抗滑樁的設(shè)計(jì)與施工

1、5.1 概述概述 抗滑樁工作原理示意圖 滑坡推力 側(cè)向阻力 滑動(dòng)面 抗滑樁 樁是深入土層或巖 層的構(gòu)件。 抗滑樁與一般樁基 類似，主要承擔(dān)水平 荷載。 邊坡處治工程中的 抗滑樁通過樁身將上 部承受的坡體推力傳 給樁下部的側(cè)向土體 或巖體，依靠樁下部 的側(cè)向阻力來承擔(dān)邊 坡的下推力，而使邊 坡保持平衡或穩(wěn)定。 5.1.15.1.1 抗滑樁的類型、特點(diǎn)及適用條件 1. 抗滑樁的類型 （1）按材質(zhì)分類 木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁、組合樁。 （2）按成樁方法分類 打入樁、靜壓樁、就地灌注樁（沉管灌注樁和鉆孔灌注樁）。 （3）按結(jié)構(gòu)型式分類 單樁、排樁（椅式樁墻、門式剛架樁墻、排架抗滑樁墻）、群樁、有錨

2、樁（錨桿和錨索）。 （4）按樁身斷面形式分類 圓形樁、方形樁、矩形樁、“工”字形樁等。 a）b）c） 抗滑排樁型式 a）椅式； b）門式；c）排架式 2.2.各類樁型的特點(diǎn)及適用條件 樁型 特點(diǎn) 適用條件 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 按 材 質(zhì) 分 類 木樁 就地取材、方便、易于施 工 樁長有限、樁身強(qiáng)度不 高 用于淺層滑坡的治理、臨 時(shí)工程、或搶險(xiǎn)工程 鋼樁 強(qiáng)度高、施打容易、快速、 接長方便 受樁身斷面尺寸限制， 橫向剛度小，造價(jià)偏高 鋼筋混凝土 樁 樁斷面剛度大，抗彎能力 高，施工方式多樣 混凝土抗拉能力有限 按 成 樁 方 法 分 類 打入式施工簡(jiǎn)單、工期短施工振動(dòng)對(duì)邊坡影響 全埋式抗滑樁或填方邊坡，

3、同時(shí)下臥地層應(yīng)有可打性 機(jī)械鉆孔速度快，樁徑可大可小 對(duì)較陡邊坡機(jī)械架設(shè)困 難，鉆孔時(shí)水對(duì)邊坡也 有影響 適用于各種地質(zhì)條件 人工挖孔方便、簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì) 速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度高， 遇不良地層處理困難 對(duì)地質(zhì)條件要求較高，樁 徑應(yīng)在1000mm以上 按 結(jié) 構(gòu) 型 式 分 類 單樁簡(jiǎn)單、受力和作用明確。承載力較小 排架樁 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，抗彎能力強(qiáng)， 樁臂阻力小，樁身應(yīng)變小。 在軟弱地層有明顯的優(yōu)越 性 有錨樁 改變樁的受力狀況，樁身 應(yīng)力狀態(tài)和樁頂位移得到 改善。 錨桿（索）的錨固端需 要較好的地層或巖層 邊坡的推力較大，對(duì)邊坡 的變形有要求 5.1.2 5.1.2 抗滑樁設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容抗滑樁設(shè)計(jì)要

4、求和設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 抗滑樁設(shè)計(jì)要求 （1）抗滑樁提供的阻滑力要使整個(gè)滑坡具有足夠的穩(wěn)定性，同時(shí)保 證坡體不從樁頂滑出，不從樁間擠出； （2）抗滑樁樁身要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，即樁的斷面要有足夠的 剛度，樁的應(yīng)力和應(yīng)變滿足規(guī)定要求； （3）樁周地基抗力和滑體的變形在容許范圍內(nèi)； （4）抗滑樁的埋深及錨固深度、樁間距、樁結(jié)構(gòu)尺寸和樁斷面尺寸 應(yīng)比較適當(dāng)，安全可靠，施工可行、方便，造價(jià)較經(jīng)濟(jì)。 2. 抗滑樁的設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）進(jìn)行樁群平面布置，擬定樁間距等平面尺寸； （2）擬定樁型、樁埋深、樁長、樁斷面尺寸； （3）根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)確定作用于抗滑樁上的力系； （4）確定樁的計(jì)算寬度，選定地基反力系數(shù)，進(jìn)

