完整版抗滑桩设计与计算

抗滑桩设计的步骤
1抗滑桩设计计算步骤
一．首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态和发展趋势。

二．根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。

三．根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。

①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。

②桩的计算宽度，并根据滑体的地层性质，选定地基系数。

矩形桩：Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1
圆形桩：Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1)
③根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸，计算桩的变形系数（α或β）及其计算深度（αh或βh），据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。

桩的截面形状应从经济合理及施工方便可虑。

目前多用矩形桩，边长2~3m，以1.5×2.0m及2.0×3.0m两种尺寸的截面较为常见。

计算弹性地基内的侧向受荷桩时，有关地基系数目前有两种不同的假定：
⑴认为地基系数是常数，不随深度而变化，以“K”表示之，相”法，可用于地基为较为完整岩层的情况K应的计算方法称为“
⑵认为地基系数随深度按直线比例变化，即在地基深度为y处的水平地基系数为C=m*y或CH=A+m*y，竖直方向的地基系数为
HHHH C=m*y或C=A+m*y，。

A、A表示某一常量，m、m分别表VVVHVVHVV
示水平及竖直方向地基系数的比例系数。

相应这一假定的计算方法称为“m”法，可用于地基为密实土层或严重风化破碎岩层的情形。

2水平及竖向地基系数的比例系数应通过试验确定；当无试验资料时，可参可表1确定。

较完整岩层的地基系数K值可参考表2及表3确定。

非岩石地基和值 mm VH表1
44) (KN/mm和m(KN/m) 序号土的名称m和序号土的名称m VHVH半坚硬的粘性土、）流塑粘性土（I≥1，L20000~30000
4
1
3000~5000
粗砂淤泥
砾砂、角砾土、砾≥软塑粘性土（1>I L2 5000~10000 5 石土、碎石土、卵30000~80000
0.5），粉砂石土土性硬塑粘3 10000~20000 6 80000~120000
>0（0.5>I），细砂、块石土、漂石土L中砂注：由于表中m和m采用同一值，而当平均深度约为10m时，m值接近垂直荷载作用HHV下的垂直方向地基系数C值，故C值不得小于10m。

VVV
较完整岩层的地基系数值K V表2
饱和极限饱和极限饱和极限序序序333) K) (KN/m抗压强度K(KN/mK(KN/m抗压强度) 抗压强度VVV号号号R(kPa) R(kPa) R(kPa)
545454 3.0× 4.0×1012.0×106.0×4 101.0×1 (1.0~2.0)×10 7 1010544545 102 101.5×8 5 2.5×
10 (15.0~25.0)×10104.0×7.0×6.0×10
555444 10108.0×3
102.0×10 3.0×108.0×6
105.0×9
(25.0~28.0)×注：①在R=10~20Mpa的半岩质岩层或位于构造破碎影响带的岩质岩层v，根据
实际情况可采用k=A+m ；y HH．
②一般侧向k为竖向kv的0.6~0.8倍，当岩层为厚层或块状整体时k=kv。

HH临界值规定如下（刚性桩或弹性桩的判别）：
⑴k法计算
当βh≤1.0时，抗滑桩属刚性桩2当βh<1.0时，抗滑桩属弹性桩2-1计，可按下式计算：其中，β—为桩的变形系数，以m1B.k??4 =βpH????
EI4??h—桩的锚固段长度（m）；2βh—桩的计算深度（m）；23）；k—侧向地基系数，不随深度而变化，（KN/m H B—桩的正面计算宽度（m）；p E—桩的弹性模量（kPa）；
4），—桩的截面惯性矩（m I34/64。

a、；对于圆形桩，I=πdb 对于矩形桩，I=ba/12分别为矩形桩的长度和宽度（m），d为圆形桩的直径（m）；
⑵m法计算
当αh≤2.5时，抗滑桩属刚性桩2当αh>2.5时，抗滑桩属弹性桩2-1计，可按下式计算：其中，α—为桩的变形系数，以m1Bm.??5pHα=????EI??αh—桩的计算深度（m）；24，其）mKN/m—水平方向地基系数随深度而变形的比例系数（H．
余符号同前。

四．根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位（位移），内力及侧壁应力等，并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。

1桩侧支承条件
①土层及严重风化破碎岩层
桩身对地层的侧压应力σ（kPa）应符合下列条件：max4??σ≤??chtg?max ?cos3）；KN/m 式中：γ—地层岩（土）的容重，（φ—地层岩（土）的内摩擦角，（°）；
c—地层岩（土）的粘聚力（kPa）；
h—地面至计算点的深度，（m）。

一般检算至桩身侧应力最大处，若不符合上式要求，则调整桩的锚固深度或桩的截面尺寸、间距，直至满足为止。

②比较完整的岩质、半岩质地层
桩身对围岩的侧向压应力σmax（kPa）应符合下列条件：
／／.RK. Kσ≤0
max12／—折减系数，根据岩层产状的倾角大小，取0.5~1.0；K式中，1／—折减系数，根据岩层的破碎和软化程度，取K20.3~0.5；
R—岩石单轴极限抗压强度，（kPa）。

0 2桩底支承条件
抗滑桩的顶端，一般为自由支承；而底端，由于锚固深度不同，
可以分为自由支承、铰支承和固定支承三种，通常采用前两种。

⑴自由支承
如图（a）所示，当锚固段地层为土体、松软破碎岩时，现场试验表明，在滑坡推力作用下，桩底有明显的位移和转动。

这种条件，桩底可按自由支承处理，即令剪力Q=0、弯矩M=0。

BB⑵铰支承
如图（b）所示，当桩底岩层完整，并较AB段岩层坚硬，但桩嵌入此层不深时，桩底可按铰支承处理，即令x=0、M=0。

BB⑶固定支承
如图（c）所示，当桩底岩层完整、极坚硬，桩嵌入此层较深时，桩身B处可按固定端处理，即令x=0、φ=0。

但抗滑桩出现此种情BB 况是不经济的，故应少采用。

1刚性桩的计算
1）单一地层
单一地层刚性桩计算公式如下表
单一地层刚性桩计算公式表
水平位备()剪()弯侧向应)x)
时，试算法求=”
=H(+y)-1/12H=0-y)H-1/6(2(3-2y)=H-1/6x=((-y)=-y)[m)-3(3-2(-]=0+y)-1/12(3-2y)=H-1/6M=0
=H(=(+my)(-y)-y)+1/6+1/2+H()+1/6(y-(2m-1/12(y-(-)=0
(2-时，试算法求φ”H=0
=H(+y)-1/6-y)-
+1/2 H-1/2 y(2=H-1/2 (3-y)-1/12-2y)
-(-
(31/6 x=(-y)
(2-y)+m(-y))=0-21/6(3=H(+y)-1/6-2y)
(3=H-1/6M=0
-y)+1/6(3-y)+m()-1/6+H(-1/2 +1/12(y-(3(y- )+1/6 -+1/2 p
)
(y -2-1/12(-)=0(2-
2）两种地层两种地层计算方法与单一地层相同。

2 弹性桩的计算法）m1 k法2）若桩身作用于地基的弹性应力超过地层容许值或校核地基强度。

五．或桩的间则应调整桩的埋深或桩的截面尺寸，者小于容许值过多时，距，重新计算，直至符合要求为止。

六．根据计算的结果，绘制桩身的剪力图和弯矩图。

七．对于钢筋砼桩，还需进行配筋设计。

．。