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關(guān)于抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算第1頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.1概述抗滑樁工作原理示意圖滑坡推力側(cè)向阻力滑動面抗滑樁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。第2頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.1.1
抗滑樁的類型、特點(diǎn)及適用條件抗滑樁的類型(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。
第3頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四抗滑樁的類型(5)按樁的埋置深度和受力狀態(tài)全埋式樁:樁前、后均受外力作用的樁;懸臂樁:樁前滑動面以上部分巖土對樁不產(chǎn)生作用力。錨固段受荷段第4頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四2.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、臨時工程、或搶險工程鋼樁強(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單、工期短施工振動對邊坡影響全埋式抗滑樁或填方邊坡,同時下臥地層應(yīng)有可打性機(jī)械鉆孔速度快,樁徑可大可小對較陡邊坡機(jī)械架設(shè)困難,鉆孔時水對邊坡也有影響適用于各種地質(zhì)條件人工挖孔方便、簡單、經(jīng)濟(jì)速度慢、勞動強(qiáng)度高,遇不良地層處理困難對地質(zhì)條件要求較高,樁徑應(yīng)在1000mm以上按結(jié)構(gòu)型式分類單樁簡單、受力和作用明確。承載力較小排架樁轉(zhuǎn)動慣量大,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,對邊坡的變形有要求第5頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.1.2抗滑樁設(shè)計(jì)要求和設(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滑坡具有足夠的穩(wěn)定性,同時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,造價較經(jīng)濟(jì)。第6頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四2.抗滑樁的設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)進(jìn)行樁群平面布置;(2)擬定樁間距、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)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。第7頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.1.3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、變形曲線是對鋼筋混凝土樁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)繪制施工圖,提出施工技術(shù)要求等否第8頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§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三部分:作用于樁上部的滑坡推力和樁前土抗力,錨固段樁周地層對樁的反力。§5.2.1滑坡推力的確定滑坡推力坡體產(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)際工程中一般采用傳遞系數(shù)法。第9頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四設(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)工況下的推力曲線;
根據(jù)試驗(yàn)、調(diào)查資料,擬定各條塊滑動面的φ、c值,按傳遞系數(shù)法依次計(jì)算各條塊的剩余下滑力,并要求滑坡前緣出口的剩余下滑力等于或趨近于0,如果不為0.則調(diào)整φ、c值,重復(fù)計(jì)算,直至等于或趨于0為止,得到圖中①曲線。①②第10頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四(2)選定一安全系數(shù)K,將極限狀態(tài)時的抗剪指標(biāo)(tanφ、c)值除以K,再重新計(jì)算各條塊的剩余下滑力,得到②曲線。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。該差值在水平方向的分量即為設(shè)計(jì)滑坡推力值。最后,根據(jù)選定的樁位、樁間距,計(jì)算作用在每根樁上的滑坡推力。①②第11頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四3.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)、變形情況及地基反力系數(shù)等因素有關(guān)。(1)對于液性指數(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。
一般來說,滑體的變形是均勻往下蠕動,當(dāng)滑體是一種粘聚力較大的底層(如粘土、土夾石等),其推力分布可近似按矩形考慮。(2)對于液性指數(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。
當(dāng)滑坡為堆積層、破碎巖層時,下滑力按三角形分布。(3)介于上述兩者之間的情況可假定樁背推力分布呈梯形。第12頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§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巖(土)體時,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,按彈性抗力計(jì)算,處于塑性階段時,情況比較復(fù)雜,但地基反力應(yīng)不超過錨固段地基土的側(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)壓力與樁在該位置處產(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)生單位壓縮變形時所需施加于其單位面積上的力。
第13頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四地基系數(shù)形狀①K法n=0時,C=K地基系數(shù)不隨深度而變化;適用于較完整的硬質(zhì)巖層、未擾動的硬粘土和性質(zhì)相近的半巖質(zhì)地層。②
m法n=1,y0=0,C=my,地基系數(shù)隨深度呈直線變化;適用于一般硬塑至半堅(jiān)硬的砂粘土、碎石類土或風(fēng)化破碎呈土狀的軟質(zhì)頁巖以及密度隨深度增加的地層。③
C法地基反力系數(shù)沿深度按凸拋物線增大。適用于超固結(jié)土
C=m(y+y0)n(2)地基反力系數(shù)的三種假設(shè)方法:第14頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四
(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,有(4.1)地基土為3層時,有(4.2)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。第15頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四1、樁前土抗力