5、行樁的受 力和 變形計(jì)算； （5）進(jìn)行樁截面的配筋計(jì)算和一般的構(gòu)造設(shè)計(jì)； （6）提出施工技術(shù)要求，擬定施工方案，計(jì)算工程量，編 制概（預(yù)）算等。 5.1.3 5.1.3 抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算程序抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算程序 收集滑坡資料、分析原因、確定滑坡性質(zhì)、范圍等 計(jì)算滑坡推力 進(jìn)行樁群的平面布置、擬定樁間距、樁位 選擇樁型，擬定樁長、錨固深度、截面尺寸等 確定樁的計(jì)算深度，選定地基系數(shù) 計(jì)算樁的變形系數(shù)和計(jì)算深度，判斷樁的計(jì)算性質(zhì)（剛性或彈性樁） 采用相應(yīng)的方法計(jì)算樁的內(nèi)力和變位、地基反力等，確定樁身的最大彎矩和剪力及位置 校核地基強(qiáng)度是否接近 繪制樁身彎矩、剪力圖、變形曲線 是 對(duì)鋼筋混凝土樁進(jìn)行配筋

6、設(shè)計(jì) 繪制施工圖，提出施工技術(shù)要求等 否 5.2 5.2 抗滑樁設(shè)計(jì)荷載的確定 作用于抗滑樁上的力系主要有兩大部分：作用于樁上部的 滑坡推力和樁周地層對(duì)樁的反力。 5.2.1 5.2.1 滑坡推力的確定滑坡推力的確定 1. 滑坡推力 坡體產(chǎn)生的作用于抗滑樁樁背上的力，其作用方向假定與樁穿過滑面 點(diǎn)處的切線方向平行。 2. 滑坡推力計(jì)算方法 滑坡推力的計(jì)算方法有瑞典條分法，Bishop條分法，Janbu條分法， 不平衡推力傳遞系數(shù)法，有限單元法等。在實(shí)際工程中一般采用不 平衡推力傳遞系數(shù)法（剩余推力法）。 設(shè)計(jì)滑坡推力按如下方法確定： （1）首先得到穩(wěn)定系數(shù)為1的滑坡推力曲線與設(shè)計(jì)工 況下的推力

7、曲線； （2）設(shè)樁處的設(shè)計(jì)滑坡推力值為設(shè)計(jì)工況推力曲線 與穩(wěn)定系數(shù)為1的滑坡推力曲線之差值； （3）該差值在水平方向的分量即為設(shè)計(jì)滑坡推力值。 對(duì)于穩(wěn)定系數(shù)小于1的滑坡，利用規(guī)范法進(jìn)行設(shè) 計(jì)偏于危險(xiǎn)；而對(duì)于穩(wěn)定系數(shù)大于1的滑坡，利用規(guī)范 法進(jìn)行設(shè)計(jì)偏于保守。 基準(zhǔn)工況：該工況不一定是自然工況，而是在考慮 安全系數(shù)的情況下，進(jìn)行設(shè)計(jì)工況與校核工況所對(duì)應(yīng)的荷 載組合的推力計(jì)算，取其中剩余下滑力較小的一條曲線所 對(duì)應(yīng)的荷載組合作為基準(zhǔn)工況。 控制設(shè)計(jì)工況：在考慮安全系數(shù)的情況下，進(jìn)行設(shè) 計(jì)工況與校核工況所對(duì)應(yīng)的荷載組合的推力計(jì)算，取其中 剩余下滑力較大的一條曲線所對(duì)應(yīng)的荷載組合為控制設(shè)計(jì) 工況。 對(duì)

8、于水庫滑坡或削方邊坡而言，基準(zhǔn)工況時(shí)滑坡的穩(wěn) 定系數(shù)可能小于1，如果仍利用規(guī)范法確定滑坡的設(shè) 計(jì)推力，會(huì)使結(jié)果偏小，從而使設(shè)計(jì)偏于危險(xiǎn)。因?yàn)榘凑?規(guī)范所確定的設(shè)計(jì)滑坡推力E設(shè)小于根據(jù)基準(zhǔn)工況所確 定的設(shè)計(jì)滑坡推力值E設(shè)（樁前有抗力存在），若樁前不 存在抗力時(shí)，樁位于抗滑段時(shí)的設(shè)計(jì)滑坡推力不能用差值， 需要通過控制設(shè)計(jì)工況剩余下滑力曲線E設(shè)L來確定。 基準(zhǔn)工況K0.9 K1.0 設(shè)計(jì)工況 E設(shè) 設(shè) E 設(shè)L E 距離/m 剩余下滑力/kNm 1 圖 剩余下滑力曲線與控制設(shè)計(jì)工況推力曲線圖 3. 滑坡推力分布形式 滑坡推力在樁背上的分布和作用點(diǎn)位置，與滑坡的類型、部 位、地層性質(zhì)、變形情況及地基反

