地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件

抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié)概述

第二節(jié)抗滑樁設(shè)計(jì)的基本假定第三節(jié)抗滑樁的要素設(shè)計(jì)第四節(jié)剛性樁的計(jì)算第五節(jié)彈性樁的計(jì)算第六節(jié)抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第七節(jié)工程實(shí)例抗滑樁設(shè)計(jì)與計(jì)算第一節(jié)概述1第一節(jié)概述抗滑樁(non-skidpile;slide-resistantpile)又稱錨固樁,是一種大截面?zhèn)认蚴芎蓸丁?guó)外上世紀(jì)30年代開始應(yīng)用。我國(guó)1954年首次用于整治寶成線史家壩滑坡工點(diǎn)獲得成功。近幾十年來已在鐵路、公路、水電和煤礦等部門廣泛采用，它是一種抗滑支擋結(jié)構(gòu)?？够瑯妒菢堵袢敕€(wěn)定滑床中，依靠樁與樁周巖（土）體的相互嵌制作用把滑坡推力傳遞到穩(wěn)定地層，利用穩(wěn)定地層的錨固作用和被動(dòng)抗力，使滑坡得到穩(wěn)定。樁可改善滑坡狀態(tài)，促使滑坡向穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。第一節(jié)概述2地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件3它設(shè)于滑坡的適當(dāng)部位，一般完全埋置于地下(有時(shí)也露出地面)，樁的下段須埋置在滑動(dòng)面以下穩(wěn)定地層的一定深度。樁板墻（圓樁）樁板墻（方樁）它設(shè)于滑坡的適當(dāng)部位，一般完全埋置于地下(有時(shí)也露出地面)，4

●抗滑樁的分類施工方式打入樁鉆孔樁挖孔樁材料木樁鋼樁鋼筋混凝土樁截面形態(tài)圓形樁管形樁矩形樁剛度剛性樁彈性樁結(jié)構(gòu)形式排式單樁承臺(tái)式樁排架樁……●抗滑樁的分類施工方式打入樁鉆孔樁挖孔樁材料5(1)圓樁(2)方樁(3)擋土墻排式單樁品字形排樁(1)圓樁(2)方樁(3)擋土墻排式單樁品字6地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件7承臺(tái)式樁承臺(tái)式樁承臺(tái)式樁承臺(tái)式樁8地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件9地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件10地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件11●抗滑樁的優(yōu)點(diǎn)抗滑能力強(qiáng)，圬工數(shù)量小，在滑坡推力大、滑動(dòng)帶深的情況下，能夠克服抗滑擋土墻難以克服的困難。(當(dāng)單排樁所承受的滑坡推力超過200噸,樁長(zhǎng)超過35m時(shí)需作可行性論證)。樁位靈活，可以設(shè)在滑坡體中最有利于抗滑的部位，可以單獨(dú)使用，也可與其他構(gòu)筑物配合使用?？梢匝貥堕L(zhǎng)根據(jù)彎矩大小合理地布置鋼筋(優(yōu)于管形狀、打入樁)。●抗滑樁的優(yōu)點(diǎn)抗滑能力強(qiáng)，圬工數(shù)量小，在滑坡推力大、滑動(dòng)帶深12(4)施工方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。采用混凝土或少筋混凝土護(hù)壁，安全、可靠。(5)間隔開挖樁孔，不易惡化滑坡狀態(tài)，有利于搶修工程。(6)通過開挖樁孔，可直接揭露校核地質(zhì)情況，修正原設(shè)計(jì)方案。(7)施工影響范圍小，對(duì)外界干擾小。(4)施工方便，設(shè)備簡(jiǎn)單。采用混凝土或少筋混凝土護(hù)壁，安全13第二節(jié)抗滑樁設(shè)計(jì)的基本假定

（一）作用于抗滑樁上的力系作用于抗滑樁的外力包括：滑坡推力、受荷段地層（滑體）抗力、錨固段地層抗力、樁側(cè)摩阻力和粘著力以及樁底應(yīng)力等。這些力均為分布力。1．滑坡推力作用于滑面以上部分的樁背上，可假定與滑面平行。由于還沒有完全弄清樁間土拱對(duì)滑坡推力的影響，通常是假定每根樁所承受的滑坡推力等于樁距（中至中）范圍之內(nèi)的滑坡推力。

第二節(jié)抗滑樁設(shè)計(jì)的基本假定（一）作用于抗滑樁上的力系14推力在樁上的分布可根據(jù)滑體性質(zhì)來確定。當(dāng)滑體為粘聚力較大的粘土、土夾石、較完整的巖層時(shí)，滑體系均勻向下蠕動(dòng)，或整體向下移動(dòng)，故推力可按矩形分布考慮；當(dāng)滑體為松散體或堆積層時(shí)，可按三角形分布考慮；當(dāng)滑體不屬于上述情況，而介于兩者之間時(shí)，可按拋物線形式簡(jiǎn)化為梯形分布考慮。推力在樁上的分布，實(shí)際上還和樁的變形性質(zhì)、樁前滑體產(chǎn)生抗力的性質(zhì)、滑動(dòng)面性質(zhì)與滑面傾角大小以及滑動(dòng)的速度等因素有關(guān)，是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，所以，精確的計(jì)算方法還須做進(jìn)一步的研究。推力在樁上的分布可根據(jù)滑體性質(zhì)來確定。當(dāng)滑體為粘聚力較大的粘15SSS一般情況下，所算得的滑坡推力F為單位寬度滑體的推力，作用在樁(單排樁)上的推力應(yīng)為FS。SSS一般情況下，所算得的滑坡推力F為單位寬度滑體的推力，作162．根據(jù)設(shè)樁的位置及樁前滑坡體的穩(wěn)定情況，抗滑樁可分為懸臂式和全埋式兩種。受力情況如圖所示。當(dāng)樁前滑坡體不能保持穩(wěn)定可能滑走的情況下，抗滑樁應(yīng)按懸臂式樁考慮；而當(dāng)樁前滑坡體能保持穩(wěn)定，抗滑樁將按全埋式樁考慮。

不能提供抗力可提供抗力2．根據(jù)設(shè)樁的位置及樁前滑坡體的穩(wěn)定情況173．巖（土）抗力：埋于滑床中的樁將滑坡推力傳遞給樁周的巖（土）體，樁的錨固段前、后巖（土）受力后發(fā)生變形，從而產(chǎn)生由此引起的巖（土）抗力作用。

4．樁周摩阻力：抗滑樁截面大，樁周面積大，樁與地層間的摩阻力、粘著力必然也大，由此產(chǎn)生的平衡彎矩對(duì)樁顯然有利。但其計(jì)算復(fù)雜，一般不予考慮。

5.基底應(yīng)力：抗滑樁的基底應(yīng)力，主要是由自重引起的。而樁側(cè)摩阻力、粘著力又抵消了大部分自重。實(shí)測(cè)資料表明，樁底應(yīng)力一般相當(dāng)小，為簡(jiǎn)化計(jì)算，樁底應(yīng)力可忽略不計(jì)。計(jì)算略偏安全，而對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)影響不大。

3．巖（土）抗力：埋于滑床中的樁將滑坡推力18（二）抗滑樁的計(jì)算寬度

抗滑樁受滑坡推力的作用產(chǎn)生位移，則樁側(cè)巖（土）對(duì)樁產(chǎn)生抗力。當(dāng)巖（土）變形處于彈性變形階段時(shí)，樁受到巖（土）的彈性抗力作用。巖（土）對(duì)樁的彈性抗力及其分布與樁的作用范圍有關(guān)。試驗(yàn)研究表明，樁在水平荷載作用下，不僅樁身寬度內(nèi)樁側(cè)土受擠壓，而且在樁身寬度以外的一定范圍內(nèi)的土體也受影響（空間受力），同時(shí)對(duì)不同截面形狀的樁，土體的影響范圍也不相同。

為了將空間的受力簡(jiǎn)化為平面受力，并考慮樁截面形狀的影響，將樁的設(shè)計(jì)寬度（或直徑）換算成相當(dāng)于實(shí)際工作條件下的矩形樁寬BP，此BP稱為樁的計(jì)算寬度。