設(shè)置抗滑樁后,在滑坡推力作用下抗滑樁產(chǎn)生變形的同時會擠壓樁前的巖土體,樁前巖土體必然會給樁一個抗力。
試驗(yàn)表明,樁前滑體的體積越大,強(qiáng)度參數(shù)越高,滑動面越平緩,樁前滑體抗力越大。2、樁前土抗力的計(jì)算
min{剩余下滑力,被動土壓力}§5.2.3樁前土抗力的確定第16頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.3抗滑樁的計(jì)算方法§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發(fā)生改變,即樁軸線和樁周土同時發(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,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。工程中把這個臨界值作為判斷是剛性樁或彈性樁的標(biāo)準(zhǔn)。第17頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四
臨界值的規(guī)定如下:(1)按K法計(jì)算時,抗滑樁屬剛性樁;時,抗滑樁屬彈性樁。(2)按m法計(jì)算時,抗滑樁屬剛性樁;時,抗滑樁屬彈性樁。式中,β、α均定義為樁的變形系數(shù),單位為,分別按下式計(jì)算: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,。第18頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.3.2彈性樁的計(jì)算錨固段a)b)彈性樁計(jì)算圖式滑面
抗滑樁滑面以上部分所受荷載對滑面以下樁段的作用可進(jìn)行簡化(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),建立撓動微分方程(見P183),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內(nèi)力。第19頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四1.m法
樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為(4.7)(4.8)采用冪級數(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。第20頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四
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面出的位移和轉(zhuǎn)角,才可求出樁身任一截面處的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力,地基土對該截面的側(cè)向應(yīng)力。①當(dāng)樁底為固定端時,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:②當(dāng)樁底為鉸接端時,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:第21頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四③當(dāng)樁底為自由端時,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:
將上述各種邊界條件下相應(yīng)的y0、φ0帶入(4.8),即可求得滑動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:由式(4.3),有上式可寫為:第22頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四求解常系數(shù)微分方程,整理代換后有:其中(4.14)第23頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四①當(dāng)樁底為固定端時,有,.代入式(4.14)中的第1式和第2式,聯(lián)立求解得:③當(dāng)樁底為自由端時,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:②當(dāng)樁底為鉸接端時,有,。將邊界條件代入(4.14)中的第1式和第3式,聯(lián)立求解得:第24頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.3.3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。單一土層樁的受力分析第25頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四樁身剪力:樁身彎矩:當(dāng)時樁身變位:樁側(cè)應(yīng)力:樁身剪力:樁身彎矩:當(dāng)時樁身變位:樁側(cè)應(yīng)力:第26頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四根據(jù)靜力平衡條件H=0和M=0可解得:令則有(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。第27頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.4抗滑樁的設(shè)計(jì)§5.4.1抗滑樁的布設(shè)
1.抗滑樁的平面布置抗滑樁的平面布置是指樁的平面布置和剖面布置。一般應(yīng)根據(jù)邊坡的地層性質(zhì)、推力大小、滑動面坡度、滑動面以上的厚度、施工條件、樁型和樁截面的大小及可能的錨固深度及錨固段的地質(zhì)條件等因素綜合考慮決定:(1)對地質(zhì)條件簡單的中小型滑坡,一般在滑體前緣布設(shè)一排抗滑樁,樁排方向應(yīng)與滑體垂直或接近垂直。(2)對于軸向很長的多級滑坡或推力很大的滑坡,可考慮將抗滑樁布置成兩排或多排,進(jìn)行分級處治,也可考慮在抗滑帶集中布置2~3排、平面上呈品字形或梅花形的抗滑樁或抗滑排樁。(3)對滑坡推力特別大的滑坡,可考慮采用抗滑排架或群樁承臺。(4)對于軸向很長的具有復(fù)合滑動面的滑體,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。第28頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四
2.抗滑樁的間距
抗滑樁的間距受滑坡推力大小、樁型及斷面尺寸、樁的長度和錨固深度、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。當(dāng)抗滑樁集中布置成2-3排排樁或排架時,排間距可采用截面寬度的2-3倍。
實(shí)際工程中一般采用的樁間距為6-10m。3.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、樁的相對剛度以及樁前滑面以上滑體對樁的反力等因素有關(guān)。原則上由樁的錨固段傳遞到滑動面以下地層的側(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。第29頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四
(1)當(dāng)錨固段地層為土層或嚴(yán)重風(fēng)化的破碎巖層時,樁身對地層的側(cè)壓力應(yīng)符合下列條件:(4.36)式中:——樁身對地層的側(cè)壓應(yīng)力,KPa;——地層巖(土)的重度,KN/m;——地層巖(土)的內(nèi)摩擦角,o;c——地層巖(土)的粘聚力,KPa;——地面至計(jì)算點(diǎn)的深度,m。
3
