邊坡工程處治技術(shù)05--抗滑樁的設(shè)計(jì)與施工

1、2021/2/211 第五章第五章 抗滑樁的設(shè)計(jì)與施工抗滑樁的設(shè)計(jì)與施工 n5.1 概述 n5.2 抗滑樁設(shè)計(jì)荷載的確定 n5.3 抗滑樁的計(jì)算方法 n5.4 抗滑樁的設(shè)計(jì) n5.5 抗滑樁的施工 2021/2/212 5.1 概述概述 抗滑樁工作原理示意圖 滑坡推力 側(cè)向阻力 滑動(dòng)面 抗滑樁 樁是深入土層或巖 層的構(gòu)件。 抗滑樁與一般樁基 類似,主要承擔(dān)水平荷 載。 邊坡處治工程中的 抗滑樁通過樁身將上 部承受的坡體推力傳 給樁下部的側(cè)向土體 或巖體,依靠樁下部的 側(cè)向阻力來承擔(dān)邊坡 的下推力,而使邊坡保 持平衡或穩(wěn)定。 2021/2/213 5.1.15.1.1 抗滑樁的類型、特點(diǎn)及適用條

2、件抗滑樁的類型、特點(diǎn)及適用條件 1. 抗滑樁的類型 （1）按材質(zhì)分類 木樁、鋼樁、鋼筋混凝土樁、組合樁。 （2）按成樁方法分類 打入樁、靜壓樁、就地灌注樁（沉管灌注樁和鉆孔灌注樁）。 （3）按結(jié)構(gòu)型式分類 單樁、排樁（椅式樁墻、門式剛架樁墻、排架抗滑樁墻）、群樁、有錨 樁（錨桿和錨索）。 （4）按樁身斷面形式分類 圓形樁、方形樁、矩形樁、“工”字形樁等。 2021/2/214 a）b）c） 抗滑排樁型式 a）椅式； b）門式；c）排架式 2021/2/215 2.各類樁型的特點(diǎn)及適用條件 樁型 特點(diǎn) 適用條件 優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn) 按 材 質(zhì) 分 類 木樁 就地取材、方便、易于施 工 樁長有限、樁身強(qiáng)度不

3、 高 用于淺層滑坡的治理、臨 時(shí)工程、或搶險(xiǎn)工程 鋼樁 強(qiáng)度高、施打容易、快速、 接長方便 受樁身斷面尺寸限制,橫 向剛度小,造價(jià)偏高 鋼筋混凝土 樁 樁斷面剛度大,抗彎能力高, 施工方式多樣 混凝土抗拉能力有限 按 成 樁 方 法 分 類 打入式施工簡單、工期短施工振動(dòng)對邊坡影響 全埋式抗滑樁或填方邊坡, 同時(shí)下臥地層應(yīng)有可打性 機(jī)械鉆孔速度快,樁徑可大可小 對較陡邊坡機(jī)械架設(shè)困 難,鉆孔時(shí)水對邊坡也有 影響 適用于各種地質(zhì)條件 人工挖孔方便、簡單、經(jīng)濟(jì) 速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度高,遇 不良地層處理困難 對地質(zhì)條件要求較高,樁徑 應(yīng)在1000mm以上 按 結(jié) 構(gòu) 型 式 分 類 單樁簡單、受力和作用

4、明確。承載力較小 排架樁 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大,抗彎能力強(qiáng),樁 臂阻力小,樁身應(yīng)變小。 在軟弱地層有明顯的優(yōu)越 性 有錨樁 改變樁的受力狀況,樁身應(yīng) 力狀態(tài)和樁頂位移得到改 善。 錨桿（索）的錨固端需 要較好的地層或巖層 邊坡的推力較大,對邊坡的 變形有要求 2021/2/216 5.1.2 5.1.2 抗滑樁設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容抗滑樁設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)內(nèi)容 1. 抗滑樁設(shè)計(jì)要求 （1）抗滑樁提供的阻滑力要使整個(gè)滑坡具有足夠的穩(wěn)定性,同時(shí)保 證坡體不從樁頂滑出,不從樁間擠出; （2）抗滑樁樁身要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,即樁的斷面要有足夠的 剛度,樁的應(yīng)力和應(yīng)變滿足規(guī)定要求; （3）樁周地基抗力和滑體的變形在容許