9、力系數(shù)等因素有關(guān)。 （1）對(duì)于液性指數(shù)小，剛度較大和較密實(shí)的滑坡體，從頂層 到底層的滑動(dòng)速度常大體一致，假定滑面上樁背的滑坡推力分布 圖形呈矩形。 （2）對(duì)于液性指數(shù)較大，剛度較小和密實(shí)度不均勻的塑性滑 體，假定滑面以上樁背的滑坡推力圖形呈三角形分布。 （3）介于上述兩者之間的情況可假定樁背推力分布呈梯形。 5.2.2 地基反力的確定 1. 地基反力 樁將滑坡推力傳遞給滑面以下的樁周土（巖）時(shí)，樁的錨固段 前后巖（土）體受力后發(fā)生變形，并由此產(chǎn)生的巖（土）體的反力。 反力的大小與巖（土）體的變形狀態(tài)有關(guān)。處于彈性階段時(shí)， 按彈性抗力計(jì)算，處于塑性階段時(shí)，情況比較復(fù)雜，但地基反力應(yīng) 不超過錨固段

10、地基土的側(cè)向容許承載力。 2. 地基反力系數(shù) （1）地基反力系數(shù)：樁側(cè)巖土體的彈性抗力系數(shù)，是地基承受 的側(cè)壓力與樁在該位置出產(chǎn)生的側(cè)向位移的比值。也即單位巖土體 在彈性限度內(nèi)產(chǎn)生單位壓縮變形時(shí)所需施加于其單位面積上的力。 （2）地基反力系數(shù)的三種假設(shè)方法： K 法 地基系數(shù)不隨深度而變化，即地基系數(shù)為常數(shù) K； m 法 地基系數(shù)隨深度呈直線變化； C 法 地基反力系數(shù)沿深度按凸拋物線增大。 （3）地基反力系數(shù)K， 應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。 當(dāng)?shù)鼗翞槎鄬油習(xí)r，采用按層厚以等面積加權(quán)求平均的方 法求算地基反力系數(shù)。 地基土為2層時(shí)，有 2 21 2212 2 11 )( )2( ll lllmlm m

11、 （4.1） 地基土為3層時(shí)，有 2 321 332132212 2 11 )( )22()2( lll llllmlllmlm m （4.2） m 式中： 、 、 分別為第1，2，3層地基土的 值； 、 、 分別為第1，2，3層地基土的厚度。 1 m 2 m 3 mm 1 l 2 l 3 l 5.3 5.3 抗滑樁的計(jì)算方 法 5 5.3.1 剛性樁與彈性樁的區(qū)分 抗滑樁受到滑坡推力后，將產(chǎn)生一定的變形。根據(jù)樁和樁 周土的性質(zhì)和樁的幾何性質(zhì)，其變形有兩種情況： 1. 剛性樁：樁的位置發(fā)生了偏離，但樁軸線仍保持原有的 線形，變形由于樁周土的變形所致。 2. 彈性樁：樁的位置和軸線同時(shí)發(fā)生改變，

12、即樁軸線和樁 周土同時(shí)發(fā)生變形。 3. 區(qū)分方法 試驗(yàn)研究表明，當(dāng)抗滑樁埋入穩(wěn)定地層內(nèi)的計(jì)算深度為某 一臨界值時(shí)，可視樁的剛度為無窮大，樁的側(cè)向極限承載力僅 取決于樁周土的彈性抗力的大小。工程中把這個(gè)臨界值作為判 斷是剛性樁或彈性樁的標(biāo)準(zhǔn)。 臨界值的規(guī)定如下： （1）按 K 法計(jì)算 時(shí)，抗滑樁屬剛性樁； 時(shí)，抗滑樁屬彈性樁。 （2）按 m 法計(jì)算 時(shí)，抗滑樁屬剛性樁； 時(shí)，抗滑樁屬彈性樁。 0 . 1 2 l 0 . 1 2 l 5 . 2 2 l 5 . 2 2 l 式中，、均定義為樁的變形系數(shù)，單位為 ，分別按下式計(jì)算： 1 m 4 1 4EI BK pH （4.3） 5 1 EI Bm

13、pH （4.4） 式中： K 法的側(cè)向地基系數(shù)， ； 樁的正面計(jì)算寬度，m； m 法地基系數(shù)的比例系數(shù)， ； E，I 樁的彈性模量，KPa，樁的截面慣性矩， 。 H K 3 mKN 4 mKN p B p m 4 m 5 5.3.2 剛性樁的計(jì)算 把滑面以上抗滑樁受荷載 段上的所有的力均當(dāng)作外力， 對(duì)滑面以下樁截面進(jìn)行受力分 析，從而計(jì)算樁的內(nèi)力。 滑面以下為同一m值，樁 底自由，滑面處的彈性抗力系 數(shù)分別為 A1 、A2，H為滑坡推 力與剩余抗滑力之差，x 為下 部樁段轉(zhuǎn)動(dòng)軸心距滑面的距離， j為旋轉(zhuǎn)角，l0為滑坡推力至滑 面的距離。 H y x mm j 1 A2 A y x 0 l 2