(2)當(dāng)錨固段地層為比較完整的巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層時,樁身對圍巖的側(cè)壓力應(yīng)符合下列條件:(4.37)式中:——折減系數(shù),根據(jù)巖層產(chǎn)狀的傾角大小,取0.5-1.0;——折減系數(shù),根據(jù)巖層的破碎和軟化程度,取0.3-0.5;——圍巖巖石單軸極限抗壓強(qiáng)度,kPa。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對于土層或軟質(zhì)巖層,錨固深度可取1/3-1/2樁長,對于完整、較堅(jiān)硬的巖層可取1/4樁長。第30頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.4.2樁型選擇
抗滑樁樁型的選擇應(yīng)根據(jù)滑坡性質(zhì)、滑坡處的地質(zhì)條件、滑坡推力大小、工程造價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Φ600~Φ2000,最大可達(dá)Φ4500。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b×h一般為1000×1500、1200×1800、1500×2000、2000×3000等。
2.鋼管樁鋼管樁一般為打入式樁,其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、抗彎能力大、施工快、可快速形成樁排或樁群。鋼管樁樁徑一般為D400~
D900,常用的是D600。其適用于有沉樁施工條件和有材料可資利用的地方,或工期短、需要快速處治的滑坡工程。第31頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.4.3樁的內(nèi)力和變位計(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,稱為計(jì)算寬度。根據(jù)試驗(yàn)資料,對于正面邊長b大于或等于1m的矩形樁或樁徑d大于或等于1m的圓形樁,其計(jì)算寬度為:矩形樁:圓形樁:第32頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四2.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,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。第33頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四5.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),以及樁身對地層巖土體的側(cè)向應(yīng)力分布圖(sx)。算時,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,一般在錨固深度中選取幾個代表性斷面,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。第34頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四約束條件物理量固定鉸支自由剪力Q彎矩M第35頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§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①混凝土強(qiáng)度:一般采用C20,不低于C15,水下灌注不低于C20;②主筋保護(hù)層厚度:一般不小于35mm,水下灌注不小于50mm;③配筋率一般不低于0.65%~0.20%(小樁徑取高值,大樁徑取低值);④箍筋率不低于Φ6@200,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;⑤鋼筋的接長等應(yīng)符合鋼筋混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。第36頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四1.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),配筋時按單筋矩形梁考慮。抗滑樁截面形狀通常為矩形,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;a1—系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時,取1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時,取0.94,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;第37頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四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。
第38頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四1.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:
式中:V
—構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值;
b1—混凝土強(qiáng)度影響系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級不超過C50時,取1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級為C80時,取0.94,其余的采用線性內(nèi)插。當(dāng)滿足僅需按構(gòu)造配置箍筋。第39頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四4.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,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。第40頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.5抗滑樁的施工§5.5.1施工一般程序收集技術(shù)資料,閱讀設(shè)計(jì)文件現(xiàn)場勘察編寫施工組織設(shè)計(jì)現(xiàn)場測量放線,機(jī)械進(jìn)場鉆機(jī)安裝(或孔口圍護(hù),簡易絞車安設(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)竣工驗(yàn)收第41頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.5.2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。序號成孔方法適用范圍對環(huán)境的影響孔徑(mm)孔深(m)土層1人工推鉆或機(jī)械推鉆600~160030~40粘性土,砂類土,含少量砂礫(粒徑小于10cm,含量低于30%)的土振動小,不需泥漿2人工挖孔800~4000≤25各種土石無噪聲,不需泥漿3潛水鉆成孔450~4500≤80淤泥腐質(zhì)土,粉沙,砂類土振動小,需泥漿4正循環(huán)成孔400~2500≤50粘性粉沙,細(xì)、中、粗砂,含少量卵石、礫石的土,軟巖振動小,需泥漿5反循環(huán)成孔400~4000≤90粘性土,砂類土,含少量卵石、礫石的土,軟巖振動小,需泥漿6鉆斗鉆成孔800~1500≤40淤泥質(zhì)土,粘性土,粉土有振動,不需泥漿7沖抓錐成孔1000~200020~30淤泥,密實(shí)粘土,砂類土,砂礫、卵石振動大,不需泥漿8沖擊實(shí)心錐成孔800~2000≤50粘性土,砂類土,礫、卵、漂石,軟巖有振動,需泥漿各種設(shè)樁工藝適用范圍第42頁,共48頁,2022年,5月20日,21點(diǎn)53分,星期四§5.5.3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
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