抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、抗滑樁設(shè)計(jì)的步驟1抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算步驟一首先弄清滑坡的原因、性質(zhì)、范圍、厚度，分析滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。二根據(jù)滑坡地質(zhì)斷面及滑動(dòng)面處巖土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，計(jì)算滑坡推力。三根據(jù)地形地質(zhì)及施工條件等確定設(shè)樁的位置及范圍。根據(jù)滑坡推力大小、地形及地層性質(zhì)，擬定樁長(zhǎng)、錨固深度、樁截面尺寸及樁間距。樁的計(jì)算寬度，并根據(jù)滑體的地層性質(zhì)，選定地基系數(shù)。矩形樁： Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1圓形樁： Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1) 根據(jù)選定的地基系數(shù)及樁的截面形式、尺寸，計(jì)算樁的變形系數(shù)（或）及其計(jì)算深度（h或h），據(jù)以判斷是按剛性樁還是彈性樁來(lái)

2、設(shè)計(jì)。 樁的截面形狀應(yīng)從經(jīng)濟(jì)合理及施工方便可慮。目前多用矩形樁，邊長(zhǎng)23m，以1.5×2.0m及2.0×3.0m兩種尺寸的截面較為常見(jiàn)。 計(jì)算彈性地基內(nèi)的側(cè)向受荷樁時(shí)，有關(guān)地基系數(shù)目前有兩種不同的假定：認(rèn)為地基系數(shù)是常數(shù)，不隨深度而變化，以“K”表示之，相應(yīng)的計(jì)算方法稱為“K”法，可用于地基為較為完整巖層的情況認(rèn)為地基系數(shù)隨深度按直線比例變化，即在地基深度為y處的水平地基系數(shù)為CH=mH*y或CH=AH+mH*y，豎直方向的地基系數(shù)為CV=mV*y或CV=AV+mV*y，。AH、AV表示某一常量，mH、mV分別表示水平及豎直方向地基系數(shù)的比例系數(shù)。相應(yīng)這一假定的計(jì)算方法稱為

3、“m”法，可用于地基為密實(shí)土層或嚴(yán)重風(fēng)化破碎巖層的情形。2水平及豎向地基系數(shù)的比例系數(shù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定；當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可參可表1確定。較完整巖層的地基系數(shù)K值可參考表2及表3確定。非巖石地基mH和mV值表1序號(hào)土的名稱mH和mV(KN/m4)序號(hào)土的名稱mH和mV(KN/m4)1流塑粘性土（IL1），淤泥300050004半堅(jiān)硬的粘性土、粗砂20000300002軟塑粘性土（1>IL0.5），粉砂5000100005礫砂、角礫土、礫石土、碎石土、卵石土30000800003硬塑粘性土（0.5>IL>0），細(xì)砂、中砂10000200006塊石土、漂石土80000120000注：

4、由于表中mH和mV采用同一值，而當(dāng)平均深度約為10m時(shí)，mH值接近垂直荷載作用下的垂直方向地基系數(shù)CV值，故CV值不得小于10mV。較完整巖層的地基系數(shù)KV值表2序號(hào)飽和極限抗壓強(qiáng)度R(kPa)KV(KN/m3)序號(hào)飽和極限抗壓強(qiáng)度R(kPa)KV(KN/m3)序號(hào)飽和極限抗壓強(qiáng)度R(kPa)KV(KN/m3)11.0×104(1.02.0)×10543.0×1044.0×10576.0×10412.0×10521.5×1042.5×10554.0×1046.0×10587.0×104

5、(15.025.0)×10532.0×1043.0×10565.0×1048.0×10598.0×104(25.028.0)×105注：在R=1020Mpa的半巖質(zhì)巖層或位于構(gòu)造破碎影響帶的巖質(zhì)巖層v，根據(jù)實(shí)際情況可采用kH=A+mHy；一般側(cè)向kH為豎向kv的0.60.8倍，當(dāng)巖層為厚層或塊狀整體時(shí)kH=kv。臨界值規(guī)定如下（剛性樁或彈性樁的判別）：1 k法計(jì)算當(dāng)h21.0時(shí)，抗滑樁屬剛性樁當(dāng)h2<1.0時(shí)，抗滑樁屬?gòu)椥詷镀渲?，為樁的變形系?shù)，以m-1計(jì)，可按下式計(jì)算：=h2樁的錨固段長(zhǎng)度（m）；h2樁的計(jì)算深度（m