14、l 0 x 單一土層樁的受力分析 樁身剪力： 樁身彎矩： )23()2( 0 2 6 1 01 2 1 xxxmBxxxABHQ ppx jj )2()3()( 0 3 12 1 0 2 16 1 0 xxxmBxxxABxlHM ppx jj 當(dāng) 時(shí) 樁身變位： 樁側(cè)應(yīng)力： 樁身剪力： 樁身彎矩： j)( 0 xxy 02 xxl j)( 02 xxmxA x 2 02 2 1 0 2 6 1 2 01 2 1 )()23(xxABxxxmBxABHQ pppx jjj )2()()3()( 0 3 12 1 3 026 1 0 2 016 1 0 xxxmBxxABxxxABxlHM pp

15、px jjj 當(dāng) 時(shí) 0 0 xx 樁身變位：j)( 0 xxy 樁側(cè)應(yīng)力： j)( 01 xxmxA x 根據(jù)靜力平衡條件 H=0和 M=0可解得： 0)23()34(5 .0 )2(3)23()(3)( 202 2 220 3 2 202220 2 2 2 0210 3 021 llAlllml llAlllmlxAAlxAA 令 )( 21 AAA )(3 210 AAlB )2(3)23( 202220 2 2 llAlllmlC )23()34(5 . 0 202 2 220 3 2 llAlllmlD 則有0 2 0 3 0 DCBxAx )32()2(3)(3 6 22 2 22

16、20221 2 0 AmllAmlxlAAxB H p j （4.5） （4.6） 解方程式（4.5），找出 代入（4.6）可算出 ，則可計(jì)算出樁的內(nèi)力。 0 xj 5 5.3.3 彈性樁的計(jì)算 A E p E 2 l B 錨固段 a）b） 彈性樁計(jì)算圖式 j y 0 y 0 Q 0 M 2 l x 滑面 抗滑樁滑面以上部 分所受荷載對(duì)滑面以下 樁段的作用可進(jìn)行簡(jiǎn)化 （如右圖），然后可根 據(jù)樁周土體的性質(zhì)確定 彈性抗力系數(shù)，建立撓 動(dòng)微分方程，通過數(shù)學(xué) 求解可得滑面以下任一 截面的變位和內(nèi)力計(jì)算 的一般表達(dá)式。最后根 據(jù)樁底邊界條件計(jì)算出 滑面處的位移和轉(zhuǎn)角， 再計(jì)算出樁身任一深度 處的變位和

17、內(nèi)力。 1.m法 樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為 0 4 4 xymBEI hp dx yd （4.7） xym DCBAyEIQ DCBAyEIM DCBAy DCBAyy hx EI Q EI M x EI Q EI M x EI Q EI M x EI Q EI M x j j j j j 44440 3 33330 2 22220 11110 3 0 2 00 3 0 2 00 3 0 2 00 3 0 2 00 （4.8） 采用冪級(jí)數(shù)的解法，整理后有： 式中： ， ， ， 隨樁的換算深度 而變化的 m法的影響函數(shù)值。 i A i B i C i D xl 式（4.8）為m 法計(jì)算樁的

18、一般表達(dá)式。一般應(yīng)根據(jù)樁底的邊 界條件求得滑動(dòng)面出的位移和轉(zhuǎn)角，才可求出樁身任一截面出的 位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力，地基土對(duì)該截面的側(cè)向應(yīng)力。 當(dāng)樁底為固定端時(shí)，有 ， ， ， 。將邊界 條件代入（4.8）中的第1式和第2式，聯(lián)立求解得： 0 B y 0 B j0 B M0 B Q 當(dāng)樁底為鉸接端時(shí)，有 ， ， ， 。 將邊界條件帶入（4.8）中的第1式和第3式，聯(lián)立求解得： 0 B y 0 B Q0 B j0 B M 0012121212 0 23 12121212 0012121212 0 2 12121212 MQB CC BB DD B y EI A BB AEIA BB A MQC A

19、A CD AA D EI A BB AEIA BB A j 0131301313 0 23 13131313 0131301313 0 2 13131313 MC BB CQD BB D y EI B AA BEI B AA B MA CC AQA DD A EI B AA BEI B AA B j 當(dāng)樁底為自由端時(shí)，有 ， ， ， 。 將邊界條件代入（4.8）中的第3式和第4式，聯(lián)立求解得： 0 B j 0 B Q0 B M0 B y 將上述各種邊界條件下相應(yīng)的y0、0帶入（4.8），即可求得滑動(dòng)面 以下樁身任一截面的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力。 2. K法 依假定，樁錨固段的撓曲微分方程為：

20、由式（4.3），有 上式可寫為： 0343403443 0 23 34343434 0343403434 0 2 34343434 MB CC BQB DB D y EI A BB AEIA BB A MC AA CQD AA D EI A BB AEIA BB A j 4 4 0 hp d y EIK B y dx 4 4 hp K BEI 4 4 4 40 d y y dx 求解常系數(shù)微分方程，整理代換后有： 其中 (4.14) 1 2 3 4 cos 1 (sincos) 2 1 sins 2 1 (sincos) 4 xch x xch xxsh x x h x xch xxsh x

