水平承载桩合理桩间距的计算方法

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均匀 分布 的轴 向应力作 用．
挤压 形成 的 “ 三角 压 密 区” 提供 的． 导 出 了 极 所 并
限状 态下 桩 间距与桩 宽 度成正 比的关 系． ３ ）第 三 种观 点 是前 两 种 观 点 的综 合 ， 为 土 认 拱拱 脚是 由桩 后 相邻 土拱 挤 压 形 成 的 “ 角 压 密 三 区” 和桩侧 与 土体 的摩 擦 力 共 同提供 的． 本 身作 桩 为拱 脚形 成 的 土 拱 称 为 “ 土 拱 ” “ 大 ， 摩擦 拱 脚 ” 形 成 的土拱 称为 “ 小土拱 ” 在 进行 理论 推 导 时 ， 般 ． 一 将滑 坡推 力按 一定 的 比例 系数 分配给 大小土 拱 ．
同时将桩 间净距 与桩宽 之 和 视为 土 拱后 缘 所 对应
的拱跨 ．
及拱 厚 的假定 会 直接 影 响桩 间距 的计 算 结 果 ． 目
前 主要存 在三 种观点 ［ ］ ９ ： －
１ ）第一 种观 点认 为 ， 土拱 拱 脚 是 由桩 侧 与 土 体 之间 的摩 擦 阻力 所 提供 的。 假 定 拱 厚 与 桩 侧 并 宽度 相 等 ， 出 了极 限 状 态 下桩 间距 与桩 侧 宽 度 导
Ｖｏ ． ． １ ８ Ｎｏ ４
Ｄｅ ． ０ １ ｃ ２ １
文章编号 ：６ ２ ３ １２ １ ）４ ０ ９ ５ １７ —９ ３ （０ １ ０ ～０５ —０
水 平 承 载桩 合 理 桩 间距 的计 算 方 法
赵 亚 飞 ，陈 晓 明 。 ，叶 四桥 。 ，冉 仕 平
（． １ 广西交 通科学研究 院， 广西 南宁 ３ 重庆交通大学 河海学院 ， ． 重庆 ５ ００ ； ． ３ ０ ７ ２ 丰都县交通勘察 设计所 ， Ｉ ｆ ｌ Ｊ 重庆 ￣ｌ ４８０ ； ０ ２０ ８００ ） ２ ００ ４ ０ ７ ； ．西藏 自治 区发展和改革委员会 ， ００４ ４ 西藏 拉 萨
土拱是 由水 平承 载 桩桩 间 土体 应力 传 递 和调 整而 自发形 成 的 ， 调 动抗 剪 强度 以抵 抗 外 力 的 是 结果 ， 所产 生 的 拱形 必 然 使 土体 能最 大 限度 地 发 挥其 强度 ， 体 中沿最 大 主应 力 方 向 的迹 线 就是 土 “ 合理 拱轴 线 ， 引． 合理 拱 轴线 相 关 的土 拱 形状 ， 与 ［
作者简介 ： 赵亚 飞（ ９Ｏ ， ， １７ 一） 男 河南三 门峡人 ， 广西交通科学研究 院工 程师 ， 主要从 事公 路桥梁工程 的研究
．
６ ０
长 沙 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
２１ 年 １ ０１ ２月
研 究． 中 ， 理桩 间距 的计 算 理论 基 本 上都 是 在 其 合
在 抗 滑桩 支 护 的边 坡工 程 中 ， 间 距 是 整 个 桩
来 分析 合理 桩 间距 ； 以数 值 模 拟 方 法对 抗 滑 桩 ② 土拱效 应产 生 的 机 理 、 件 及 合 理 桩 间 距进 行 研 条 究； ③通 过 （ 心 ） 型 试 验 对 桩 间 土 拱效 应 进 行 离 模
成正 比的关 系．
３ 限状 态 时 ， ）极 土拱 前 缘 临空 面 附近 不 受桩 间水 平拱效 应 约束 的 区域 所 提 供 的抗 滑 力 较 小 ， 土拱前 缘 任一点 最小 主应力 为零 ．
４ ）极 限状 态 时 ， 任 意 高 度水 平 面上 的拱 圈 桩
２ ）第二 种观 点认 为 ， 滑 桩 一 般都 是 连 续 分 抗
布 的 ， 相邻 土 拱 会 在 桩 后 一 定 范 围 内形 成 一 个 两 “ 角压 密 区” 桩 间 土拱 拱 脚 是 由桩 后 相 邻 土 拱 三 ，
满足 合理 拱轴 线 的假 设 ， 即任 意 垂 直 拱 轴 线 的 截 面剪 力视 为零 ， 平 面上 拱 轴 线 的 切线 方 向 仅受 水
２ Ｆｅ ｇ ｕ Ｃ ｕ ｔ ａ ｓ ｏ ｔ ｔ ｎ Ｔｒ ｆｉ ｒ ｅ ｓｇ ，Ｃｈ ｎ ｑ ｎ ０ ２ ０， ｉ ａ ． ｎ ｄ ｏ ｎ ｙ Ｔｒ ｎ ｐ ｒａ ｉ ａ ｆｃＳｕ ｖ ｙ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｇ ｉ ｇ ４ ８ ０ Ｃｈ ｎ ；
