《抗滑桩设计与计算-简化》由会员分享，可在线阅读，更多相关《抗滑桩设计与计算-简化（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4. 抗滑桩设计与计算 4.1 概述 4.2 抗滑桩的设计计算 4.3 刚性桩的计算 4.4 弹性桩的计算 4.5 抗滑桩内力计算算例 4.6 抗滑桩的结构设计 4.1 概述 4.2 抗滑桩的设计计算 4.3 刚性桩的计算 4.4 弹性桩的计算 4.5 抗滑桩内力计算算例 4.6 抗滑桩的结构设计 参 考 书 籍参 考 书 籍 (1)抗滑桩设计与计算，铁道部第二勘测设计院编， 中国铁道出版社，1983年，北京 (1)抗滑桩设计与计算，铁道部第二勘测设计院编， 中国铁道出版社，1983年，北京 (2) 长江三峡工程库区滑坡防治工程设计与施工技术 规程，地质出版社，2001.10 (2) 长江三峡
2、工程库区滑坡防治工程设计与施工技术 规程，地质出版社，2001.10 (3)地质灾害防治工程设计规范，重庆市地方标准， DB50/5029-2004 (3)地质灾害防治工程设计规范，重庆市地方标准， DB50/5029-2004 (4) 铁路路基支挡结构设计规范，中华人民共和国 行业标准，TB10025-2001，J127-2001，中华人民共 和国铁道部发布 (4) 铁路路基支挡结构设计规范，中华人民共和国 行业标准，TB10025-2001，J127-2001，中华人民共 和国铁道部发布 (5) 公路设计手册路基，人民交通出版社，1997。(5) 公路设计手册路基，人民交通出版社，1997
3、。 (6) 池淑兰等，路基及支挡结构，中国铁道出版 社，2001 (6) 池淑兰等，路基及支挡结构，中国铁道出版 社，2001 4.1 概述4.1 概述 一、基本概念一、基本概念 二、抗滑桩的分类二、抗滑桩的分类 三、抗滑桩的设计原则三、抗滑桩的设计原则 四、抗滑桩的计算方法四、抗滑桩的计算方法 五、抗滑桩的优点五、抗滑桩的优点 4.1 概述4.1 概述 一、基本概念一、基本概念 抗滑桩抗滑桩是边坡处治工程中常见常用的一种抗滑工程结 构。它是利用桩体本身优良的抗弯能力和岩土体的承载能 力，将滑体的剩余下滑力传递到下伏稳定岩土体中，从而维 持滑坡的稳定，满足工程安全需要。 是边坡处治工程中常见常
4、用的一种抗滑工程结 构。它是利用桩体本身优良的抗弯能力和岩土体的承载能 力，将滑体的剩余下滑力传递到下伏稳定岩土体中，从而维 持滑坡的稳定，满足工程安全需要。 稳定的岩土体 稳定的岩土体 稳定的岩土体 稳定的岩土体 强大的 滑坡推 力 强大的 滑坡推 力 有限的 桩前抗 力 有限的 桩前抗 力 受荷段受荷段 锚固段锚固段 4.1 概述4.1 概述 二、抗滑桩的分类二、抗滑桩的分类 打入桩打入桩 钻孔桩钻孔桩 施工方式 挖孔桩挖孔桩 刚度 刚性桩刚性桩 弹性桩弹性桩 排式单桩排式单桩 承台式桩承台式桩 排架桩排架桩 圆形桩圆形桩 管形桩管形桩 矩形桩矩形桩 截面形态结构形式 木桩木桩 钢桩钢桩
5、钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩 材 料 尺 寸 重点重点 常规桩常规桩 微桩微桩 排式单桩 品字形排桩 (a)圆桩；(b)方桩；(c)挡土桩墙(板桩式)(a)圆桩；(b)方桩；(c)挡土桩墙(板桩式) 4.1 概述4.1 概述 三、抗滑桩的设计原则三、抗滑桩的设计原则 (1)保证坡体稳定：(1)保证坡体稳定：保证整个滑坡体具有足够的稳定性；保 证滑体不从桩顶滑出，不从桩间挤出。 保证整个滑坡体具有足够的稳定性；保 证滑体不从桩顶滑出，不从桩间挤出。 (2)保证桩身稳定：(2)保证桩身稳定：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，保证不被 剪断，不产生过大变形