5、范圍內(nèi); （4）抗滑樁的埋深及錨固深度、樁間距、樁結(jié)構(gòu)尺寸和樁斷面尺寸 應(yīng)比較適當(dāng),安全可靠,施工可行、方便,造價(jià)較經(jīng)濟(jì)。 2021/2/217 2. 抗滑樁的設(shè)計(jì)內(nèi)容 （1）進(jìn)行樁群平面布置,擬定樁間距等平面尺寸; （2）擬定樁型、樁埋深、樁長、樁斷面尺寸; （3）根據(jù)擬定的結(jié)構(gòu)確定作用于抗滑樁上的力系; （4）確定樁的計(jì)算寬度,選定地基反力系數(shù),進(jìn)行樁的受力和 變 形計(jì)算; （5）進(jìn)行樁截面的配筋計(jì)算和一般的構(gòu)造設(shè)計(jì); （6）提出施工技術(shù)要求,擬定施工方案,計(jì)算工程量,編制概（預(yù)） 算等。 2021/2/218 5.1.3 5.1.3 抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算程序抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算程序 收集滑坡資料、分

6、析原因、確定滑坡性質(zhì)、范圍等 計(jì)算滑坡推力 進(jìn)行樁群的平面布置、擬定樁間距、樁位 選擇樁型，擬定樁長、錨固深度、截面尺寸等 確定樁的計(jì)算深度，選定地基系數(shù) 計(jì)算樁的變形系數(shù)和計(jì)算深度，判斷樁的計(jì)算性質(zhì)（剛性或彈性樁） 采用相應(yīng)的方法計(jì)算樁的內(nèi)力和變位、地基反力等，確定樁身的最大彎矩和剪力及位置 校核地基強(qiáng)度是否接近 繪制樁身彎矩、剪力圖、變形曲線 是 對鋼筋混凝土樁進(jìn)行配筋設(shè)計(jì) 繪制施工圖，提出施工技術(shù)要求等 否 2021/2/219 5.2 5.2 抗滑樁設(shè)計(jì)荷載的確定抗滑樁設(shè)計(jì)荷載的確定 作用于抗滑樁上的力系主要有兩大部分:作用于樁上部的滑坡推 力和樁周地層對樁的反力。 5.2.1 5.2

7、.1 滑坡推力的確定滑坡推力的確定 1. 滑坡推力 坡體產(chǎn)生的作用于抗滑樁樁背上的力,其作用方向假定與樁穿過滑面 點(diǎn)處的切線方向平行。 2. 滑坡推力計(jì)算方法 滑坡推力的計(jì)算方法有瑞典條分法,Bishop條分法,Janbu條分法,不 平衡推力傳遞系數(shù)法,有限單元法等。在實(shí)際工程中一般采用不平 衡推力傳遞系數(shù)法（剩余推力法）。 2021/2/2110 設(shè)計(jì)滑坡推力按如下方法確定: （1）首先得到穩(wěn)定系數(shù)為1的滑坡推力曲線與設(shè)計(jì)工 況下的推力曲線; （2）設(shè)樁處的設(shè)計(jì)滑坡推力值為設(shè)計(jì)工況推力曲線 與穩(wěn)定系數(shù)為1的滑坡推力曲線之差值; （3）該差值在水平方向的分量即為設(shè)計(jì)滑坡推力值。 2021/2/