（二）抗滑樁的計(jì)算寬度191．試驗(yàn)表明，對(duì)不同尺寸的圓形樁和矩形樁施加水平荷載時(shí)，直徑為d的圓形樁與正面邊長(zhǎng)為0.9d的矩形樁，在其兩側(cè)土體開始被擠出的極限狀態(tài)下，其臨界水平荷載值相等。所以，矩形樁的形狀換算系數(shù)為Kf=1，而圓形樁的形狀換算系數(shù)為Kf=0.9。

2．同時(shí)，由于將空間受力狀態(tài)簡(jiǎn)化成為平面受力狀態(tài)，在決定樁的計(jì)算寬度時(shí)，應(yīng)將實(shí)際寬度乘以受力換算系數(shù)KB。由試驗(yàn)資料可知，對(duì)于正面邊長(zhǎng)b大于或等于1m的矩形樁受力換算系數(shù)為1+1/b，對(duì)于直徑d大于或等于1m的圓形樁受力換算系數(shù)為1+1/d。故樁的計(jì)算寬度應(yīng)為：矩形樁：

圓形樁：

1．試驗(yàn)表明，對(duì)不同尺寸的圓形樁和矩形樁施加水平荷載時(shí)，直徑20KfKBKfKB附注：只有在計(jì)算樁側(cè)彈性抗力時(shí)，采用樁的正面計(jì)算寬度。計(jì)算樁底反力時(shí)，仍用樁的實(shí)際寬度。BpdbBpKfKBKfKB附注：只有在計(jì)算樁側(cè)彈性抗力時(shí)，采用樁的正面213．樁的截面形狀應(yīng)從經(jīng)濟(jì)合理及施工方便考慮。目前多用矩形樁，邊長(zhǎng)2~3m，以1.5m

2.0m及2.0m

3.0m兩種尺寸的截面為常見，更大截面的樁型需論證其可行性。

（三）樁側(cè)巖（土）的彈性抗力系數(shù)

樁側(cè)巖（土）的彈性抗力系數(shù)簡(jiǎn)稱地基系數(shù)，是地基承受的側(cè)壓力與樁在該處產(chǎn)生的側(cè)向位移的比值。換句話說，地基系數(shù)是在彈性變形限度以內(nèi)，單位面積的土產(chǎn)生單位壓縮變形時(shí)所需要的側(cè)向壓力。

1．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：3．樁的截面形狀應(yīng)從經(jīng)濟(jì)合理及施工方便考慮。目前多用矩形樁，22（1）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，可用于地基為較完整巖層的情形、未擾動(dòng)的硬粘土或半巖質(zhì)地層。（2）認(rèn)為地基系數(shù)隨深度按直線比例變化，即在地基內(nèi)深度為y處的水平地基系數(shù)為CH=mH·y或CH=AH+mHy，豎直方向的地基系數(shù)為Cv=mv·y或Cv=Av+mvy。AH、Av表示某一常量，mH、mv分別表示水平及豎向地基系數(shù)的比例系數(shù)。相應(yīng)這一假定的計(jì)算方法稱為“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。

（1）認(rèn)為地基系數(shù)是常數(shù)，不隨深度而變化，以“K”表23非巖石地基mH和mV值序號(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(IL≥1)，淤泥3000~50004半堅(jiān)硬的粘性土20000~300002軟塑粘性土(1>IL≥0.5)，粉砂5000~100005礫砂、角礫砂、礫石土、碎石土、卵石土30000~800003硬塑粘性土(0.5>IL>0),細(xì)砂、中砂10000~200006塊石土、漂石土80000~1200002．水平及豎向地基系數(shù)的比例系數(shù)應(yīng)通過試驗(yàn)確定；當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，可參照下表確定。非巖石地基mH和mV值序號(hào)土的名稱mH和mV(kN/m4)序24較完整巖層的地基系數(shù)KV值

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(1.0~2.0)×10543.0×1044.0×10576.0×10412.0×10521.5×1042.5×10554.0×1046.0×10588.0×104(15.0~25.0)×10532.0×1043.0×10565.0×1048.0×10598.0×104(25.0~28.0)×105較完整巖層的地基系數(shù)KV值序號(hào)飽和極限抗壓強(qiáng)度25（四）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。所謂變形是指樁的相對(duì)位置發(fā)生了改變。根據(jù)樁和樁周巖（土）的性質(zhì)和樁的幾何性質(zhì)，其變形可有兩種情況。一種是樁的位置雖發(fā)生了偏離，但是樁軸仍保持原有的線型；它之所以變形是由于樁周的巖（土）變形所致。另一種是樁的位置和樁軸線型同時(shí)發(fā)生改變，即樁軸和樁周巖（土）同時(shí)發(fā)生變形。產(chǎn)生前一種變形特征的樁，由于樁在變形過程中保持著原來的形狀，尤如剛體一樣，僅產(chǎn)生了轉(zhuǎn)動(dòng)，因此，可稱它為剛性樁；而后者稱為彈性樁。

（四）剛性樁與彈性樁的區(qū)分抗滑樁受到滑坡推力后，將26試驗(yàn)研究表明，當(dāng)側(cè)向受荷樁埋入穩(wěn)定地層內(nèi)的計(jì)算深度（樁的埋置深度與樁的變形系數(shù)的乘積）為某一臨界值時(shí)，可視樁的剛度為無窮大；在側(cè)向荷載作用下，樁的極限承載力僅取決于樁周巖（土）的彈性抗力大?。挥?jì)算深度為此臨界值時(shí)，不管按剛性樁或按彈性樁計(jì)算，其水平承載力及傳遞到地層的壓力圖形均比較接近。因此，目前將這個(gè)臨界值作為判別剛性樁或彈性樁的標(biāo)準(zhǔn)。

臨界值規(guī)定如下：

1．按K法計(jì)算 當(dāng)≤1.0時(shí)，抗滑樁屬剛性樁 當(dāng)>1.0時(shí)，抗滑樁屬?gòu)椥詷对囼?yàn)研究表明，當(dāng)側(cè)向受荷樁埋入穩(wěn)定地27 其中：

為樁的變形系數(shù)，以m-1計(jì)，可按下式計(jì)算：式中： KH——側(cè)向地基系數(shù)，不隨深度而變，（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）。 其中：為樁的變形系數(shù)，以m-1計(jì)，可按下式計(jì)算：式中： 282．按m法計(jì)算 當(dāng)

h2≤2.5時(shí)，抗滑樁屬剛性樁 當(dāng)

h2>2.5時(shí)，抗滑樁屬?gòu)椥詷?/p>

其中：

為樁的變形系數(shù)，以m-1計(jì)，可按下式計(jì)算：

式中：——水平方向地基系數(shù)隨深度而變化的比例系數(shù)（kN/m4）。

2．按m法計(jì)算式中：——水平方向地基系數(shù)隨深度而變化的比29第三節(jié)抗滑樁的要素設(shè)計(jì)

當(dāng)采用抗滑樁整治滑坡時(shí)，首先需要解決樁的平面布置與樁的埋入深度問題。這是抗滑樁設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，它的合理與否，直接關(guān)系到抗滑樁效用的成敗?，F(xiàn)將國(guó)內(nèi)以往的做法和考慮的原則分述如下：

（一）樁的平面位置及其間距抗滑樁的平面位置和間距，一般應(yīng)根據(jù)滑坡的地層性質(zhì)、推力大小、滑動(dòng)面坡度、滑坡厚度、施工條件、樁截面大小以及錨固深度等因素綜合考慮決定。

第三節(jié)抗滑樁的要素設(shè)計(jì)當(dāng)采用抗滑樁整治滑坡時(shí)，301．滑體的上部，滑動(dòng)面陡，拉張裂縫多，不宜設(shè)樁；中部滑動(dòng)面往往較深且下滑力大，亦不宜設(shè)樁；下部滑動(dòng)面較緩，下滑力較小或系抗滑地段，經(jīng)常是較好的設(shè)樁位置。實(shí)際布置時(shí)，還要考慮施工場(chǎng)地，施工荷載影響等因素。

2．抗滑樁的間距受許多因素的影響，目前尚無較成熟的計(jì)算方法。合適的樁距應(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從樁間擠出。也就是說，可按樁間土體與兩側(cè)被樁所阻止的土體的摩擦力大于樁所承受的滑坡推力來估算。規(guī)范規(guī)定抗滑樁樁間距宜為6~10m，一般取4~8m。1．滑體的上部，滑動(dòng)面陡，拉張裂縫多，不宜設(shè)樁；中部滑動(dòng)面往31