6、。 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，保证不被 剪断，不产生过大变形。 (3)桩基和桩侧稳定：(3)桩基和桩侧稳定：桩周的地基抗力和滑体的变形在容许 范围内。 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(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。 保证安全，方 便施工，并使工程量最省。 (5)注意与环境的协调性。(5)注意与环境的协调性。 抗滑桩的设计任务抗滑桩的设计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 很复杂的问
7、题，常常要经反复分析研究才能得出合理的方案。 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 很复杂的问题，常常要经反复分析研究才能得出合理的方案。 4.1 概述4.1 概述 四、抗滑桩的计算方法四、抗滑桩的计算方法 理论基础：理论基础：将地基土视为弹性介质，应用弹性地基梁原 理，以捷克学者温克勒提出的 将地基土视为弹性介质，应用弹性地基梁原 理，以捷克学者温克勒提出的“弹性地基弹性地基”的假说的假说作为计算的 理论基础。 作为计算的 理论基础。 kxf =温克勒公式：式中，x为位移温克勒公式：式中，x为位移 地基系数地基系数k k 滑面滑面 m法法
8、K法法 m-K法法 y 4.1 概述4.1 概述 四、抗滑桩的计算方法四、抗滑桩的计算方法 悬臂桩法悬臂桩法 计算方法计算方法 地基系数法地基系数法 有限元法(矩阵分析法)有限元法(矩阵分析法) m法 K法 m-k法 m法 K法 m-k法 m法 K法 m法 K法 4.1 概述4.1 概述 五、抗滑桩的优点五、抗滑桩的优点 (1)抗滑能力强，圬工数量较小：(1)抗滑能力强，圬工数量较小：本身抗弯刚度大，能抵抗很 大的下滑力；非连续布桩，圬工数量较小。 本身抗弯刚度大，能抵抗很 大的下滑力；非连续布桩，圬工数量较小。 (2)桩位灵活，(2)桩位灵活，可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位，可以 单独使
9、用，也可与其他构筑物配合使用。 可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位，可以 单独使用，也可与其他构筑物配合使用。 (3)配筋合理，(3)配筋合理，可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋(优于 管形状、打入桩)。 可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋(优于 管形状、打入桩)。 (4)间隔开挖桩孔，(4)间隔开挖桩孔，不易恶化滑坡状态，有利于抢修工程。不易恶化滑坡状态，有利于抢修工程。 (5) 开挖桩孔时(5) 开挖桩孔时，可直接校核地质情况，可直接校核地质情况，修正原设计方案。修正原设计方案。 (6)施工方便，设备简单；施工影响范围小，对外界干扰小。(6)施工方便，设备简单；施工影响范围小，对外界干
10、扰小。 采用混凝土或少筋混凝土护壁，安全、可靠。采用混凝土或少筋混凝土护壁，安全、可靠。 4.2 抗滑桩的设计计算4.2 抗滑桩的设计计算 一、确定桩位及桩参数，进行抗滑桩受力分析一、确定桩位及桩参数，进行抗滑桩受力分析 (1) 首先查明滑坡的原因、性质、范围、厚度等基本条 件，分析滑坡的成因机制、稳定状态、发展演化阶段及趋 势， (1) 首先查明滑坡的原因、性质、范围、厚度等基本条 件，分析滑坡的成因机制、稳定状态、发展演化阶段及趋 势，定性判断滑坡的稳定性。定性判断滑坡的稳定性。 (2) 基于滑坡地质剖面建立计算模型，定量(2) 基于滑坡地质剖面建立计算模型，定量计算滑坡推 力，一般采用极
11、限平衡条分法。 计算滑坡推 力，一般采用极限平衡条分法。 ( (3) 根据地形、地质及施工条件等3) 根据地形、地质及施工条件等确定设桩的位置及范 围 确定设桩的位置及范 围。(充分利用滑体本身的抗力)，。(充分利用滑体本身的抗力)， (4) 根据滑坡推力大小、地形及地层性质，(4) 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等桩参数 拟定桩长、 锚固深度、桩截面尺寸及桩间距等桩参数。 在上述工作的基础上，进行抗滑桩受力分析在上述工作的基础上，进行抗滑桩受力分析 一、确定桩位及桩参数，进行抗滑桩受力分析一、确定桩位及桩参数，进行抗滑桩受力分析 （二）抗滑桩的间距