21、000 01234 23 000 04123 23 2 000 03412 23 3 000 02341 23 4 4 4 4 4 x x x x xHx MQ yy EIEI MQ y EIEI MQ MEIy EIEI MQ QEIy EIEI K y j j j j j 當(dāng)樁底為固定端時(shí)，有 ， .代入式 （4.14）中的第1式和第2式，聯(lián)立求解得： 0 B y 0 B j 當(dāng)樁底為自由端時(shí)，有 ， 。將邊界條件代入 （4.14）中的第3式和第4式，聯(lián)立求解得： 0 B M0 B Q 0 B M 0 B y 當(dāng)樁底為鉸接端時(shí)，有 ， 。將邊界條件代入 （4.14）中的第1式和第3式，聯(lián)立

22、求解得： 2 021302314 0 2232 241241 2 012340134 0 222 241241 44 44 44 MQ y EIEI MQ EIEI j 22 03412042 0 23 23142314 22 01303412 0 2 23142314 44 44 44 44 MQ y EIEI MQ EIEI j 2 041302314 0 2232 324324 2 034120213 0 222 324324 4 4444 4 4444 MQ y EIEI MQ EIEI j 5.4 抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.4.1 5.4.1 抗滑樁的布設(shè) 1.1.抗滑樁的平面布置 包括

23、平面位置和樁間距。根據(jù)地層性質(zhì)、推力值、滑動(dòng)面坡度、 設(shè)樁處滑體厚度、施工條件、樁型和樁截面的大小及可能的錨固深 度及錨固地質(zhì)條件等因素綜合決定： （1）對(duì)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的中小型滑坡，滑體前緣布設(shè)一排抗滑樁， 樁排方向應(yīng)與滑體垂直或接近垂直。 （2）對(duì)于軸向很長的多級(jí)滑坡或推力很大的滑坡，可分級(jí)處治， 也可集中布置23排、平面上呈品字形或梅花形。 （3）對(duì)滑坡推力特別大的滑坡，可考慮采用抗滑排架或群樁 承臺(tái)。 （4）對(duì)于軸向很長的具有復(fù)合滑動(dòng)面的滑體，應(yīng)根據(jù)滑面情 況和坡面情況分段設(shè)立抗滑樁，或采用抗滑樁與其他抗滑結(jié)構(gòu)組 合布置方案。 2. 2. 抗滑樁的間距 受滑坡推力大小、樁型及斷面尺寸、樁

24、的長度和錨固深度、 錨固地層強(qiáng)度、滑坡體的密實(shí)度和強(qiáng)度、施工條件等諸多因素影 響。合適的樁間距應(yīng)該使樁間滑體具有足夠的穩(wěn)定性，在下滑力 作用下不致于從樁間擠出。實(shí)際工程中樁間距一般取6-10m。 當(dāng)抗滑樁集中布置成2-3排排樁或排架時(shí)，排間距可采用截面 寬度的2-3倍。 3. 3. 樁的錨固深度樁的錨固深度 樁埋入滑面以下穩(wěn)定地層內(nèi)的適宜錨固深度，與該地層 的強(qiáng)度、樁所承受的滑坡推力、樁的相對(duì)剛度以及樁前滑面以 上滑體對(duì)樁的反力等因素有關(guān)。原則上由樁的錨固段傳遞到滑 動(dòng)面以下地層的側(cè)向壓應(yīng)力不得大于該地層的側(cè)向容許抗壓強(qiáng) 度、樁基底的壓應(yīng)力不得大于地基的容許承載力來確定。 1自由段L L=L

25、+L L =(1 3 1 2)L 21 2 總樁長L 錨固段L2 4. 樁型選擇 抗滑樁樁型的選擇應(yīng)根據(jù)滑坡性質(zhì)、地質(zhì)條件、推力 大小、施工條件和工期要求等綜合考慮，按安全、可靠、 經(jīng)濟(jì)、方便的原則，結(jié)合設(shè)計(jì)人員的工程經(jīng)驗(yàn)來選擇。 1. 鋼筋混凝土樁 其適用范圍最廣，斷面形式主要有圓形、矩形。樁徑根 據(jù)滑坡推力和樁間距確定，一般6002000，最大可達(dá) 4500。矩形斷面抗彎剛度大，適用于滑坡推力較大，需 要大剛度的地方。一般人工成孔，斷面尺寸bh一般為 1.01.52.03.0等。 2. 鋼管樁 鋼管樁樁徑一般為D400 D900，常用的是D600。 3. H型鋼樁 5.4.2 5.4.2