綜上兩條基本原則：抗滑樁一般設(shè)置在滑坡前緣抗滑地段。通常布置成一排，其走向與滑體的滑動(dòng)方向相垂直成直線形或曲線形。樁與樁的間距決定于滑坡的推力大小、滑體土的密實(shí)度和強(qiáng)度、樁的截面大小、樁的長(zhǎng)度和錨固深度，以及施工條件等因素。初步設(shè)置可按在能形成土拱的條件下，兩樁間土體與兩側(cè)被樁所阻的土體的摩阻力不小于樁所承受的滑坡推力來估計(jì)。通常在滑坡主軸附近間距小，兩側(cè)間距稍大。樁一般應(yīng)在同一軸線上，如地形轉(zhuǎn)折限制，可考慮分段設(shè)樁，但每段范圍內(nèi)樁軸心應(yīng)在同一軸線上。綜上兩條基本原則：抗滑樁一般設(shè)置在滑坡前緣抗滑地段。通32對(duì)于較潮濕的滑體和較小截面的樁，也可布置成2～3排，按品字形或梅花形交錯(cuò)布置。多排樁中每樁所受的滑坡推力，可從滑體的密實(shí)程度和潮濕程度以及施工便利方面來考慮選定。一般上下排的間距可用樁截面寬度的2～3倍。

對(duì)于較潮濕的滑體和較小截面的樁，33●設(shè)樁位置選擇目前，我國(guó)抗滑樁的施工多采用人力半機(jī)械化施工。因此，一般不宜使用特別長(zhǎng)（深）的抗滑樁。對(duì)地質(zhì)條件簡(jiǎn)單、滑動(dòng)面不深的中、小型滑坡，可在滑坡前緣設(shè)置一排抗滑樁。對(duì)于軸向很長(zhǎng)的多級(jí)滑坡或推力很大的滑坡，宜設(shè)二排、三排抗滑樁，分級(jí)設(shè)置，也可采用上部設(shè)抗滑樁，下部設(shè)擋土墻方案整治滑坡。

●設(shè)樁位置選擇34（二）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、樁的截面大小、樁間距以及樁前滑面以上滑體對(duì)樁的反力等有關(guān)。確定標(biāo)準(zhǔn)：原則上由樁的錨固深度傳遞到滑面以下地層的側(cè)向壓應(yīng)力不得大于該地層的容許側(cè)向抗壓強(qiáng)度，樁基底的最大壓應(yīng)力不得大于地基的容許承載力來決定。

錨固深度不足，易引起樁效用的失?。坏^固過深則將導(dǎo)致工程量的增加和施工的困難。有時(shí)可適當(dāng)縮小樁的間距以減小每根樁所承受的滑坡推力，有時(shí)可調(diào)整樁的截面以增大樁的相對(duì)剛度，從而達(dá)到減小錨固深度的目的。

常用的錨固深度，對(duì)于土層或軟質(zhì)巖層約為1/3~2/5樁長(zhǎng)，對(duì)于完整、較堅(jiān)硬的巖層可采用1/4樁長(zhǎng)。三峽規(guī)范的建議值為1/3~2/5。（二）樁的錨固深度樁埋入滑面以下穩(wěn)定地35式中：——地層巖（土）的重度，（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）。

1．樁側(cè)支承條件

1）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（kPa）應(yīng)符合下列條件：

一般檢算樁身側(cè)壓應(yīng)力最大處，若不符合上式的要求，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。

式中：——地層巖（土）的重度，（kN/m3）；1．樁側(cè)36

2）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)力應(yīng)符合下列條件：

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、風(fēng)化和軟化程度，取0.3~0.45；R0——巖石單軸抗壓極限強(qiáng)度（kPa）。

計(jì)算結(jié)果若不符合上式，則調(diào)整樁的錨固深度或截面尺寸、間距，直至滿足為止。

2）比較完整的巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層式中：——折減372．樁底的支承條件

抗滑樁的頂端，一般為自由支承；而底端，由于錨固程度不同，可以分為自由支承、鉸支承、固定支承三種，通常采用前兩種。2．樁底的支承條件38（1）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QB=0、MB=0。（2）鉸支承 如圖b所示，當(dāng)樁底巖層完整，并較AB段地層堅(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點(diǎn)處可按固定端處理，即令xB=0、

B=0。但抗滑樁出現(xiàn)此種支承情況是不經(jīng)濟(jì)的，故應(yīng)少采用。（1）自由支承393．抗滑樁設(shè)計(jì)的基本步驟

(1)在選定設(shè)樁的位置后，根據(jù)滑坡推力、地基地層性質(zhì)、樁用材料等資料擬定樁的間距截面形狀與尺寸和埋置深度。(2)計(jì)算樁的變形系數(shù)及換算深度，來判斷按剛性樁或彈性樁來計(jì)算。(3)根據(jù)樁前滑體有無剩余抗滑力及地形地質(zhì)情況確定滑面處的彎矩()、剪力()和地基系數(shù)值。3．抗滑樁設(shè)計(jì)的基本步驟40(4)根據(jù)樁底的邊界條件采用相應(yīng)的計(jì)算公式求算滑面處的水平位移(displacement)和轉(zhuǎn)角(turning)及其下若干點(diǎn)(剛性樁一般每深1m取一點(diǎn)，彈性樁一般每深0.2m取一點(diǎn))處的地層側(cè)向彈性應(yīng)力(elasticresistance)、截面剪力(shear)和彎矩(moment)等，同時(shí)求出最大剪力及其位置，最大彎矩及其位置。(5)校核地基強(qiáng)度。若樁身作用于地基地層的彈性應(yīng)力超過其容許值或小于其容許值過多時(shí)，則需調(diào)整樁的埋深，或樁的截面尺寸，或樁的間距后重新計(jì)算，直至合理地滿足要求為止。(6)根據(jù)計(jì)算的最后結(jié)果，繪制作用于樁身的彎矩圖和剪力圖。對(duì)于鋼筋混凝土樁，據(jù)以進(jìn)行樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。(4)根據(jù)樁底的邊界條件采用相應(yīng)的計(jì)算公式求算滑面處的水平位41抗滑樁的計(jì)算目前抗滑樁的計(jì)算方法常見的有懸臂樁法、地基系數(shù)法、矩陣分析法、數(shù)值計(jì)算法等。現(xiàn)有的計(jì)算方法通常將地基視為彈性介質(zhì)，應(yīng)用彈性地基梁理論，以捷克學(xué)者Winkler提出的“彈性地基”假說作為計(jì)算的理論基礎(chǔ)。抗滑樁的計(jì)算目前抗滑樁的計(jì)算方法常見的42

懸臂樁法，即將滑動(dòng)面以上的樁身所承受的滑坡推力和樁前滑體所產(chǎn)生的剩余抗滑力或被動(dòng)土壓力視為已知外力，并假定兩力分布規(guī)律相同，將此兩力作用在滑動(dòng)面以上樁身的設(shè)計(jì)荷載。然后根據(jù)滑動(dòng)面以下巖土的地基系數(shù)計(jì)算錨固段的樁側(cè)向壓應(yīng)力以及樁身各截面的變位、內(nèi)力。樁的計(jì)算模式相當(dāng)于錨固于滑動(dòng)面以下的懸臂結(jié)構(gòu)，故稱為懸臂樁法。該法出現(xiàn)較早，計(jì)算簡(jiǎn)單，在實(shí)際中應(yīng)用較為廣泛。懸臂樁法，即將滑動(dòng)面以上的樁身所承受的43