12、及截面尺寸（二）抗滑桩的间距及截面尺寸 抗滑桩的间距 S：抗滑桩的间距 S：受许多因素的影响，目 前尚无较成熟的计算方法。合适的桩间距应该 使桩间土体具有足够的稳定性，在下滑力作用 下不致从桩间挤出。也就是说，可按桩间土体 与两侧被桩所阻止的土体的摩擦力大于桩所承 受的滑坡推力来估算。 受许多因素的影响，目 前尚无较成熟的计算方法。合适的桩间距应该 使桩间土体具有足够的稳定性，在下滑力作用 下不致从桩间挤出。也就是说，可按桩间土体 与两侧被桩所阻止的土体的摩擦力大于桩所承 受的滑坡推力来估算。规范规定抗滑桩桩间距 宜为510m，一般取56m。 规范规定抗滑桩桩间距 宜为510m，一般取56m。
13、 抗滑桩抗滑桩截面形状以矩形为主截面形状以矩形为主，截面宽度一 般为1.52.5m，截面长度一般为2.04.0m。 当滑坡推力方向难以确定后，应采用圆形桩。 ，截面宽度一 般为1.52.5m，截面长度一般为2.04.0m。 当滑坡推力方向难以确定后，应采用圆形桩。 图6-13 不同桩间距桩最大剪力变化曲线图6-13 不同桩间距桩最大剪力变化曲线 20 25 30 35 40 45 50 456789101112 桩间距(m) 剪力(MN) 上排桩 下排桩 图6-14 不同桩间距桩最大弯矩变化曲线图6-14 不同桩间距桩最大弯矩变化曲线 100 120 140 160 180 200 45678
14、9101112桩间距 (m) 弯矩(MN.m) 上排桩 下排桩 桩间距对抗滑桩受力状态的影响桩间距对抗滑桩受力状态的影响 上排桩上排桩 下排桩下排桩 （三）桩的锚固段深度h2（三）桩的锚固段深度h2 桩埋入滑面以下稳定地层内的适宜锚固深 度，与地层强度、桩所承受的滑坡推力、桩的相 对刚度以及桩前滑面以上滑体对桩的反力等有 关。 桩埋入滑面以下稳定地层内的适宜锚固深 度，与地层强度、桩所承受的滑坡推力、桩的相 对刚度以及桩前滑面以上滑体对桩的反力等有 关。一般等于(1/41/2)总桩长。一般等于(1/41/2)总桩长。 合理锚固段长度确定标准:合理锚固段长度确定标准: (1)锚固段对地层的侧向压
15、应力不得大于该地 层的容许侧向抗压强度 (1)锚固段对地层的侧向压应力不得大于该地 层的容许侧向抗压强度桩侧支承条件问题桩侧支承条件问题 (2)(2)桩底约束条件桩底约束条件影响桩体变形，并从而影 响桩侧应力。 (3) 影响桩体变形，并从而影 响桩侧应力。 (3)桩基底桩基底的最大压应力不得大于地基的的最大压应力不得大于地基的容许 承载力 容许 承载力。 一般都能满足一般都能满足 上述两方面不能满足要求时，应主要通过调 整桩间距来满足设计要求。 上述两方面不能满足要求时，应主要通过调 整桩间距来满足设计要求。 h2 （四）抗滑桩受力分析（四）抗滑桩受力分析 作用于抗滑桩的外力包括：作用于抗滑桩
16、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 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。等。这些力均为分布力。 (1) 滑坡推力：(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。 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 等于桩间距（中至中）范围之内的滑坡推力。 一般假定每根桩所承受的滑坡推力 等于桩间距（中至中）范围之内的滑坡推力。 (2)受荷段桩前抗力：(2)受荷段桩前抗力：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。 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，桩前不考虑抗力；而当桩 前滑坡体能保持稳定，抗滑桩应适当考虑考虑抗力。 当桩前滑坡体 不能保持稳定可能滑走的情况下，桩前不考虑抗力；而当桩 前滑坡体能保