26、抗滑樁的內(nèi)力計(jì)算 1. 樁的計(jì)算寬度的確定 抗滑樁受滑坡推力作用產(chǎn)生位移，樁側(cè)巖土體對(duì)樁 產(chǎn)生反力，試驗(yàn)研究表明，樁在水平荷載作用下，不僅 樁身寬度內(nèi)的樁側(cè)巖土體手?jǐn)D壓，而且樁身寬度以外一 定范圍內(nèi)的土體也受影響，呈現(xiàn)出空間受力狀態(tài)。 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，將空間受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為平面問題， 考慮到樁截面形式的影響，將樁寬（或樁徑）換算成相 當(dāng)于實(shí)際工作條件下的矩形樁寬度Bp，Bp稱為計(jì)算寬 度。 1.50.51 1.01 0.9 1.50.51 0.91.01 m mbm p p pp p p p Bbbm Bbbm BbhB Bddm Bddm B d 土質(zhì)地層 矩形樁 巖質(zhì)地層，且b+1D （） 圓

27、形樁（土質(zhì)地層） （） 樁的計(jì)算寬度（ ）； 樁徑（ ）；樁寬（ ）。 b d b d h D b 約束條約束條 件件 物理量物理量 固定固定鉸支鉸支自由自由 剪力剪力Q Q 彎矩彎矩M M 4. 抗滑樁內(nèi)力計(jì)算 M(kN*m) N(kN) 5.4.3 5.4.3 抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2. 確定地基反力系數(shù)或計(jì)算參數(shù) 水平地基反力系數(shù)一般應(yīng)通過試驗(yàn)確定。但無試驗(yàn)資料時(shí)， 可參照相關(guān)的文獻(xiàn)或規(guī)范確定。 3. 計(jì)算圖式的擬定 根據(jù)前述的抗滑樁平面布置，初步選出樁型，初步確定錨 固深度，確定樁長，計(jì)算樁上承受的滑坡推力，繪出計(jì)算圖式， 確定樁的邊界條件。 4. 計(jì)算方法選擇和樁性質(zhì)的判定 根據(jù)樁的變形

28、系數(shù)判斷樁的性質(zhì)（彈性樁或剛性樁），選 擇相應(yīng)的計(jì)算方法。彈性樁的計(jì)算方法很多，常用的有k法、m 法、數(shù)值分析法等。 5. 樁的內(nèi)力和變位計(jì)算 根據(jù)所確定的計(jì)算圖式和計(jì)算參數(shù)、選擇的計(jì)算方法、樁的性 質(zhì)，按本章第3節(jié)的計(jì)算方法可計(jì)算出樁沿軸線的彎矩分布圖 （Mx）、剪力分布圖（ Qx ）、樁的水平變位（yx）和轉(zhuǎn)角（yx）， 以及樁身對(duì)地層巖土體的側(cè)向應(yīng)力分布圖（x）。 算時(shí)，應(yīng)先計(jì)算出樁在滑面處的位移 y0和側(cè)向壓應(yīng)力。判斷 該位移是否在樁的水平位移限值內(nèi)，若不在，應(yīng)適當(dāng)增加樁的剛度 或錨固深度，重新計(jì)算，使其滿足要求。判斷側(cè)向壓應(yīng)力是否滿足 樁側(cè)地層的巖土穩(wěn)定性時(shí)，一般在錨固深度中選取幾個(gè)

29、代表性斷面， 如l2/3處、l2/2處和 l2處等，判斷這些代表性斷面的側(cè)向壓應(yīng)力是否 滿足式（4.36）或式（4.37）所確定的穩(wěn)定極限應(yīng)力值。若不滿足， 則調(diào)整樁的剛度、錨固深度和樁間距，再次計(jì)算直到滿足要求為止。 5.4.4 5.4.4 樁的配筋計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì) 1. 樁的配筋計(jì)算 鋼筋混凝土樁的配筋計(jì)算一般根據(jù)所算得的樁身最大彎矩值， 進(jìn)行配筋計(jì)算，再驗(yàn)算最大彎矩值斷面的抗裂要求，剪力最大截 面處的抗剪強(qiáng)度。配筋計(jì)算方法與一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相同。 2. 鋼筋混凝土樁的構(gòu)造要求 混凝土強(qiáng)度：一般采用C20，不低于C15，水下灌注不低于 C20； 主筋保護(hù)層厚度：一般不小于35mm，水下灌

30、注不小于50mm； 主筋不宜小于810，常用1216以上，縱向主筋沿樁身周 邊均勻布置（圓樁），鋼筋凈間距不應(yīng)小于60mm； 配筋率一般不低于0.65%0.20%（小樁徑取高值，大樁徑 取低值）； 箍筋率不低于6200，宜采用螺旋箍筋或焊接環(huán)式箍筋， 鋼筋骨架中，應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道加強(qiáng)箍筋； 鋼筋的接長等應(yīng)符合鋼筋混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。 3. 樁的正截面設(shè)計(jì) 一般情況下，抗滑樁按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，配筋時(shí)按單筋 矩形梁考慮?？够瑯督孛嫘螤钔ǔ榫匦?，其正截面受彎 承載力的計(jì)算公式如下: 式中：M彎矩設(shè)計(jì)值； 1系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí)，取1.0； 當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取0.94