地基系數(shù)法，即將滑動(dòng)面以上樁身所承受的滑坡推力視為已知外力，然后根據(jù)滑動(dòng)面上下巖土的地基系數(shù)，把整根樁當(dāng)作彈性地基上的梁來計(jì)算，因而對(duì)滑動(dòng)面的存在及影響沒有考慮。這種算法，只有當(dāng)求出的樁前土體彈性抗力小于等于樁前土體實(shí)際具有的剩余抗滑力時(shí)才可以，否則極不合理。應(yīng)改用換算地基系數(shù)重新計(jì)算，直至樁前土體彈性抗力等于或近似等于樁前土體實(shí)際剩余抗滑力為止。地基系數(shù)法，即將滑動(dòng)面以上樁身所承受的44第四節(jié)剛性樁的計(jì)算剛性樁的計(jì)算方法較多，目前常用的方法是：滑面以上抗滑樁受荷段上所有的力均當(dāng)做外荷載看待，樁前的滑體抗力按其大小從外荷載中予以折減，將滑坡推力和樁前滑面以上的抗力折算成在滑面上作用的彎矩和剪力并作為外荷載。而抗滑樁的錨固段，則把樁周巖土視為彈性體計(jì)算側(cè)向應(yīng)力和土的抗力，從而計(jì)算樁的內(nèi)力。以下僅介紹懸臂樁法。第四節(jié)剛性樁的計(jì)算剛性樁的計(jì)算方45地面地面滑面滑面MQ剛性樁法受荷段錨固段m1m2地面地面滑面滑面MQ剛性樁法受荷段錨固段m1m246（一）單一地層現(xiàn)以樁身置于均質(zhì)巖土層中，滑面以上為同一m值，樁底自由，滑面處的彈性抗力系數(shù)A1及A2，且各為某一數(shù)值的情況為例，說明剛性樁的計(jì)算方法，如圖所示。其中H為滑坡推力與剩余抗滑力之差；h0為H作用點(diǎn)距滑面的垂直距離。（一）單一地層47（1）當(dāng)0≤y≤y0時(shí)變位:樁側(cè)應(yīng)力:剪力:

彎矩:（1）當(dāng)0≤y≤y0時(shí)48（2）當(dāng)y0≤y≤h2時(shí) 變位 樁側(cè)應(yīng)力

剪力

（2）當(dāng)y0≤y≤h2時(shí)49彎矩y=y0彎矩y=y050其靜力平衡方程式為：

（7-1）（7-2）其靜力平衡方程式為：（7-1）（7-2）51由上兩式聯(lián)解即可得到求y0的方程式如下：則方程可寫成：

（7-3）令由上兩式聯(lián)解即可得到求y0的方程式如下：則方程可寫成：（52（7-4）（7-1）y0用試算法解上述方程，即可求得y0（7-4）（7-1）y0用試算法解上述方程，即可求得y053

1．當(dāng)時(shí)，樁兩側(cè)同深度處的彈性抗力系數(shù)m相等，這時(shí)的y0和可以直接求得，它們分別為：

附注：以上公式適用于下列四種情況： 1．當(dāng)時(shí)，樁兩側(cè)同深度處的彈性抗力系數(shù)544．當(dāng)時(shí)，樁側(cè)彈性抗力為常數(shù)（即K法），此時(shí)將、代入上式，便可直接求得y0和，它們分別為：

2.當(dāng)A1=A2，樁兩側(cè)同深度處的彈性抗力系數(shù)不等，必須用試算法求出y0，再計(jì)算和內(nèi)力。3.當(dāng)A1=0時(shí)，樁兩側(cè)同深度處的彈性抗力系數(shù)不等，且樁前滑面處的彈性抗力系數(shù)為零，這時(shí)y0也必須用試算法求得。4．當(dāng)時(shí)，樁側(cè)彈性抗力為常數(shù)（即K法），此時(shí)將55（二）兩種地層

樁身置于兩種不同的地層，樁底按自由端計(jì)算，樁在變位時(shí)，其旋轉(zhuǎn)中心視地質(zhì)情況而異。1．上層為土層、下層為基巖的情況

滑面處的彈性抗力系數(shù)A1和A2，兩者各為某一數(shù)值。

（二）兩種地層 樁身置于兩種不同的地層，樁底按自由端計(jì)算，樁561）當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心在土層中時(shí)

（1）當(dāng)0≤y≤y0時(shí)(與單一地層計(jì)算完全一樣)變位:樁側(cè)應(yīng)力:剪力:

彎矩:1）當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心在土層中時(shí)（1）當(dāng)0≤y≤y0時(shí)(與單一地層57（2）當(dāng)

y0

≤y≤L時(shí)(與單一地層計(jì)算完全一樣)變位:樁側(cè)應(yīng)力:剪力:彎矩：

（2）當(dāng)y0≤y≤L時(shí)(與單一地層計(jì)算完全一樣)58（3）當(dāng)

L

≤y≤h2時(shí)變位:剪力:彎矩:

(與單一地層相同)（3）當(dāng)L≤y≤h2時(shí)(與單一地層相同)59其靜力平衡方程為：

(7-5）

(7-6）其靜力平衡方程為：(7-5）(7-6）60由式（7-5）、（7-6）聯(lián)解即可得到求y0的方程式如下：

令則方程式為：

由式（7-5）、（7-6）聯(lián)解即可得到求y0的方程式如下：61由式（7-5）可得：

用試算法解方程式7-6可得y0，然后代入上式可求得

由式（7-5）可得：用試算法解方程式7-6可得y0，然后代622）當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心在巖層中時(shí)（如圖所示）

可采用同樣的方法計(jì)算（略）2）當(dāng)旋轉(zhuǎn)中心在巖層中時(shí)（如圖所示）可采用同樣的方法計(jì)算（632．上、下兩層均為巖層的情況當(dāng)滑面處的彈性抗力系數(shù)為的某一定值，滑面以下為兩種不同的巖層時(shí)，旋轉(zhuǎn)點(diǎn)y0可能發(fā)生在上層，也可能發(fā)生在下層。但這兩種情況的計(jì)算公式是一樣的，因同一深度樁前樁后的K值一致。計(jì)算圖式如圖所示。計(jì)算方法同前。2．上、下兩層均為巖層的情況當(dāng)滑面處的彈性抗力系數(shù)為64第五節(jié)彈性樁的計(jì)算

彈性樁系指埋于滑床部分的樁身受力后樁軸和樁周巖（土）均發(fā)生變形。介紹懸臂樁法:(1)將滑面以上抗滑樁受荷段上所有作用力均當(dāng)做外荷載，(2)根據(jù)樁周地層的性質(zhì)確定彈性抗力系數(shù)(即地基系數(shù))，建立樁的撓曲微分方程式，(3)通過數(shù)學(xué)求解可得滑面以下樁身任一截面的變位和內(nèi)力計(jì)算的一般表達(dá)式。(4)根據(jù)樁底邊界條件計(jì)算出滑面處的位移和轉(zhuǎn)角，(5)計(jì)算樁身任一深度處的變位和內(nèi)力。第五節(jié)彈性樁的計(jì)算彈性樁系指埋于滑床部分的樁65推力樁前剩余抗滑力或被動(dòng)土壓力推力樁前剩余抗滑力或被動(dòng)土壓力66(一)“m”法

樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為：

式中：——地基作用于樁上的水平抗力(kN/m)。E——混凝土的彈性模量，（kN/m2）； J——樁的截面慣性矩，

m4。

這是一個(gè)四階線性變系數(shù)齊次微分方程，用冪級(jí)數(shù)展開后進(jìn)行近似求解，換算整理后得：

(一)“m”法樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為：式中：67式中：、、、——錨固段樁身任一截面的位移（m）、轉(zhuǎn)角（rad）、彎矩（kN·m）、剪力（kN）。 、、、——滑動(dòng)面處樁的位移（m）、轉(zhuǎn)角（rad）、彎矩（kN·m）、剪力（kN）；

、、、——隨樁的換算深度ah2而異(ay)的m法的影響函數(shù)值(由查表求得)，

（7-7）式中：、、、——錨固段樁身任一截面的位68

E——混凝土的彈性模量（kN/m2）； J——樁的截面慣性矩(m4)。

（7-7）式為m法的一般表達(dá)式，計(jì)算時(shí)必須先求得滑面處的和，才能求樁身任一截面的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力和地基土對(duì)該截面的側(cè)向應(yīng)力。為此，需要根據(jù)下述三種邊界條件確定：1．當(dāng)樁底為固定端時(shí)，xB=0、、、。將xB=0、代入式（7-7）的第1、2式，聯(lián)立解得：

y=h2 E——混凝土的彈性模量（kN/m2）；（7-7）式為m法692．當(dāng)樁底為鉸支端時(shí)，xB=0、、、，不考慮樁底彎矩的影響，將xB=0、代入式(7-7)的第1、3式，聯(lián)立解得：