8、2111 對于穩(wěn)定系數(shù)小于1的滑坡,利用規(guī)范法進(jìn)行設(shè)計(jì) 偏于危險(xiǎn);而對于穩(wěn)定系數(shù)大于1的滑坡,利用規(guī)范法 進(jìn)行設(shè)計(jì)偏于保守。 基準(zhǔn)工況:該工況不一定是自然工況,而是在考慮安全 系數(shù)的情況下,進(jìn)行設(shè)計(jì)工況與校核工況所對應(yīng)的荷載組 合的推力計(jì)算,取其中剩余下滑力較小的一條曲線所對應(yīng) 的荷載組合作為基準(zhǔn)工況。 控制設(shè)計(jì)工況:在考慮安全系數(shù)的情況下,進(jìn)行設(shè)計(jì)工 況與校核工況所對應(yīng)的荷載組合的推力計(jì)算,取其中剩余 下滑力較大的一條曲線所對應(yīng)的荷載組合為控制設(shè)計(jì)工況。 2021/2/2112 2021/2/2113 對于水庫滑坡或削方邊坡而言,基準(zhǔn)工況時(shí)滑坡的穩(wěn) 定系數(shù)可能小于1,如果仍利用規(guī)范法確定滑坡

9、的設(shè)計(jì) 推力,會(huì)使結(jié)果偏小,從而使設(shè)計(jì)偏于危險(xiǎn)。因?yàn)榘凑找?guī) 范所確定的設(shè)計(jì)滑坡推力E設(shè)小于根據(jù)基準(zhǔn)工況所確定的 設(shè)計(jì)滑坡推力值E設(shè)（樁前有抗力存在）,若樁前不存在抗 力時(shí),樁位于抗滑段時(shí)的設(shè)計(jì)滑坡推力不能用差值,需要通 過控制設(shè)計(jì)工況剩余下滑力曲線E設(shè)L來確定。 2021/2/2114 2021/2/2115 3. 滑坡推力分布形式 滑坡推力在樁背上的分布和作用點(diǎn)位置,與滑坡的類型、部 位、地層性質(zhì)、變形情況及地基反力系數(shù)等因素有關(guān)。 （1）對于液性指數(shù)小,剛度較大和較密實(shí)的滑坡體,從頂層到 底層的滑動(dòng)速度常大體一致,假定滑面上樁背的滑坡推力分布圖 形呈矩形。 （2）對于液性指數(shù)較大,剛度較小

10、和密實(shí)度不均勻的塑性滑 體,假定滑面以上樁背的滑坡推力圖形呈三角形分布。 （3）介于上述兩者之間的情況可假定樁背推力分布呈梯形。 2021/2/2116 5.2.2 地基反力的確定地基反力的確定 1. 地基反力 樁將滑坡推力傳遞給滑面以下的樁周土（巖）時(shí),樁的錨固段前后巖 （土）體受力后發(fā)生變形,并由此產(chǎn)生的巖（土）體的反力。 反力的大小與巖（土）體的變形狀態(tài)有關(guān)。處于彈性階段時(shí),按彈性 抗力計(jì)算,處于塑性階段時(shí),情況比較復(fù)雜,但地基反力應(yīng)不超過錨固段地 基土的側(cè)向容許承載力。 2. 地基反力系數(shù) （1）地基反力系數(shù):樁側(cè)巖土體的彈性抗力系數(shù),是地基承受的側(cè)壓 力與樁在該位置出產(chǎn)生的側(cè)向位移的

11、比值。也即單位巖土體在彈性限度 內(nèi)產(chǎn)生單位壓縮變形時(shí)所需施加于其單位面積上的力。 （2）地基反力系數(shù)的三種假設(shè)方法: K 法 地基系數(shù)不隨深度而變化,即地基系數(shù)為常數(shù) K; m 法 地基系數(shù)隨深度呈直線變化; C 法 地基反力系數(shù)沿深度按凸拋物線增大。 2021/2/2117 （3）地基反力系數(shù)K, 應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。 當(dāng)?shù)鼗翞槎鄬油習(xí)r,采用按層厚以等面積加權(quán)求平均的方法求 算地基反力系數(shù)。 地基土為2層時(shí),有 2 21 2212 2 11 )( )2( ll lllmlm m （4.1） 地基土為3層時(shí),有 2 321 332132212 2 11 )( )22()2( lll llllml