31、，其余的采用線性內(nèi)插； fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)規(guī)范取用； 10 () 2 c x Mf bx h b矩形截面寬度； x混凝土受壓區(qū)高度； h0截面有效高度。 混凝土受壓區(qū)高度由下式計(jì)算： 式中： fy 普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)規(guī)范取用； As 受拉區(qū)縱向鋼筋的截面面積。 1cys f bxf A 4. 樁的斜截面設(shè)計(jì) 矩形截面的受彎構(gòu)件，其受剪截面應(yīng)符合以下條件： 0 0 0 0 0 4 6 6 cc cc h f bh b h f bh b h b 當(dāng)時(shí) V0.25 當(dāng)時(shí) V0.2 當(dāng)4時(shí)，按線性內(nèi)插法確定 式中： V 構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值

32、； c混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過 C50時(shí)，取1.0；當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí)，取0.94，其余 的采用線性內(nèi)插。同時(shí)滿足： 0t f bhV0.7 抗滑樁內(nèi)不宜設(shè)置斜筋，可采用調(diào)整箍筋的直徑、間 距和樁身截面尺寸等措施，滿足斜截面的抗剪強(qiáng)度。普通 混凝土矩形、T型和I型截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)僅配置箍 筋時(shí)，其界面受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定： 式中：V構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值； Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積； n在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)； Asv1單肢箍筋的截面面積； s沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距； fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī) 范采用。 00

33、1 0.71.25 sv tyv svsv A Vf bhfh s AnA 5.5 5.5 抗滑樁的施工 5.5.1 5.5.1 施工一般程序施工一般程序 收集技術(shù)資料，閱讀設(shè)計(jì)文件 現(xiàn)場(chǎng)勘察 編寫施工組織設(shè)計(jì) 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線，機(jī)械進(jìn)場(chǎng) 鉆機(jī)安裝（或孔口圍護(hù)，簡(jiǎn)易絞車安設(shè)） 鉆（挖）孔，清孔 下鋼筋籠，灌注混凝土 匯總、整理施工資料（進(jìn)行必要的檢測(cè)） 竣工驗(yàn)收 5.5.2 5.5.2 設(shè)樁工藝選擇設(shè)樁工藝選擇 設(shè)樁工藝選擇應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)情況、樁徑和樁長、工期要求， 并結(jié)合機(jī)具設(shè)備供應(yīng)情況和各種設(shè)樁工藝的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，靈活 正確的選用。 序 號(hào)成 孔 方 法 適用范圍對(duì)環(huán)境的影響 孔徑（mm

34、）孔深（m）土層 1人工推鉆或 機(jī)械推鉆 60016003040粘性土，砂類土，含少量砂礫（粒徑 小于10cm，含量低于30%）的土 振動(dòng)小，不需泥漿 2人工挖孔800400025各種土石無噪聲，不需泥漿 3潛水鉆成孔450450080淤泥腐質(zhì)土，粉沙，砂類土振動(dòng)小，需泥漿 4正循環(huán)成孔400250050粘性粉沙，細(xì)、中、粗砂，含少量卵 石、礫石的土，軟巖 振動(dòng)小，需泥漿 5反循環(huán)成孔400400090粘性土，砂類土，含少量卵石、礫石 的土，軟巖 振動(dòng)小，需泥漿 6鉆斗鉆成孔800150040淤泥質(zhì)土，粘性土，粉土有振動(dòng)，不需泥漿 7沖抓錐成孔100020002030淤泥，密實(shí)粘土，砂類土，砂

35、礫、卵 石 振動(dòng)大，不需泥漿 8沖擊實(shí)心錐 成孔 800200050粘性土，砂類土，礫、卵、漂石，軟 巖 有振動(dòng)，需泥漿 各種設(shè)樁工藝適用范圍 5.5.3 5.5.3 施工機(jī)具施工機(jī)具 灌注樁的施工機(jī)具較多，有定型產(chǎn)品，也有自制機(jī)具。 5.5.4 5.5.4 施工質(zhì)量控制施工質(zhì)量控制 1. 一般要求 抗滑樁多采用灌注樁，其質(zhì)量控制主要是指鉆孔、清孔，鋼筋籠 制作、安放，混凝土配制、灌注等工藝工序過程中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和控制 方法，應(yīng)以設(shè)計(jì)文件和國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，制定出切合工程實(shí)際和 易于操作的具體標(biāo)準(zhǔn)和要求。 灌注抗滑樁，要特別把好成孔、下鋼筋籠和灌注混凝土等幾道關(guān) 鍵程序。每一工序完畢時(shí)，均應(yīng)及

