等。所以,矩形桩的形状换算系数为Kf=1, 而圆形桩的形状换算系数为Kf=0.9。
(5) 基底应力: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,桩底应力可忽略不计。
6.5.2.3.2 抗滑桩的计算宽度
抗滑桩受滑坡推力的作用产生位移,则桩 侧岩土体对桩将产生抗力。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。
(1) 认为地基系数是常数,不随深度而变化,以 “K”表示之,相应的计算方法称为“K”法, 可用于地基较为完整硬质岩层、未扰动的硬粘 土或性质相近的半岩质地层。
(2) 认为地基系数随深度按直线比例变化,即在 地基内深度为y处的水平地基系数为K=m·y或 K=K0+my,相应这一假定的计算方法称为“m” 法,可用于硬塑~半坚硬的砂粘土、碎石土或 风化破碎成土状的软质岩层以及重度随深度增 加的地层。
m法 K法 m-k法
地面 受荷段 锚固段
地面 滑面
M
滑面
Q
m1
m2
悬臂桩法
地面
地面 滑面
地面
滑面
m1
地面
m2
地基系数法
6.5.2.3 抗滑桩设计的基本假定
6.5.2.3.1 作用于抗滑桩上的力系 作用于抗滑桩的外力包括: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: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。一般假定每根桩 所承受的滑坡推力等于桩距(中至中)范围之 内的滑坡推力。
2.同时,由于将空间受力状态简化成为平面受力状态, 在决定桩的计算宽度时,应将实际宽度乘以受力换算 系数KB。由试验资料可知,对于正面边长b大于或等于 1m的矩形桩受力换算系数KB为(1+1/b),对于直径d大 于或等于1m的圆形桩受力换算系数KB为(1+1/d)。 故桩的计算宽度应为: 矩形桩: B p K fK B b 1 .0 1 b 1 b b 1
(1) 桩的位置虽发生了偏离,但是桩轴仍 保持原有的线型;它之所以变形是由于 桩周的岩(土)变形所致——刚性桩。
(2) 桩的位置和桩轴线型同时发生改变, 即桩轴和桩周岩(土)同时发生变形— —弹性桩。
f
f
刚性桩
弹性桩
试验研究表明,当桩埋入稳定地层
(即滑动面以下)内的计算深度(桩的锚 固深度h2与桩的变形系数α或β的乘积, 即α h2 或β h2 )为某一临界值时,不 管按刚性桩或按弹性桩计算,其水平承
S
S
S
一般情况下,所算得的滑坡推力f为单位宽度滑 体的推力,最用在桩(单排桩)上的推力应为fS。
(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。当桩前滑坡体不能保持稳
定可能滑走的情况下,抗滑桩应按悬臂式桩考虑;而 当桩前滑坡体能保持稳定,抗滑桩将按全埋式桩考虑。
不能提供 抗力
可提供抗力
(3) 岩土抗力: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。
(4) 桩周摩阻力:抗滑桩截面大,桩周面积大, 桩与地层间的摩阻力、粘着力必然也较大,由 此产生的平衡弯矩对桩有利。但其计算复杂, 一般不予考虑。
6.5抗滑桩设计与计算
抗滑桩的分类
施工方式 截面形态 材料
打入桩 钻孔桩 挖孔桩
刚度
圆形桩
管形桩
矩形桩 木桩
结构形式
钢桩
钢筋混凝土桩
刚性桩
弹性桩
排式单桩 承台式桩
排架桩
……
(8) 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其容许 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。
载力及传递到地层的压力图形均比较接
近。因此,可将这个临界值作为判别刚 性桩和弹性桩的标准。
(1) 按K法计算 当h2β ≤1.0时,抗滑桩属刚性桩 当h2β >1.0时,抗滑桩属弹性桩
其中:为桩的变形系数,以m-1计,可按下式计算:
1
K Bp 4EI
4
a
K——地基系数(kN/m3);
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