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抗滑桩设计讲解(四)
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抗滑桩设计讲解(四)
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发表于: 2016-01-21
关键词:
GEO5
抗滑桩
地基系数
内力
变形
今天接着前三节内容,给大家介绍滑动面以上抗滑桩桩身内力和变形计算方法。
相关链接:
【GEO5】圣诞福利:抗滑桩设计讲解(一)
【GEO5】元旦福利:抗滑桩设计讲解(二)
【GEO5】抗滑桩设计讲解(三)
滑动面以上的桩身内力,应根据滑坡推力和桩前滑坡体抗力计算。滑动面以下的桩身变位和内力,应根据滑动面处的弯矩和剪力,以及地基的弹性抗力进行计算。
4.1 滑动面以上桩身内力计算
桩前岩、土可能滑走时(无剩余抗滑力,或桩前没有岩、土,无抗力作用):
式中,
、
—分别为滑动面处桩的剪力(kN)和弯矩(kN•m);
—每根桩承受的滑坡推力,kN;
—设桩处的滑坡推力,kN/m;
—桩间距,m;
—滑坡推力分布图形重心至滑动面的距离,m。
桩前岩、土基本稳定时(有剩余抗滑力):
这种情况需要考虑抗力作用,但其抗力不应大于桩前岩、土的剩余抗滑力或被动土压力。
式中,
—设桩处桩前剩余抗滑力,kN/m;
—每根桩桩前承受的剩余抗滑力,kN;
—剩余抗滑力分布图形重心至滑动面的距离,m。
如果桩前被动土压力
,则上式中的
用
代替。
根据桩前地面倾斜较大时,采用库仑被动土压力公式计算;当桩前地面接近水平,且忽略桩土间的摩擦力时,可采用朗肯被动土压力公式计算。
4.2 锚固段桩身内力计算
锚固段桩身内力计算主要分为刚性桩内力计算和弹性桩内力计算。
4.2.1刚性桩内力计算
滑动面处地基系数的确定
对于密实土层和岩层这类地基系数不随深度变化的弹性介质,由于其地基系数较滑体的大得多,因此,上部滑体的存在不会影响滑床的弹性性质,滑动面处地基系数仍为常数。
对于地基系数K=A+my的地层,A值的大小,则与应力释放、地层性质和附加荷载等因素有关。应力释放需视地质年代中地层的沉积、卸荷、剥蚀、夷平和各种营力作用来考虑,也就是考虑超压密作用。附加荷载主要是滑体自重及其上部建筑物。
图4.1 地基系数K=A+my的地层示意图
一般情况下,A及
值可用换算法求得:
式中,
—桩前、后滑体的厚度,m;
—桩前、后滑体的换算高度,m;
—桩前、后滑动面处的地基系数,kg/m3;
—滑动面上下部分的岩土容重,kg/m3;
桩身内力基本公式
在滑坡推力作用下,当桩埋入土层或软质岩层中时,将绕桩身某点转动;当桩埋入完整、坚硬岩石的表层时,将绕桩底转动。其桩身内力的计算,根据滑动面以下地层情况的不同而有区别。现就桩身埋入一种地层、滑动面以下为同一m值,桩底为自由端条件下的计算叙述如下。
滑动面处岩、土的地基系数为A、
,如图4.2。
图 4.2 地基系数K=A+my地层中的刚性桩图
当
时:
当
时:
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogI3SrTbUOhJuw4Fe3oxBgDTI5QIawkaAw0ZpnAv56B7Ex63lHxL5vbMg/0?wx_fmt=jpeg[/img]
由自由支撑边界条件QB=0,MB=0可得:
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIAVmbS3zcK5cUiblhWbicTibKiayBrj5ib4p0BUlTPxfI9alEl9x2kX4IYkQ/0?wx_fmt=jpeg[/img]
式中,[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIYI8QK4TVxPRibiaicfEWvPlKp6MS7Gkp2aNwiaVoGfJGXpM37NdHYwTj3Q/0?wx_fmt=jpeg[/img]—分别为桩身任意截面的位移、侧应力、弯矩和剪力;
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogItEOMYlvmQicQTVdNbicBZLllCtPeReOicur8Qlb2nd9bRD7lCe2WfcVug/0?wx_fmt=jpeg[/img]—桩的旋转角,弧度;
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIPP0P0libydliaFgVFmib0SqGZJSiabPDg5iaSmITB3ufte4SFq3LtSIAexw/0?wx_fmt=jpeg[/img]—滑动面至桩计算截面的距离;
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIZ8Ijjc7FexoxcrjgHFZKoUM8svYT3HDC1pqlu4eyEf82CBcLGX7oeg/0?wx_fmt=jpeg[/img]—滑动面至桩旋转中心的距离;
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIkB5LbTdN1iciaHibic9yyhCBhosfyy2CQwibojZuqA7V83EOwodSRfAfcicw/0?wx_fmt=jpeg[/img]—滑动面以下桩的长度。
联立上面的方程组即可得到[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIZ8Ijjc7FexoxcrjgHFZKoUM8svYT3HDC1pqlu4eyEf82CBcLGX7oeg/0?wx_fmt=jpeg[/img]的求解方程:
[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogI1kK9Jw5GibBDY5bzPkFl203KPI9xdGTc3GzViboRE0jUFqtDX8Ju2bWg/0?wx_fmt=jpeg[/img]
上列公式适用于滑动面处的地基系数为:[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIgMkdAFMOibmxHSiakiauUibUebDpOk63Swetics1icC0jCoyicDxwV9DxaknQ/0?wx_fmt=jpeg[/img],[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogI6tEoGhjTSgzGT4XcLNEnlhJxD0Vyj67GibdadLHP2ht0wrqgZqIpZlw/0?wx_fmt=jpeg[/img]为一常数;[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIVrLIaQlw041vXEsDPUVvGxsjmrJQmJmRicCHAxPSChDCvabSldgNmAw/0?wx_fmt=jpeg[/img]或[img]https://mmbiz.qlogo.cn/mmbiz/Q8WFhPOvNbYlURcUUMyhMRqkqVk7HogIMZTXjSYZGfV75JBTdy8nSTd8AiapQ5812n5PvVUrJPgvssxxyIicOlSA/0?wx_fmt=jpeg[/img]时。也适用于m=0时(即K法)。
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