3．當(dāng)樁底為自由端時(shí)，、、、。將和代入式（7-7）的第3、4式，聯(lián)立解得：

2．當(dāng)樁底為鉸支端時(shí)，xB=0、、、70將上述各種邊界條件下相應(yīng)的和代入式（7-7），即可求得滑動(dòng)面以下樁身任一截面的變位和內(nèi)力。

將上述各種邊界條件下相應(yīng)的和代入式（7-7），即71（二）K法

樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為：

式中：——地基作用于樁上的水平抗力（kN/m）。引入變形系數(shù)，則上式可寫成：

通過數(shù)學(xué)求解，得到滑動(dòng)面以下樁身任一截面的變位和內(nèi)力的計(jì)算公式：

（二）K法樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為：式中：72式中：、、、——K法的影響函數(shù)值(查表)

（7-8）上式為K法的一般表達(dá)式，計(jì)算時(shí)要先求滑面處的和，才能求樁身任一截面的變位、內(nèi)力和地基土對(duì)該截面的側(cè)向應(yīng)力。為此，需要根據(jù)下述三種邊界條件確定：式中：、、、——K法的影響函數(shù)值(查表)731．當(dāng)樁底為固定端時(shí)，、，將式（7-8）的第1、2式聯(lián)立解得：

2．當(dāng)樁底為鉸支端、、、

，不考慮樁底彎矩的影響，將、代入式（7-8）的第1、3式，聯(lián)立解得：

1．當(dāng)樁底為固定端時(shí)，、，將式（743．當(dāng)樁底為自由，、、、。將、代入式(7-8)的第3、4式，聯(lián)立解得：

將上述各種邊界條件下相應(yīng)的和代入式7-8，即可求得滑動(dòng)面以下樁身任一截面的變位和內(nèi)力。3．當(dāng)樁底為自由，、、、。將75（三）當(dāng)滑面處抗力不為零時(shí)的處理方法

由于滑面以上有滑體的存在，等于在彈性體的表面附加荷重的作用。對(duì)于地基系數(shù)為常數(shù)的地層來說，此附加荷重不會(huì)影響地基的彈性性質(zhì)。但對(duì)于地基系數(shù)隨深度直線增加的地層來說，此時(shí)附加荷重使滑面處的地基系數(shù)不為零，而是某一數(shù)值A(chǔ)，則滑面以下某一深度處巖土抗力的表達(dá)式為P=A+my，即滑面以下的地基系數(shù)為梯形變化。此時(shí)，為了利用m法推出的公式和影響系數(shù)可作如下的處理。（三）當(dāng)滑面處抗力不為零時(shí)的處理方法761．將地基系數(shù)的變化圖形向上延伸至虛點(diǎn)a，延伸的高度

2．自虛點(diǎn)a向下計(jì)算可使用上述公式，但必須重新確定a點(diǎn)的初始參數(shù)、、。1．將地基系數(shù)的變化圖形向上延伸至虛點(diǎn)a，延伸的高度773．a(chǎn)點(diǎn)處的初參數(shù)可由滑面處的條件和樁底處的邊界條件確定。即在與作用下，必須滿足下列條件：當(dāng)時(shí)（滑面處），當(dāng)時(shí)（樁底處），（樁底為自由端）樁底為自由端時(shí)可建立下列方程：3．a(chǎn)點(diǎn)處的初參數(shù)可由滑面處的條件和樁底處的邊界條件確定。即78當(dāng)時(shí)（滑面處），；當(dāng)時(shí)（樁底處），(樁底為固定端)

當(dāng)時(shí)（滑面處），79當(dāng)時(shí)（滑面處），；當(dāng)時(shí)（樁底處），(樁底為鉸支端)

當(dāng)時(shí)（滑面處），80（三）矩陣分析抗滑樁的內(nèi)力和變位與樁承受的荷載形式、樁的剛度、樁底支稱條件以及地基系數(shù)等因素有關(guān)。當(dāng)樁穿過多層地層，計(jì)算更加復(fù)雜。隨著現(xiàn)在計(jì)算技術(shù)和計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，近年來，抗滑樁的內(nèi)力和變位計(jì)算多采用矩陣分析方法。1.初參數(shù)方程的矩陣分析當(dāng)抗滑樁承受任意分布荷載，樁身為變截面，樁又穿過多種不同地層時(shí)，可將樁身分成足夠多的小段，在每小段內(nèi)，假定截面為常量，荷載按線性變化考慮，地基系數(shù)采用平均值，也按常量考慮，即對(duì)樁的每小段按“K”法計(jì)算，如下圖所示，進(jìn)而導(dǎo)出矩陣分析的公式。

（三）矩陣分析抗滑樁的內(nèi)力和變位與樁承受的荷載形式、81樁身分段樁身分段82其方法是將樁的微分方程的解，即初參數(shù)方程寫成矩陣形式。為了以后闡述方便，將前面初參數(shù)方程中的四個(gè)無量綱影響系數(shù)、、、分別用、、、表示。地基系數(shù)為任意分布時(shí)，可將抗滑樁分成若干小段，每段長(zhǎng)DL＝h2/n。每小段的地基系數(shù)視為矩形分布。任意截面i的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩及剪力按“K”法計(jì)算。任意截面的樁身變位和內(nèi)力可用矩陣表示為：其方法是將樁的微分方程的解，即初參數(shù)方程寫成矩陣形式。為了以83地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件84式中：、、、——第i截面樁身的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力；——第i段地基的變形系數(shù)，（Ki為第i段的地基系數(shù)，Bp為樁的計(jì)算寬度）；E、I——樁身混凝土的彈性模量、截面慣性矩；、、、——樁的換算長(zhǎng)度為DL時(shí)“K”法的無量綱影響系數(shù)。

因、隨各段而異，為了便于計(jì)算，將上式中的提出，則得：式中：、、、——第i截面樁身的位移、轉(zhuǎn)角85如果令：如果令：86則內(nèi)力變位公式可表達(dá)為

:如果已知樁頂?shù)贸鯀?shù)，即可逐段推求各截面的內(nèi)力和變位為：

式中在一般情況下，根據(jù)樁頂?shù)倪吔鐥l件只能確定兩個(gè)初值，另兩個(gè)值需要根據(jù)樁底端條件來確定，由此令，即可求得樁底之值為：則內(nèi)力變位公式可表達(dá)為:如果已知樁頂?shù)贸鯀?shù)，即可87式中:

當(dāng)樁底支承條件為自由端時(shí)，樁底的彎矩和剪力為零。即

：

由：式中的3、4兩個(gè)式子得：所以樁頂?shù)牧韮蓚€(gè)初參數(shù)為：式中:當(dāng)樁底支承條件為自由端時(shí)，樁底的彎矩和剪力為零。即88當(dāng)樁底支承條件為鉸支時(shí)，樁底的位移和彎矩為零，即、，由

式中的1、3兩式可得：當(dāng)樁底支承條件為固定端時(shí)，樁底的位移和轉(zhuǎn)角為零，即、，由式中的1、2兩式可得：當(dāng)樁底支承條件為鉸支時(shí)，樁底的位移和彎矩為零，即89求得樁頂?shù)?、后，即可按式，?jì)算樁身任意截面的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩、剪力和地基的側(cè)向應(yīng)力。求得樁頂?shù)?、后，即可?0第六節(jié)抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

抗滑樁設(shè)計(jì)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010—2019）進(jìn)行“承載能力極限狀態(tài)計(jì)算”?？够瑯兑话阍试S有較大的變形，樁身裂縫超過允許之后，鋼筋的局部銹蝕對(duì)撞的強(qiáng)度度不會(huì)有很大的影響，因此，如無特殊要求，可不作“正常使用極限狀態(tài)驗(yàn)算”（變形和抗裂驗(yàn)算）。第六節(jié)抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)911、抗滑樁正截面設(shè)計(jì)（1）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，結(jié)構(gòu)一般不作變形、抗裂、撓度等項(xiàng)的驗(yàn)算?？够瑯督孛嫘螤钔ǔ榫匦危ㄏ聢D），其正截面受彎承載力的計(jì)算公式如下：矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算1、抗滑樁正截面設(shè)計(jì)矩形截面正截面受彎承載力計(jì)算92式中：M——彎矩設(shè)計(jì)值（kN?m）；——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，其余的線性內(nèi)插求值；——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》（GB50010）取值（MPa）；b——矩形截面的寬度（m）；x——混凝土受壓區(qū)高度（m）；h0——截面有效高度（m）?；炷潦軌簠^(qū)高度按下式計(jì)算：