12、llmlm m （4.2） m 式中： 、 、 分別為第1，2，3層地基土的 值； 、 、 分別為第1，2，3層地基土的厚度。 1 m 2 m 3 mm 1 l 2 l 3 l 2021/2/2118 5.3 5.3 抗滑樁的計(jì)算方法抗滑樁的計(jì)算方法 5 5.3.1 剛性樁與彈性樁的區(qū)分剛性樁與彈性樁的區(qū)分 抗滑樁受到滑坡推力后,將產(chǎn)生一定的變形。根據(jù)樁和樁周土的 性質(zhì)和樁的幾何性質(zhì),其變形有兩種情況: 1. 剛性樁:樁的位置發(fā)生了偏離,但樁軸線仍保持原有的線形,變形 由于樁周土的變形所致。 2. 彈性樁:樁的位置和軸線同時(shí)發(fā)生改變,即樁軸線和樁周土同時(shí) 發(fā)生變形。 3. 區(qū)分方法 試驗(yàn)研究表

13、明,當(dāng)抗滑樁埋入穩(wěn)定地層內(nèi)的計(jì)算深度為某一臨界 值時(shí),可視樁的剛度為無窮大,樁的側(cè)向極限承載力僅取決于樁周土的 彈性抗力的大小。工程中把這個(gè)臨界值作為判斷是剛性樁或彈性樁 的標(biāo)準(zhǔn)。 2021/2/2119 臨界值的規(guī)定如下: （1）按 K 法計(jì)算 時(shí),抗滑樁屬剛性樁; 時(shí),抗滑樁屬彈性樁。 （2）按 m 法計(jì)算 時(shí),抗滑樁屬剛性樁; 時(shí),抗滑樁屬彈性樁。 0 . 1 2 l 0 . 1 2 l 5 . 2 2 l 5 . 2 2 l 式中,、均定義為樁的變形系數(shù),單位為 ,分別按下式計(jì)算: 1 m 4 1 4EI BK pH （4.3） 5 1 EI Bm pH （4.4） 式中： K 法的側(cè)

14、向地基系數(shù)， ； 樁的正面計(jì)算寬度，m； m 法地基系數(shù)的比例系數(shù)， ； E，I 樁的彈性模量，KPa，樁的截面慣性矩， 。 H K 3 mKN 4 mKN p B p m 4 m 2021/2/2120 5 5.3.2 剛性樁的計(jì)算剛性樁的計(jì)算 把滑面以上抗滑樁受荷載段 上的所有的力均當(dāng)作外力,對滑面 以下樁截面進(jìn)行受力分析,從而計(jì) 算樁的內(nèi)力。 滑面以下為同一m值,樁底自 由,滑面處的彈性抗力系數(shù)分別為 A1 、A2,H為滑坡推力與剩余抗滑 力之差,x 為下部樁段轉(zhuǎn)動(dòng)軸心距 滑面的距離,j為旋轉(zhuǎn)角,l0為滑坡 推力至滑面的距離。 H y x mm j 1 A2 A y x 0 l 2 l

15、0 x 單一土層樁的受力分析 2021/2/2121 樁身剪力： 樁身彎矩： )23()2( 0 2 6 1 01 2 1 xxxmBxxxABHQ ppx jj )2()3()( 0 3 12 1 0 2 16 1 0 xxxmBxxxABxlHM ppx jj 當(dāng) 時(shí) 樁身變位： 樁側(cè)應(yīng)力： 樁身剪力： 樁身彎矩： j)( 0 xxy 02 xxl j)( 02 xxmxA x 2 02 2 1 0 2 6 1 2 01 2 1 )()23(xxABxxxmBxABHQ pppx jjj )2()()3()( 0 3 12 1 3 026 1 0 2 016 1 0 xxxmBxxABxx

