抗滑桩计算

4
KV （ kN/m3 ） 4.0×10
5
序 号
饱和极 限 抗 压强度 R （kPa） 6.0×10
4
KV （ kN/m3 ） 12.0×1 05
1
(1.0~2.0) ×105
4
7
2
1.5×10
4
2.5×105
5
4.0×10
4
6.0×10
58Leabharlann 8.0×104(15.0~2 5.0) ×105
(25.0~2 8.0) ×105
当ah2>2.5时，抗滑桩属弹性桩
其中：为桩的变形系数，以m-1计，可按下式 计算： 1
mH B p EI
5
m H ——水平方向地基系数随深度而变化 式中： 的比例系数（kN/m4）。
第三节、抗滑桩的要素设计
当采用抗滑桩整治滑坡时，首先需要解决桩的平 面布置与桩的埋入深度问题。这是抗滑桩设计 的主要参数，它的合理与否，直接关系到抗滑 桩效用的成败。现将国内以往的做法和考虑的 原则分述如下： （一）桩的平面位置及其间距 抗滑桩的平面位置和间距，一般应根据滑坡的地 层性质、推力大小、滑动面坡度、滑坡厚度、 施工条件、桩截面大小以及锚固深度等因素综 合考虑决定。
第四节、刚性桩的计算
刚性桩的计算方法较多，目前常用的方法 是：滑面以上抗滑桩受荷段上所有的力 均当做外荷载看等，桩前的滑体抗力按 其大小从外荷载中予以折减，将滑坡推 力和桩前滑面以上的抗力折算成在滑面 上作用的弯矩和剪力并作为外荷载。而 抗滑桩的锚固段，则把桩周岩土视为弹 性体计算侧向应力和土的抗力，从而计 算桩的内力。
1 圆形桩：BP K f K B d 0.9 1 d 0.9(d 1) d
3．桩的截面形状应从经济合理及施工方便考虑。 目前多用矩形桩，边长2~3m，以1.5m2.0m及 2.0m3.0m两种尺寸的截面为常见。 （三）桩侧岩（土）的弹性抗力系数 桩侧岩（土）的弹性抗力系数简称地基系数，是 地基承受的侧压力与桩在该处产生的侧向位移 的比值。换句话说，地基系数是在弹性变形限 度以内，单位面积的土产生单位压缩变形时所 需要的侧向压力。 1．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：
3
2.0×10
4
3.0×105
6
5.0×10
4
8.0×10
5
9
8.0×10
4
（四）刚性桩与弹性桩的区分
抗滑桩受到滑坡推力后，将产生一定的变形。所 谓变形是指桩的相对位置发生了改变。根据桩 和桩周岩（土）的性质和桩的几何性质，其变 形可有两种情况。一种是桩的位置虽发生了偏 离，但是桩轴仍保持原有的线型；它之所以变 形是由于桩周的岩（土）变形所致。另一种是 桩的位置和桩轴线型同时发生改变，即桩轴和 桩周岩（土）同时发生变形。产生前一种变形 特征的桩，由于桩在变形过程中保持着原来的 形状，尤如刚体一样，仅产生了转动，因此， 可称它为刚性桩；而后者称为弹性桩。
1．试验表明，对不同尺寸的圆形桩和矩形桩施加水平荷 载时，直径为d的圆形桩与正面边长为0.9d的矩形桩， 在其两侧土体开始被挤出的极限状态下，其临界水平 荷载值相等。所以，矩形桩的形状换算系数为Kf=1，而 圆形桩的形状换算系数为Kf=0.9。 2．同时，由于将空间受力状态简化成为平面受力状态， 在决定桩的计算宽度时，应将实际宽度乘以受力换算 系数KB。由试验资料可知，对于正面边长b大于或等于 1m的矩形桩受力换算系数为，对于直径d大于或等于1m 的圆形桩受力换算系数为。 故桩的计算宽度应为： 1 B K K b 1 . 0 1 b b 1 矩形桩： p f B b
（1）认为地基系数是常数，不随深度而变化， 以“K”表示之，相应的计算方法称为“K”法， 可用于地基较为完整岩层的情形。（2）认为 地基系数随深度按直线比例变化，即在地基内 深度为y处的水平地基系数为CH=mH· y或 CH=AH+mHy，竖直方向的地基系数为Cv=mv· y或 Cv=Ar+mvy。、表示某一常量，、分别表示水平 及竖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，可用于地基为密度土层 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，可参照下表确定。
R0——岩石单轴挤压极限强度，（kPa）。
计算结果若不符合上式，则调整桩的锚固深度 或截面尺寸、间距，直至满足为止。
2．桩底的支承条件 抗滑桩的顶端，一般为自由支承；而底端，由于 锚固程度不同，可以分为自由支承、铰支承、 固定支承三种，通常采用前两种。
（1）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 QB=0、MB=0。 （2）铰支承 如图b所示，当桩底岩层完整，并较AB段地层坚硬，但 桩嵌入此层不深时，桩底可按铰支承处理，即令xB=0， MB=0。 （3）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点处可按固定端处理，即令 xB=0、B=0。但 抗滑桩出现此种支承情况是不经济的，故应少采用。
