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抗滑桩设计讲解（四） [复制链接]

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工程师

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 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）。

GEO5帮助文档（用户手册）官网下载地址：http://www.geo5.cn/courses/docs/67

云盘下载地址：http://pan.baidu.com/s/1gedCyl1

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