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摘
要： 水平承载桩 的合理桩间距是设计 中的关键参数之一 ， 理论上一般通过土拱效应对 其进行求解 ， 多 但
未 考虑作用在土拱上的侧压力 以及 土拱 变截 面的影响． 在土拱合理拱轴线为椭 圆的假定 下 ， 结合考虑土拱侧 壁上的土压力 ， 于静力平衡条件和摩尔 一库伦强度准侧 ， 基 建立 了合 理桩间距的计算 方法． 建议在 实际工程 应用时 ， 土体抗剪强度参数应除 以安全系数 ， 折减后代 入合 理桩间距 的计算． 最后通 过算 例对此进行了验证． 关键词 ： 水平 承载桩 ；桩间距 ； 土拱 ；计算 方法
工 程设 计 的 关键 参 数之 一 ［。 １ 目前 ， ］ 合理 桩 间距 研
究 主要 集 中在三 个方 面 ： 从 土拱 理 论 的角 度 ①
收 稿 日期 ：０ １ ９ ２ ２ １ 一Ｏ — Ｏ
基金项 目： 国家 自然科 学基金 资助项 目（０ ７ ２ ９ ； ５ ８ ８ １ ）教育部新世 纪优 秀人才项 目
力对 土 拱 形 状 以及 土 拱 效 应 的 影 响 ， 入 如 下 引 假定 ： １ 设土拱 沿 桩 长 方 向均 匀 分 布 ， ）假 将其 简化
为单位 厚 度 的 水 平 土 层 上 ， 空 间 问 题 为 平 面 化
问题 ．
２ ）将 桩 间净 距视 为 土拱 前 缘 所 对 应 的拱 跨 ，
合 理计 算方 法．
桩 间 土拱 效 应 的研 究 多采 用 平 面应 变假 定 ， 并 结 合 Ｍｏ ｒ ｏ ｌｍｂ强 度 准 则 进 行 ， 忽 略 滑 ｈ — ｕｏ Ｃ 常 体侧压 力对 土 拱 屈 服 的影 响． 了 充 分 考 虑 侧 压 为
１ 土 拱 效 应 特 征 分 析
中 图 分 类 号 ： ６ ２２ Ｐ ４．３ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｅ ｈ ｄ ｏ ｅ ｓ ｎ ｂ ｅ ｐ ｌ ｐ ｃ ｎ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ ｍ ｔ ｏ ｆ ｒ ａ ｏ ａ ｌ ｉｅ ｓ ａ ｉ ｇ ｆ ｒ ｈｏ ｉ ｏ ａ ｅ ｒ ｎ ｉｅ ｏ ｒ ｚ ｎｔ ｌｂΒιβλιοθήκη Baiduａ ｉ ｇ ｐ ｌｓ
第 ８ 卷第 ４期
２１ ０ １年 １ ２月
长 沙 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｈ ｇｌ Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｎ ｔ ｒｌ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒａ ｏ ａ ｓ Ｃ ｎ ｍ ｎｖ ｓ ｙｏ ｉ ｃ ｄＴ ｃ ｎ ｌ （ ａｕ ａ Ｓ ｉ ｃ ） ｅ ｔ Ｓ ｅ ａ ｇ ｅ
以“ 合理 拱 轴 线 ” 为抛 物 线 的 基 础 上进 行 推 导 ， 并 未 考虑 土体 侧压力对 土拱 形 状 、 圈厚度 的影 响． 拱
２ 合理 桩 间距计 算方 法
２ １ 基 本假 定 ．
鉴 于此 ， 作者 从 土拱受 力 分析 出发 ， 合 考 虑静 力 综 平 衡条 件和 土 拱 强 度 条 件 ， 出 了一 种 桩 间距 的 提
ｉ ｇ ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｈ ａ ｅ ａ ａ ｔ ｒ ｓ ｕ ｅｏ ｏ ｌ ｒ ｈ ｎ ｎ ｎ ｏ ａ ｃ ｕ ｔ ｅ ｌｔ ｒ ｌ ｒ ｈ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｓ ｉ ａ ｃ ｉ ｇ，ｂ ｓ ｄ ｏ ｔ ｔｃｅ ｕ ｌ ｒ ｕ ｃ ｎ ｉ ｔ ｅ ａ ｅ ｎ ｓ ａ ｉ ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｏ ｄ — ｉ
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