6、）；kH側(cè)向地基系數(shù)，不隨深度而變化，（KN/m3）；Bp樁的正面計(jì)算寬度（m）；E樁的彈性模量（kPa）；I樁的截面慣性矩（m4）， 對(duì)于矩形樁，I=ba3/12；對(duì)于圓形樁，I=d4/64。a、b分別為矩形樁的長(zhǎng)度和寬度（m），d為圓形樁的直徑（m）；2 m法計(jì)算當(dāng)h22.5時(shí)，抗滑樁屬剛性樁當(dāng)h2>2.5時(shí)，抗滑樁屬?gòu)椥詷镀渲?，為樁的變形系?shù)，以m-1計(jì)，可按下式計(jì)算：=h2樁的計(jì)算深度（m）；mH水平方向地基系數(shù)隨深度而變形的比例系數(shù)（KN/m4），其余符號(hào)同前。四根據(jù)樁底的邊界條件采用相應(yīng)的公式計(jì)算樁身各截面的變位（位移），內(nèi)力及側(cè)壁應(yīng)力等，并計(jì)算確定最大剪力、彎矩及其部位。1

7、樁側(cè)支承條件 土層及嚴(yán)重風(fēng)化破碎巖層樁身對(duì)地層的側(cè)壓應(yīng)力max（kPa）應(yīng)符合下列條件：max式中：地層巖（土）的容重，（KN/m3）；地層巖（土）的內(nèi)摩擦角，（°）；c地層巖（土）的粘聚力（kPa）；h地面至計(jì)算點(diǎn)的深度，（m）。一般檢算至樁身側(cè)應(yīng)力最大處，若不符合上式要求，則調(diào)整樁的錨固深度或樁的截面尺寸、間距，直至滿足為止。 比較完整的巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層樁身對(duì)圍巖的側(cè)向壓應(yīng)力max（kPa）應(yīng)符合下列條件：maxK1. K2.R0式中，K1折減系數(shù)，根據(jù)巖層產(chǎn)狀的傾角大小，取0.51.0；K2折減系數(shù)，根據(jù)巖層的破碎和軟化程度，取0.30.5；R0巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度，（kPa）

8、。 2樁底支承條件抗滑樁的頂端，一般為自由支承；而底端，由于錨固深度不同，可以分為自由支承、鉸支承和固定支承三種，通常采用前兩種。自由支承如圖（a）所示，當(dāng)錨固段地層為土體、松軟破碎巖時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，在滑坡推力作用下，樁底有明顯的位移和轉(zhuǎn)動(dòng)。這種條件，樁底可按自由支承處理，即令剪力QB=0、彎矩MB=0。鉸支承如圖（b）所示，當(dāng)樁底巖層完整，并較AB段巖層堅(jiān)硬，但樁嵌入此層不深時(shí)，樁底可按鉸支承處理，即令xB=0、MB=0。3 固定支承如圖（c）所示，當(dāng)樁底巖層完整、極堅(jiān)硬，樁嵌入此層較深時(shí)，樁身B處可按固定端處理，即令xB=0、B=0。但抗滑樁出現(xiàn)此種情況是不經(jīng)濟(jì)的，故應(yīng)少采用。1剛性樁的

9、計(jì)算1）單一地層單一地層剛性樁計(jì)算公式如下表單一地層剛性樁計(jì)算公式表水平位移(x)側(cè)向應(yīng)力(y)剪力(Qy)彎矩(My)備注x=(y0-y) yy0時(shí)y=my(y0-y) yy0時(shí)y=(A2+my)(y0-y) yy0時(shí)Qy=H-1/6Bpmy2(3y0-2y)yy0時(shí)Qy=H-1/6Bpmy2(3y0-2y)+1/2A2Bp(y-y0)2yy0時(shí)My=H(h0+y)-1/12Bpmy3(2y0-y)yy0時(shí)My=H(h0+y)-1/12Bpmy3(2y0-y)+1/6A2Bp(y-y0)3當(dāng)A1=0時(shí)，試算法求解和y0，“m”法H=0H-1/6Bpmh22(3y0-2h2)-3A2(h2-y

10、0)2=0M=0H(h0+h2)+1/6BpA2(h2-y0)3-1/12Bpmh3(2h0-h2)=0x=(y0-y) yy0時(shí)y=（A1+my）(y0-y) yy0時(shí)y=（A2+my）(y0-y) yy0時(shí)Qy=H-1/2 BpA1y(2y0-y)-1/6 Bpmy2(3y0-2y)yy0時(shí)Qy=H-1/6Bpmy2(3y0-2y)-1/2 BpA1y2+1/2 Bp A2(y-y0)2yy0時(shí)My=H(h0+y)-1/6BpA1y2(3y0-y)-1/12Bpmy3(2y0-y)My=H(h0+y)-1/6BpA1y2(3y0-y)+1/6BpA2(y-y0)3+1/12Bpmy3(y -2y0)當(dāng)A1A2時(shí)，試算法求解和y0，“m”法H=0H-1/2 BpA1y02+1/2 BpA2(h2-y0)2-1/6Bpmh2(3y0-2h2)=0M=0H(h0+h2)-1/6 BpA1y02(3h2-y0)+1/6 BpA2(h2-y0)3-1/12 Bpmh