式中：93

式中：——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》（GB50010）采用（MPa）；——受拉區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積（m2）?；炷潦軌簠^(qū)高度還應(yīng)符合下列條件：式中：——相對(duì)界限受壓區(qū)高度式中：94縱向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生時(shí)的相對(duì)受壓區(qū)高度按下式計(jì)算：式中：—系數(shù)，當(dāng)混凝土等級(jí)不超過C50時(shí)，取0.8；當(dāng)混凝土等級(jí)為C80時(shí)，取0.74；其余的線性內(nèi)插；Es—鋼筋彈性模量；—混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值?？v向受拉鋼筋屈服與受壓區(qū)混凝土破壞同時(shí)發(fā)生95（2）最大彎矩處配筋抗滑樁截面的最大彎矩為。則設(shè)計(jì)彎矩為：式中：M——設(shè)計(jì)最大彎矩（kN·m）；——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)于安全等級(jí)取一級(jí)的建筑取1.1，對(duì)于安全等級(jí)為二級(jí)的建筑取1.0，對(duì)于安全等級(jí)為三級(jí)的建筑取0.9；——永久荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.35；（2）最大彎矩處配筋96截面的有效高度為：

式中：——截面的有效高度（m）；h——樁的原始高度（m）；a——受拉鋼筋合力砂漿保護(hù)層厚度（m），一般取0.3或0.35；則計(jì)算截面的實(shí)際受壓區(qū)高度系數(shù)為：

若成立，則有鋼筋的設(shè)計(jì)面積為：

截面的有效高度為：若成立，則有鋼筋的設(shè)計(jì)面97式中：——鋼筋的設(shè)計(jì)面積（m2）；其它符號(hào)意義同前。選取鋼筋直徑為d，則主筋的根數(shù)為：一般將主筋分為3段（也有分為4段的），根數(shù)分別為N1～N3（或N1～N4）,然后驗(yàn)算配筋率是否滿足要求。

驗(yàn)算N1鋼筋的配筋率如下：式中：——鋼筋的設(shè)計(jì)面積（m2）；其它符號(hào)意義同前。一98式中：——N1筋的配筋率；其它符號(hào)意義同前。若和同時(shí)成立，則滿足要求，否則不滿足要求，必須重新配筋。其它縱向受力鋼筋的驗(yàn)算同上面。2、抗滑樁斜截面設(shè)計(jì)（1）矩形截面的受彎構(gòu)件，其受剪截面應(yīng)符合下列條件：

式中：——N1筋的配筋率；2、抗滑樁斜截面設(shè)計(jì)（1）矩99式中：V——構(gòu)件斜截面上的最大剪力值（kN）；——混凝土強(qiáng)度影響系數(shù)：當(dāng)混凝土等級(jí)不超過C50時(shí)，?。?.0；當(dāng)混凝土等級(jí)為C80時(shí)，取＝0.8；其間按線性內(nèi)插法確定。（2）在計(jì)算斜截面的受剪承載力時(shí)，剪力設(shè)計(jì)值的計(jì)算表面按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010）7.5.2條的規(guī)定采用。

式中：V——構(gòu)件斜截面上的最大剪力值（kN）；（2）在計(jì)算斜100（3）普通混凝土矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)符合前面計(jì)算公式的要求時(shí)，均可不進(jìn)行斜截面的受剪承載力計(jì)算，而僅需根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)第10.2.9條，第10.2.10條和第10.2.11條的有關(guān)規(guī)定，按構(gòu)造要求進(jìn)行配置箍筋。

式中：——混凝土抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；其它符號(hào)意義同前。

（3）普通混凝土矩形、T形和I形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)符合前101（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形和I形截面的一般受彎構(gòu)件，當(dāng)僅配置箍筋時(shí)，其截面的受剪承載力應(yīng)符合下列規(guī)定：上述式中：V——構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值（kN）；——配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積（m2）；n——在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù)；（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102

—單肢箍筋的截面面積（m2）；S—沿構(gòu)件長(zhǎng)度方向的箍筋間距（m）；

—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》（GB50010）表4.2.3-1中的值采用（N/mm2）。一般抗滑樁的截面符合，故應(yīng)驗(yàn)算最大剪力設(shè)計(jì)值：是否滿足條件，若不滿足條件則應(yīng)調(diào)整抗滑樁的截面或提高混凝土標(biāo)號(hào)。在斜截面滿足上述的情況下，然后進(jìn)行箍筋配置設(shè)計(jì)，看是否只需按構(gòu)造配置箍筋，若需要計(jì)算配置箍筋，則按下面配置箍筋。

—單肢箍筋的截面面積（m2）；一般抗滑樁的截面符合103箍筋面積箍筋間距為：驗(yàn)算配箍率實(shí)際配箍率為最小配箍率為上述公式中的各符號(hào)意義同前。驗(yàn)算是否成立。箍筋面積104

第七節(jié)構(gòu)造特征及施工注意事項(xiàng)一、構(gòu)造要求1.

受力主筋混凝土保護(hù)層不應(yīng)小于60mm，箍筋和構(gòu)造鋼筋的保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15mm。由于抗滑樁不做抗裂驗(yàn)算，故也不采用防裂構(gòu)造措施。2.

當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，普通受拉鋼筋的錨固長(zhǎng)度按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)第9.3.1條的規(guī)定確定。錨固長(zhǎng)度進(jìn)行修正時(shí)，如果滿足需要修正的多種情況，其修正系數(shù)可以連乘，但經(jīng)修正后的錨固段長(zhǎng)度不應(yīng)小于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)公式(9.3.1-1)計(jì)算錨固長(zhǎng)度的0.7倍，且不應(yīng)小于250mm。第七節(jié)構(gòu)造特征及施工注意事項(xiàng)105

3.鋼筋的連接采用焊接。焊接連接接頭的種類和質(zhì)量控制要求按《鋼筋焊接規(guī)程》(JGJ18)執(zhí)行?？v向受力鋼筋的接頭宜設(shè)置在受力較小處且相互錯(cuò)開。在同一鋼筋上宜少設(shè)接頭。鋼筋焊接接頭連接區(qū)段的長(zhǎng)度為35d（d為縱向鋼筋的較大直徑）且不小于500mm，凡接頭中點(diǎn)位于該連接區(qū)段長(zhǎng)度內(nèi)的焊接接頭均屬于同一連接區(qū)段。位于同一連接區(qū)段內(nèi)縱向受力鋼筋的焊接接頭面積百分率，不應(yīng)大于50%。

4.縱向受力鋼筋的最小百分率不應(yīng)小于0.2和中的較大值。

3.鋼筋的連接采用焊接。焊接連接接頭的種類和質(zhì)量控106

二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本規(guī)定

1.抗滑樁縱向受力鋼筋直徑不應(yīng)小于16mm。凈距不宜小于120mm，困難情況下可適當(dāng)減小，但不得小于80mm。當(dāng)用束筋時(shí)，每束不宜多于3根。當(dāng)配置單排鋼筋有困難時(shí)，可設(shè)置2排或3排。

2.主筋截?cái)鄳?yīng)符合以下規(guī)定：（1)當(dāng)時(shí)，宜延伸至按正截面受彎承載力不需要該鋼筋的截面以外不小于20d處截?cái)?，且該鋼筋?qiáng)度充分利用截面伸出長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.2。（2)錨固點(diǎn)以上，當(dāng)時(shí)，應(yīng)延伸至按正截面受彎承載力不需要該鋼筋的截面以外不小于1.3且不小于20d處截?cái)啵覐脑撲摻顝?qiáng)度充分利用截面伸出的長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.2+1.7。

二、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本規(guī)定107

(3)錨固點(diǎn)以下，當(dāng)時(shí)，應(yīng)應(yīng)延伸至按正截面受彎承載力不需要該鋼筋的截面以外不小于且不小于20d處截?cái)?，且從該鋼筋?qiáng)度充分利用截面伸出的長(zhǎng)度不應(yīng)小于1.2+。