16、xABxlHM pppx jjj 當(dāng) 時(shí) 0 0 xx 樁身變位：j)( 0 xxy 樁側(cè)應(yīng)力：j)( 01 xxmxA x 2021/2/2122 根據(jù)靜力平衡條件 H=0和 M=0可解得： 0)23()34(5 .0 )2(3)23()(3)( 202 2 220 3 2 202220 2 2 2 0210 3 021 llAlllml llAlllmlxAAlxAA 令 )( 21 AAA )(3 210 AAlB )2(3)23( 202220 2 2 llAlllmlC )23()34(5 . 0 202 2 220 3 2 llAlllmlD 則有0 2 0 3 0 DCBxAx

17、)32()2(3)(3 6 22 2 2220221 2 0 AmllAmlxlAAxB H p j （4.5） （4.6） 解方程式（4.5），找出 代入（4.6）可算出 ，則可計(jì)算出樁的內(nèi)力。 0 xj 2021/2/2123 5 5.3.3 彈性樁的計(jì)算彈性樁的計(jì)算 A E p E 2 l B 錨固段 a）b） 彈性樁計(jì)算圖式 j y 0 y 0 Q 0 M 2 l x 滑面 抗滑樁滑面以上部 分所受荷載對滑面以下 樁段的作用可進(jìn)行簡化 （如右圖）,然后可根據(jù) 樁周土體的性質(zhì)確定彈 性抗力系數(shù),建立撓動(dòng)微 分方程,通過數(shù)學(xué)求解可 得滑面以下任一截面的 變位和內(nèi)力計(jì)算的一般 表達(dá)式。最后根

18、據(jù)樁底 邊界條件計(jì)算出滑面處 的位移和轉(zhuǎn)角,再計(jì)算出 樁身任一深度處的變位 和內(nèi)力。 2021/2/2124 1.m法 樁頂受水平荷載的撓曲微分方程為 0 4 4 xymBEI hp dx yd （4.7） xym DCBAyEIQ DCBAyEIM DCBAy DCBAyy hx EI Q EI M x EI Q EI M x EI Q EI M x EI Q EI M x j j j j j 44440 3 33330 2 22220 11110 3 0 2 00 3 0 2 00 3 0 2 00 3 0 2 00 （4.8） 采用冪級(jí)數(shù)的解法,整理后有: 式中： ， ， ， 隨樁的換算

19、深度 而變化的 m法的影響函數(shù)值。 i A i B i C i D xl 2021/2/2125 式（4.8）為m 法計(jì)算樁的一般表達(dá)式。一般應(yīng)根據(jù)樁底的邊 界條件求得滑動(dòng)面出的位移和轉(zhuǎn)角,才可求出樁身任一截面出的位 移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力,地基土對該截面的側(cè)向應(yīng)力。 當(dāng)樁底為固定端時(shí)，有 ， ， ， 。將邊界 條件代入（4.8）中的第1式和第2式，聯(lián)立求解得： 0 B y 0 B j0 B M0 B Q 當(dāng)樁底為鉸接端時(shí)，有 ， ， ， 。 將邊界條件帶入（4.8）中的第1式和第3式，聯(lián)立求解得： 0 B y 0 B Q0 B j0 B M 0012121212 0 23 12121212 0

20、012121212 0 2 12121212 MQB CC BB DD B y EI A BB AEIA BB A MQC AA CD AA D EI A BB AEIA BB A j 0131301313 0 23 13131313 0131301313 0 2 13131313 MC BB CQD BB D y EI B AA BEI B AA B MA CC AQA DD A EI B AA BEI B AA B j 2021/2/2126 當(dāng)樁底為自由端時(shí)，有 ， ， ， 。 將邊界條件代入（4.8）中的第3式和第4式，聯(lián)立求解得： 0 B j 0 B Q0 B M0 B y 將上述各