36、時(shí)進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。 2. 質(zhì)量檢驗(yàn)及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （1）質(zhì)量檢驗(yàn) 孔徑、孔形和傾斜度宜采用專用儀器測(cè)定，或采用外徑為鉆孔鋼 筋籠直徑加100mm（不大于鉆頭直徑）、長為4-6倍樁徑的鋼筋檢孔器 吊入鉆孔內(nèi)檢測(cè)。 樁徑檢測(cè)可用專用球形孔徑儀和超聲波孔壁測(cè)定儀等測(cè)定。 孔深用專用測(cè)繩測(cè)定，孔底沉淀厚度可用CZ-B型沉渣測(cè)定儀 測(cè)定。樁位允許偏差可用經(jīng)緯儀、鋼尺和定位圓環(huán)測(cè)定。垂直 度偏差可用定位圓環(huán)、測(cè)錘和測(cè)斜儀測(cè)定。 （2）質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 鋼筋籠吊放入孔徑位容許偏差為：鋼筋籠定位標(biāo)高：50mm；鋼筋籠 中心與樁中心：10mm。鋼筋籠主筋保護(hù)層允許偏差：水下灌注混凝土： 20mm，非水下灌注混凝土： 10mm

37、。鋼筋籠主筋的焊接接頭、接頭間 距、焊接長度或其他接長方法，均應(yīng)符合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)規(guī)定。 3. 施工質(zhì)量控制要點(diǎn) 孔位：在現(xiàn)場(chǎng)地面設(shè)十字形控制網(wǎng)、基準(zhǔn)點(diǎn)，隨時(shí)復(fù)測(cè)、校核。 成控：成孔設(shè)備就位后，必須平正、穩(wěn)固，確保施工中不發(fā)生傾 斜和移動(dòng)、松動(dòng)。 鋼筋籠制作：采用卡板成型法或支架成型法，加強(qiáng)箍筋直徑適當(dāng) 加大或加密。鋼筋籠沉放時(shí)要對(duì)準(zhǔn)孔位、扶穩(wěn)、緩慢放入孔中，避 免碰撞孔壁，到位后立即固定。 混凝土灌注：混凝土的配合比嚴(yán)格按照混凝土施工規(guī)范進(jìn)行，嚴(yán) 格控制其坍落度。一般采用直長導(dǎo)管法（孔內(nèi)水下灌注）或串筒法 （孔內(nèi)無水灌注）連續(xù)灌注。當(dāng)樁的尺寸較大而又是人工成孔時(shí)，可 考慮采用人工入孔振

38、搗混凝土，以提高樁的澆注質(zhì)量。 檢測(cè)：樁施工后，為檢查樁的質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行必要的檢測(cè)。 5.5.5 5.5.5 施工中應(yīng)注意的問題 灌注樁施工從總體上來看比較簡(jiǎn)單，但在成孔和鋼筋籠吊放和混凝土灌注中應(yīng)注意 下列問題： （1）坍孔 （2）鉆孔偏斜 （3）鉆頭脫落 （4）糊鉆 （5）擴(kuò)孔和縮孔 （6）梅花孔 （7）卡鉆 （8）鉆桿折斷 （9）鉆孔漏漿 （10）質(zhì)量缺陷樁的處理 滑坡抗滑樁彎矩、剪力圖 樁孔定位與鎖口梁澆筑 樁孔開挖 鋼筋制安電渣壓力焊施 工 鋼筋制安 鋼筋制安 混凝土攪拌 站 混凝土灌注 基準(zhǔn)工況K0.9 K1.0 設(shè)計(jì)工況 E設(shè) 設(shè) E 設(shè)L E 距離/m 剩余下滑力/kNm 1 圖

39、 剩余下滑力曲線與控制設(shè)計(jì)工況推力曲線圖 根據(jù)靜力平衡條件 H=0和 M=0可解得： 0)23()34(5 .0 )2(3)23()(3)( 202 2 220 3 2 202220 2 2 2 0210 3 021 llAlllml llAlllmlxAAlxAA 令 )( 21 AAA )(3 210 AAlB )2(3)23( 202220 2 2 llAlllmlC )23()34(5 . 0 202 2 220 3 2 llAlllmlD 則有0 2 0 3 0 DCBxAx )32()2(3)(3 6 22 2 2220221 2 0 AmllAmlxlAAxB H p j （4.5） （4.6） 解方程式（4.5），找出 代入（4.6）可算出 ，則可計(jì)算出樁的內(nèi)力。 0 xj 式（4.8）為m 法計(jì)算樁的一般表達(dá)式。一般應(yīng)根據(jù)樁底的邊 界條件求得滑動(dòng)面出的位移和轉(zhuǎn)角，才可求出樁身任一截面出的 位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力，地基土對(duì)該截面的側(cè)向應(yīng)力。