3.抗滑樁為大截面的地下結(jié)構(gòu)，樁長(zhǎng)一般在10幾米以上，為方便在坑內(nèi)上下作業(yè)，不宜設(shè)置過多的箍筋肢數(shù)，故規(guī)定箍筋宜采用封閉式，肢數(shù)不宜多于4肢，其直徑不宜小于14mm。箍筋的間距應(yīng)滿足下列規(guī)定：(3)錨固點(diǎn)以下，當(dāng)時(shí)，應(yīng)應(yīng)延伸至按正108（1）當(dāng)時(shí)，箍筋的間距不應(yīng)大于300mm，箍筋的配筋率不應(yīng)小于；（2）當(dāng)時(shí)，箍筋間距不應(yīng)大于400mm。

4.抗滑樁的兩側(cè)和受壓邊，應(yīng)適當(dāng)配置縱向構(gòu)造鋼筋，其間距宜為40cm,直徑不宜小于12mm。樁的受壓邊兩側(cè)，應(yīng)配置架立鋼筋，其直徑不宜小于16mm。當(dāng)樁身較長(zhǎng)時(shí)，縱向構(gòu)造鋼筋和架立鋼筋的直徑應(yīng)加大，使鋼筋骨架有足夠的剛度。

5.滑面或地面處的箍筋應(yīng)適當(dāng)加密。

（1）當(dāng)時(shí)，箍筋的間距不應(yīng)大于300m109

三、材料要求

抗滑樁的使用年限宜按100年考慮，混凝土等級(jí)為C30，可不考慮專門的措施。當(dāng)?shù)叵滤星治g性時(shí)，水泥應(yīng)按有關(guān)規(guī)定選用。鎖口和護(hù)壁的混凝土等級(jí)，一般地區(qū)采用C15,嚴(yán)寒和軟土地區(qū)采用C20。主筋一般采用HRB400，箍筋一般為HRB335或HRB235，當(dāng)間距太密時(shí)，可采用HRB400。構(gòu)造鋼筋為HRB235?；炷恋燃?jí)和鋼筋等級(jí)的搭配按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010)第4.1.2條執(zhí)行。

三、材料要求110四、施工注意事項(xiàng)（一）施工順序四、施工注意事項(xiàng)（一）施工順序111（二）施工注意事項(xiàng)

1.滑坡地段宜在旱季施工，應(yīng)及時(shí)采取防止滑坡繼續(xù)惡化的措施。

2.對(duì)于滑坡的觀測(cè)應(yīng)進(jìn)行到完工后一個(gè)雨季；觀測(cè)資料附入竣工文件。

3.樁井開挖應(yīng)從滑坡兩端向主軸方向進(jìn)行，并隔樁開挖。施工中樁橫截面的誤差只能為正，不能為負(fù)，以保證主筋混凝土保護(hù)層的厚度不小于6cm。

4.開挖中應(yīng)核對(duì)滑動(dòng)面情況，實(shí)際位置與設(shè)計(jì)出入較大時(shí)，應(yīng)變更設(shè)計(jì)。

5.孔口開挖后應(yīng)做好鎖口，如圖所示。孔口以下分節(jié)開挖，每節(jié)開挖宜為0.5~2.0m，挖一節(jié)立即支護(hù)一節(jié)。圍巖較松軟、破碎或有水時(shí)，分節(jié)不宜過長(zhǎng)，不得在土石變化處和滑動(dòng)面處分節(jié)。（二）施工注意事項(xiàng)112

6.挖孔時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)灌注混凝土護(hù)壁。護(hù)壁混凝土應(yīng)緊貼圍巖灌注，灌注前應(yīng)清除孔壁上的松動(dòng)石塊、浮土。在滑動(dòng)面處的護(hù)壁應(yīng)予加強(qiáng)，承受推力較大的鎖口和護(hù)壁應(yīng)增加鋼筋。

7.開挖應(yīng)在上一節(jié)護(hù)壁混凝土終凝后進(jìn)行。護(hù)壁混凝土模板的支撐可于灌注后24h拆除。

6.挖孔時(shí)應(yīng)按設(shè)計(jì)灌注混凝土護(hù)壁。護(hù)壁混凝土應(yīng)緊貼113

9.樁井爆破采用淺眼爆破法，嚴(yán)格控制用藥量。樁井較深時(shí)，禁止用導(dǎo)火索和導(dǎo)爆索起爆，孔深超過10m時(shí)，應(yīng)經(jīng)常檢查井內(nèi)有毒氣體的含量，當(dāng)二氧化碳濃度超過0.3%或發(fā)現(xiàn)有害氣體時(shí)，應(yīng)增加通風(fēng)設(shè)備。

10.樁井中開挖的棄渣不得隨意堆放在滑坡體內(nèi)，特別石在路塹上方的樁井開挖之棄渣必須棄出滑坡體歪，以免引起新的滑坡。

11.鋼筋的接頭不得設(shè)在土石分界和滑動(dòng)面處。

12.灌注必須連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)滑坡有滑動(dòng)跡象或需加快施工進(jìn)度時(shí)，宜采用速凝、早強(qiáng)混凝土。

13.注意主筋的布置必須靠山的一側(cè)。9.樁井爆破采用淺眼爆破法，嚴(yán)格控制用藥量。樁井較深114第八節(jié)工程實(shí)例

1．設(shè)計(jì)資料 如下頁圖所示，滑體為碎塊石土的堆積層，自上而下變形增大，；?；瑒?dòng)面以下的滑床為風(fēng)化嚴(yán)重的泥巖、頁巖，可按密實(shí)土層考慮，，。 抗滑樁前、后滑體厚度基本相同，滑動(dòng)面處的地基系數(shù)A=A1=A2=80000（kN/m3），滑坡推力=1000kN/m，樁前剩余抗滑力=500kN/m，滑動(dòng)面以下地基系數(shù)的比例m=40000kN/m4。第八節(jié)工程實(shí)例1．設(shè)計(jì)資料115地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件116

2．樁的規(guī)劃設(shè)計(jì)

樁：全長(zhǎng)16m，其中受荷段h1=10m，錨固段h2=6m； 樁間距（中至中）：S=6m； 樁截面面積： 樁截面慣性矩： 樁截面模量：； 樁的混凝土（C20）彈性模量：； 樁的抗彎剛度：MN·m2=kN·m2； 樁的計(jì)算寬度：m； 樁的變形系數(shù)：m-1； 樁的計(jì)算深度：屬剛性樁； 樁底邊界條件：按自由端考慮。 2．樁的規(guī)劃設(shè)計(jì)117

3．外力計(jì)算 每根樁上承受的滑坡力：，按三角形分布，其；

樁前被動(dòng)土壓力計(jì)算：

kN/m，因，故采用剩余抗滑力作為樁前地層抗力； 每根樁的剩余抗滑力：，按三角形分布，其kN/m。 3．外力計(jì)算118

4．受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算

1）剪力

2）彎矩

各截面計(jì)算結(jié)果見下表。y(m)012345678910Qy(kN)03012027048075010801470192024303000(QA)My(kN·m)010802706401250216034305120729010000(MA) 4．受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算y(m)012345678910Qy1195．錨固段樁側(cè)應(yīng)力和樁身內(nèi)力計(jì)算

1）滑動(dòng)面至樁的轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離 根據(jù)已知條件A=A1=A2，得

=3.981（m）5．錨固段樁側(cè)應(yīng)力和樁身內(nèi)力計(jì)算1202）樁的轉(zhuǎn)角=0.0214(rad)

2）樁的轉(zhuǎn)角1213）樁側(cè)應(yīng)力

最大側(cè)應(yīng)力位置：令則y=0.99(m)3）樁側(cè)應(yīng)力1224）剪力最大剪應(yīng)力位置：令則y=3.981m，亦即在樁的轉(zhuǎn)動(dòng)中心處。4）剪力1235）彎矩