非岩石地基mH和mV值
序 号 土的名称 mH和 mV(kN/m4) 序 号 土的名称 mH和 mV(kN/m4) 20000~300 00
1
流塑粘性土 (IL≥1)， 3000~5000 淤泥
4
半坚硬的粘性土
2
软 塑 粘 性 土 (1>IL≥0.5)，粉砂 硬 塑 粘 性 土 (0.5>IL>0), 细砂、 中砂
1．滑体的上部，滑动面陡，拉张裂缝多，不宜 设桩；中部滑动面往往较深且下滑力大，亦不 宜设桩；下部滑动面较缓，下滑力较小或系抗 滑地段，经常是较好的设桩位置。 2．抗滑桩的间距受许多因素的影响，目前尚无 较成熟的计算方法。合适的桩距应该使桩间滑 体具有足够的稳定性，在下滑力作用下不致从 桩间挤出。也就是说，可按桩间土体与两侧被 桩所阻止的土体的摩擦力大于桩所承受的滑坡 推力来估算
3．根据地形、地质及施工条件等确定设桩的位置 及范围。 4．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。 5．确定桩的计算宽度，并根据滑体的地层性质， 选定地基系数。 6．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（ 或 ）及其计算深度（ h 或h），据以判断是按刚性桩还是按弹性桩来设 计。 7．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，内力及侧壁应力等，并计算确定 最大剪力、弯矩及其部位。
第八章 抗滑桩设计与计算
第一节概述－－抗滑桩设计的要求和步骤
（一）抗滑桩设计应满足的要求 1 ．整个滑坡体具有足够的稳定性，即抗滑稳定安全系 数满足设计要求值，保证滑体不超过桩顶，不从桩间挤 出。 2 ．桩身要有足够的强度和稳定性。桩的断面和配筋合理， 能满足桩内应力和桩身变形的要求。 3．桩周的地基抗力和滑体的变形在容许范围内。 4．抗滑桩的间距、尺寸、埋深等都较适当，保证安全， 方便施工，并使工程量最省。
一般检算桩身侧压应力最大处，若不符合上式的要求，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应符合下列条件：
max K '1K '2 R0
式中： ——折减系数，根据岩层产状的倾角大小， K '1 ； 取0.5~1.0 —— 折减系数，根据岩层的破碎和软化程度， K '2 取0.3~0.5 ；
5000~1000 0
5
砾砂、角砾砂、 30000~800 砾 石 土 、 碎石 土 、 00 卵石土
3
10000~200 00
6
块石土、漂石土
80000~120 000
较完整岩层的地基系数KV值
饱和极 序 限 抗 号 压强度 R（kPa） 1.0×10
4
KV （kN/m3 ）
饱和极 序 限 抗 号 压强度 R（kPa） 3.0×10
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（kPa）应符合下列条件：
max
4 (htg c) cos
式中： ——地层岩（土）的容重，（kN/m3）；


——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）。
其中：为桩的变形系数，以m-1计，可按下式 计算： 1 kH Bp 4 4 EI
式中： KH—— 侧向地基系数，不随深度 而变，（kN/m3）；
BP——桩的正面计算宽度（m）；
E——桩的弹性模量（kPa）；
I——桩的截面惯性矩（m4）。
2．按m法计算 当ah2≤2.5时，抗滑桩属刚性桩
8 ．校核地基强度。若桩身作用于地基的弹 性应力超过地层容许值或者小于其容许值 过多时，则应调整桩的埋深或桩的截面尺 寸，或桩的间距，重新计算，直至符合要 求为止。 9 ．根据计算的结果，绘制桩身的剪力图和 弯矩图。 10．对于钢筋混凝土桩，还需进行配筋设 计。
第二节 、抗滑桩设计的基本假定
（一）作用于抗滑桩上的力系 作用于抗滑桩的外力包括：滑坡推力、受荷段地 层（滑体）抗力、锚固段地层抗力、桩侧摩阻 力和粘着力以及桩底应力等。这些力均为分布 力。 1．滑坡推力作用于滑面以上部分的桩背上，可 假定与滑面平行。由于还没有完全弄清桩间土 拱对滑坡推力的影响，通常是假定每根桩所承 受的滑坡推力等于桩距（中至中）范围之内的 滑坡推力。
2．根据设桩的位置及桩前滑坡体的稳定情况，抗滑桩可 分为悬臂式和全埋式两种。受力情况如图所示。当桩前 滑坡体不能保持稳定可能滑走的情况下，抗滑桩应按悬 臂式桩考虑；而当桩前滑坡体能保持稳定，抗滑桩将按 全埋式桩考虑。