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完整版抗滑桩设计与计算

抗滑桩设计的步骤
1抗滑桩设计计算步骤
一.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。

二.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。

三.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。

矩形桩:Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1
圆形桩:Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1)
③根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。

桩的截面形状应从经济合理及施工方便可虑。

目前多用矩形桩,边长2~3m,以1.5×2.0m及2.0×3.0m两种尺寸的截面较为常见。

计算弹性地基内的侧向受荷桩时,有关地基系数目前有两种不同的假定:
⑴认为地基系数是常数,不随深度而变化,以“K”表示之,相”法,可用于地基为较为完整岩层的情况K应的计算方法称为“
⑵认为地基系数随深度按直线比例变化,即在地基深度为y处的水平地基系数为C=m*y或CH=A+m*y,竖直方向的地基系数为
HHHH C=m*y或C=A+m*y,。

A、A表示某一常量,m、m分别表VVVHVVHVV
示水平及竖直方向地基系数的比例系数。

相应这一假定的计算方法称为“m”法,可用于地基为密实土层或严重风化破碎岩层的情形。

2水平及竖向地基系数的比例系数应通过试验确定;当无试验资料时,可参可表1确定。

较完整岩层的地基系数K值可参考表2及表3确定。

非岩石地基和值 mm VH表1
44) (KN/mm和m(KN/m) 序号土的名称m和序号土的名称m VHVH半坚硬的粘性土、)流塑粘性土(I≥1,L20000~30000
4
1
3000~5000
粗砂淤泥
砾砂、角砾土、砾≥软塑粘性土(1>I L2 5000~10000 5 石土、碎石土、卵30000~80000
0.5),粉砂石土土性硬塑粘3 10000~20000 6 80000~120000
>0(0.5>I),细砂、块石土、漂石土L中砂注:由于表中m和m采用同一值,而当平均深度约为10m时,m值接近垂直荷载作用HHV下的垂直方向地基系数C值,故C值不得小于10m。

VVV
较完整岩层的地基系数值K V表2
饱和极限饱和极限饱和极限序序序333) K) (KN/m抗压强度K(KN/mK(KN/m抗压强度) 抗压强度VVV号号号R(kPa) R(kPa) R(kPa)
545454 3.0× 4.0×1012.0×106.0×4 101.0×1 (1.0~2.0)×10 7 1010544545 102 101.5×8 5 2.5×
10 (15.0~25.0)×10104.0×7.0×6.0×10
555444 10108.0×3
102.0×10 3.0×108.0×6
105.0×9
(25.0~28.0)×注:①在R=10~20Mpa的半岩质岩层或位于构造破碎影响带的岩质岩层v,根据
实际情况可采用k=A+m ;y HH.
②一般侧向k为竖向kv的0.6~0.8倍,当岩层为厚层或块状整体时k=kv。

HH临界值规定如下(刚性桩或弹性桩的判别):
⑴k法计算
当βh≤1.0时,抗滑桩属刚性桩2当βh<1.0时,抗滑桩属弹性桩2-1计,可按下式计算:其中,β—为桩的变形系数,以m1B.k??4 =βpH????
EI4??h—桩的锚固段长度(m);2βh—桩的计算深度(m);23);k—侧向地基系数,不随深度而变化,(KN/m H B—桩的正面计算宽度(m);p E—桩的弹性模量(kPa);
4),—桩的截面惯性矩(m I34/64。

a、;对于圆形桩,I=πdb 对于矩形桩,I=ba/12分别为矩形桩的长度和宽度(m),d为圆形桩的直径(m);
⑵m法计算
当αh≤2.5时,抗滑桩属刚性桩2当αh>2.5时,抗滑桩属弹性桩2-1计,可按下式计算:其中,α—为桩的变形系数,以m1Bm.??5pHα=????EI??αh—桩的计算深度(m);24,其)mKN/m—水平方向地基系数随深度而变形的比例系数(H.
余符号同前。

四.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。

1桩侧支承条件
①土层及严重风化破碎岩层
桩身对地层的侧压应力σ(kPa)应符合下列条件:max4??σ≤??chtg?max ?cos3);KN/m 式中:γ—地层岩(土)的容重,(φ—地层岩(土)的内摩擦角,(°);
c—地层岩(土)的粘聚力(kPa);
h—地面至计算点的深度,(m)。

一般检算至桩身侧应力最大处,若不符合上式要求,则调整桩的锚固深度或桩的截面尺寸、间距,直至满足为止。

②比较完整的岩质、半岩质地层
桩身对围岩的侧向压应力σmax(kPa)应符合下列条件:
//.RK. Kσ≤0
max12/—折减系数,根据岩层产状的倾角大小,取0.5~1.0;K式中,1/—折减系数,根据岩层的破碎和软化程度,取K20.3~0.5;
R—岩石单轴极限抗压强度,(kPa)。

0 2桩底支承条件
抗滑桩的顶端,一般为自由支承;而底端,由于锚固深度不同,
可以分为自由支承、铰支承和固定支承三种,通常采用前两种。

⑴自由支承
如图(a)所示,当锚固段地层为土体、松软破碎岩时,现场试验表明,在滑坡推力作用下,桩底有明显的位移和转动。

这种条件,桩底可按自由支承处理,即令剪力Q=0、弯矩M=0。

BB⑵铰支承
如图(b)所示,当桩底岩层完整,并较AB段岩层坚硬,但桩嵌入此层不深时,桩底可按铰支承处理,即令x=0、M=0。

BB⑶固定支承
如图(c)所示,当桩底岩层完整、极坚硬,桩嵌入此层较深时,桩身B处可按固定端处理,即令x=0、φ=0。

但抗滑桩出现此种情BB 况是不经济的,故应少采用。

1刚性桩的计算
1)单一地层
单一地层刚性桩计算公式如下表
单一地层刚性桩计算公式表
水平位备()剪()弯侧向应)x)
时,试算法求=”
=H(+y)-1/12H=0-y)H-1/6(2(3-2y)=H-1/6x=((-y)=-y)[m)-3(3-2(-]=0+y)-1/12(3-2y)=H-1/6M=0
=H(=(+my)(-y)-y)+1/6+1/2+H()+1/6(y-(2m-1/12(y-(-)=0
(2-时,试算法求φ”H=0
=H(+y)-1/6-y)-
+1/2 H-1/2 y(2=H-1/2 (3-y)-1/12-2y)
-(-
(31/6 x=(-y)
(2-y)+m(-y))=0-21/6(3=H(+y)-1/6-2y)
(3=H-1/6M=0
-y)+1/6(3-y)+m()-1/6+H(-1/2 +1/12(y-(3(y- )+1/6 -+1/2 p
)
(y -2-1/12(-)=0(2-
2)两种地层两种地层计算方法与单一地层相同。

2 弹性桩的计算法)m1 k法2)若桩身作用于地基的弹性应力超过地层容许值或校核地基强度。

五.或桩的间则应调整桩的埋深或桩的截面尺寸,者小于容许值过多时,距,重新计算,直至符合要求为止。

六.根据计算的结果,绘制桩身的剪力图和弯矩图。

七.对于钢筋砼桩,还需进行配筋设计。

.。

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