最大彎矩位置：令則（m）。5）彎矩124

6．樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核

滑體換算高度：

(m)忽略粘著力時(shí)由前述公式

均符合要求。 6．樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核125

夏通街滑坡設(shè)計(jì)示例

1.基本情況

昌都鎮(zhèn)夏通街滑坡位于西藏昌都地區(qū)昌都鎮(zhèn)的東側(cè)，隔扎曲河與昌都鎮(zhèn)中心城區(qū)相望，是危及城鎮(zhèn)建設(shè)和國(guó)道214線交通安全的一個(gè)在老滑坡體上復(fù)活的新滑坡。2019年7月下旬至9月底，夏通街滑坡體內(nèi)出現(xiàn)了大量的地面拉張裂縫，引起居民的恐慌，由于滑坡區(qū)處在昌都城區(qū)對(duì)面，穩(wěn)定的老滑坡上，有大量藏民住房，昌都地區(qū)建設(shè)用地十分緊張，而滑坡一旦滑動(dòng)，滑體必將沖入扎曲。昌都鎮(zhèn)中心城區(qū)沿扎曲河一帶的房屋、商店和單位的財(cái)產(chǎn)和數(shù)千人的生命財(cái)產(chǎn)安全將受到嚴(yán)重威脅與危害。因此當(dāng)?shù)卣叨戎匾曔@一滑坡的危害，曾經(jīng)組織了幾次專家現(xiàn)場(chǎng)考察其危害性。夏通街滑坡設(shè)計(jì)示例126地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件127地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件1282、地質(zhì)背景古滑坡體東西長(zhǎng)約390m，南北寬約258m，基覆面深約28m,滑坡體積約230×104m3，屬中深層大型古滑坡。該古滑坡形成于第四紀(jì)晚更新世中期。北部、東南部主滑面為滑體土石與基巖的接觸面，由剪斷、滑動(dòng)、擠壓而形成，至今已歷經(jīng)數(shù)萬載的各種營(yíng)力的綜合作用而未動(dòng)。滑體土石多由松散巖塊、碎石、角礫組成，部分含不等量泥質(zhì)；塊碎石多架空結(jié)構(gòu)，坡體表面巖塊突出、怪石嶙峋，小沖溝不發(fā)育；2、地質(zhì)背景129后緣為由封閉洼槽發(fā)育而成的溝槽，溝槽西部為高度不大的滑體梁崗；北部為流水溝槽。滑坡體整個(gè)地形起伏變化較大，地面坡度一般為23°～29°，大的可達(dá)51°以上，從宏觀上看古滑體現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好。

滑壁為侏羅系中統(tǒng)東大橋組(J2d)砂質(zhì)泥巖，自滑坡發(fā)生而成斷壁已經(jīng)數(shù)萬年，現(xiàn)狀穩(wěn)定性好，除風(fēng)化剝落、流失和局部掉塊外，無大崩塌、滑坍發(fā)生，其上再無大斜坡分布，今后對(duì)滑坡后部不會(huì)出現(xiàn)大坍塌體加載。根據(jù)巖體抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，砂巖的內(nèi)摩擦角φ=49°，粘聚力C=51.6MPa，力學(xué)強(qiáng)度大于穩(wěn)坡要求。坡體巖層內(nèi)傾，屬逆向坡，巖體滑壁穩(wěn)定性較好。后緣為由封閉洼槽發(fā)育而成的溝槽，溝槽西部為1303、滑坡概況及變形破壞特征新滑坡東西長(zhǎng)約350m，南北寬約88m，體積約33×104m3，為前部覆蓋在扎曲二級(jí)階地堆積物上的懸空高位滑坡。地形坡度一般為平臺(tái)8.5°～14°，臺(tái)前斜坡18.5°～34°，整體平均23.9°；縱向上坡形呈不等距（前大后?。┑摹八呐_(tái)四坡”，橫向上有梁有洼，總體為高低起伏的長(zhǎng)條形滑坡形態(tài)。分別在坡體前緣、中下部、中上部發(fā)育寬0.1-0.8m、深0.2-1.2m的錯(cuò)裂拉裂縫，在側(cè)緣發(fā)育一系列剪裂縫。

3、滑坡概況及變形破壞特征131據(jù)鉆孔揭露，主滑面在上部滑體土石底部，并有兩個(gè)次滑面，滑面傾角局部達(dá)40多度。據(jù)鉆探揭示：泥質(zhì)含量較低、松散、架空結(jié)構(gòu)的塊碎石平均占81.12％，泥質(zhì)含量較高的塊碎石粘土平均占18.88%，土體呈緊密狀，具隔水作用。

滑帶土多為含碎石粘土，其間含多個(gè)滑面，平直、光滑、有明顯擦痕，極易沿此面剝離；含碎石粘土密實(shí)，隨含水量不同而呈硬塑-軟塑狀，厚度較小，一般為0.10m～0.15m，厚者0.35m，薄者0.05m，滑帶中的碎石有的成粉狀，棱角多被擠壓折毀，部分碎石手捏易碎，遇水不同程度軟化是最明顯的力學(xué)特性。

據(jù)鉆孔揭露，主滑面在上部滑體土石底部，并有兩個(gè)次滑面，132滑坡體塊碎石中的泥質(zhì)多為泥頁巖風(fēng)化，塊碎石被擠壓成粉末的部分物質(zhì)與進(jìn)一步風(fēng)化有關(guān)，塊碎石大小混雜，其間不同程度充填角礫，粒度或塊度在空間上無規(guī)律性變化。據(jù)滑帶土、粘土等樣品天然和飽和剪切試驗(yàn)，抗剪強(qiáng)度差異較大，如天然樣品剪切試驗(yàn)的平均值：內(nèi)摩擦角26.46°，粘聚力70.6KPa；飽和剪切試驗(yàn)成果的平均值：內(nèi)摩擦角19.78°，粘聚力25.8KPa，分別降低了25.35%和63.46%，相差大的甚至分別下降37.46%和91.67%。

滑坡體塊碎石中的泥質(zhì)多為泥頁巖風(fēng)化，塊碎石被擠壓成粉末133地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件134地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件135夏通街滑坡復(fù)活變形的強(qiáng)度，還可以從裂縫一側(cè)相對(duì)下錯(cuò)速率：大-中-小-穩(wěn)而不動(dòng)反映出來。如據(jù)B4裂縫動(dòng)態(tài)觀測(cè)，2019年9月8日～20日下錯(cuò)率為29.17mm/d，9月24日～10月16日下錯(cuò)速率減為8.33mm/d～10.00mm/d，10月6日～10月22日再減為1.67mm/d（表3）。下錯(cuò)變形呈階梯狀延續(xù)，總下錯(cuò)量0.75m。此外，南側(cè)二平臺(tái)邊界裂縫一般寬0.05m～0.10m，局部＞0.10m，內(nèi)側(cè)下錯(cuò)量0.20m—0.50m。所有地面裂縫的裂壁均呈鋸齒狀，近直立，可見深度一般都＜0.5m，少數(shù)＞0.5m。2019年降水動(dòng)態(tài)曲線與裂縫動(dòng)態(tài)觀測(cè)曲線見圖。

夏通街滑坡復(fù)活變形的強(qiáng)度，還可以從裂縫一側(cè)相對(duì)下錯(cuò)速136地質(zhì)災(zāi)害培訓(xùn)班抗滑樁講義課件137滑坡裂縫寬度及裂縫下錯(cuò)高度動(dòng)態(tài)觀測(cè)曲線圖滑坡裂縫寬度及裂縫下錯(cuò)高度動(dòng)態(tài)觀測(cè)曲線圖138現(xiàn)場(chǎng)錄象現(xiàn)場(chǎng)錄象139抗滑樁布置位置抗滑樁布置位置140計(jì)算剖面剖分計(jì)算剖面剖分1414、設(shè)計(jì)計(jì)算

抗滑樁的推力計(jì)算

參數(shù)選取

位置天然狀態(tài)飽水狀態(tài)地震力參

數(shù)C（Kpa）C（Kpa）E剖面新滑坡301725.815水平地震系數(shù)為0.1。格構(gòu)錨索區(qū)301725.815古滑坡1330.15927.7F剖面新滑坡301725.815格構(gòu)錨索區(qū)301725.815古滑坡1330.15927.74、設(shè)計(jì)計(jì)算抗滑樁的推力計(jì)算位置地震C（Kpa）C（Kp142對(duì)抗滑樁，區(qū)最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，即暴雨條件下安全系數(shù)1.10，對(duì)應(yīng)的設(shè)樁條塊為第17塊。受推力大小為：1178.6790Kpa。由于老滑坡是穩(wěn)定的，所以對(duì)樁體沒有推力。計(jì)算時(shí)候，取12米情況，表面滑坡厚度6m,基巖6m。中間老滑坡段視做樁的延伸，最后對(duì)樁做局部加強(qiáng)，提高安全性。滑坡推力計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)抗滑樁，區(qū)最不利情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，即暴雨條件下安全系143計(jì)算結(jié)果由此：最大側(cè)應(yīng)力：最大剪應(yīng)力：