21、種邊界條件下相應(yīng)的y0、0帶入（4.8）,即可求得滑動(dòng)面以 下樁身任一截面的位移、轉(zhuǎn)角、彎矩和剪力。 2. K法 依假定,樁錨固段的撓曲微分方程為: 由式（4.3）,有 上式可寫為: 0343403443 0 23 34343434 0343403434 0 2 34343434 MB CC BQB DB D y EI A BB AEIA BB A MC AA CQD AA D EI A BB AEIA BB A j 4 4 0 hp d y EIK B y dx 4 4 hp K BEI 4 4 4 40 d y y dx 2021/2/2127 求解常系數(shù)微分方程,整理代換后有: 其中 (

22、4.14) 1 2 3 4 cos 1 (sincos) 2 1 sins 2 1 (sincos) 4 xch x xch xxsh x x h x xch xxsh x 000 01234 23 000 04123 23 2 000 03412 23 3 000 02341 23 4 4 4 4 4 x x x x xHx MQ yy EIEI MQ y EIEI MQ MEIy EIEI MQ QEIy EIEI K y j j j j j 2021/2/2128 當(dāng)樁底為固定端時(shí),有 , .代入式（4.14） 中的第1式和第2式,聯(lián)立求解得: 0 B y 0 B j 當(dāng)樁底為自由端時(shí)，

23、有 ， 。將邊界條件代入 （4.14）中的第3式和第4式，聯(lián)立求解得： 0 B M0 B Q 0 B M 0 B y 當(dāng)樁底為鉸接端時(shí)，有 ， 。將邊界條件代入 （4.14）中的第1式和第3式，聯(lián)立求解得： 2 021302314 0 2232 241241 2 012340134 0 222 241241 44 44 44 MQ y EIEI MQ EIEI j 22 03412042 0 23 23142314 22 01303412 0 2 23142314 44 44 44 44 MQ y EIEI MQ EIEI j 2 041302314 0 2232 324324 2 03412

24、0213 0 222 324324 4 4444 4 4444 MQ y EIEI MQ EIEI j 2021/2/2129 5.4 5.4 抗滑樁的設(shè)計(jì)抗滑樁的設(shè)計(jì) 5.4.1 5.4.1 抗滑樁的布設(shè)抗滑樁的布設(shè) 1.抗滑樁的平面布置 抗滑樁的平面布置是指樁的平面位置和樁間距。一般應(yīng)根據(jù)邊 坡的地層性質(zhì)、推力大小、滑動(dòng)面坡度、滑動(dòng)面以上的厚度、施工 條件、樁型和樁截面的大小及可能的錨固深度及錨固段的地質(zhì)條件 等因素綜合考慮決定: （1）對地質(zhì)條件簡單的中小型滑坡,一般在滑體前緣布設(shè)一排 抗滑樁,樁排方向應(yīng)與滑體垂直或接近垂直。 （2）對于軸向很長的多級(jí)滑坡或推力很大的滑坡,可考慮將抗 滑

25、樁布置成兩排或多排,進(jìn)行分級(jí)處治,也可考慮在抗滑帶集中布置 23排、平面上呈品字形或梅花形的抗滑樁或抗滑排樁。 （3）對滑坡推力特別大的滑坡,可考慮采用抗滑排架或群樁承 臺(tái)。 （4）對于軸向很長的具有復(fù)合滑動(dòng)面的滑體,應(yīng)根據(jù)滑面情況 和坡面情況分段設(shè)立抗滑樁,或采用抗滑樁與其他抗滑結(jié)構(gòu)組合布 置方案。 2021/2/2130 2. 抗滑樁的間距 抗滑樁的間距受滑坡推力大小、樁型及斷面尺寸、樁的長度 和錨固深度、錨固地層強(qiáng)度、滑坡體的密實(shí)度和強(qiáng)度、施工條件 等諸多因素影響。合適的樁間距應(yīng)該使樁間滑體具有足夠的穩(wěn)定 性,在下滑力作用下不致于從樁間擠出。 3. 樁的錨固深度 實(shí)際工程中一般采用的樁間

26、距為6-10m。 當(dāng)抗滑樁集中布置成2-3排排樁或排架時(shí),排間距可采用截面寬 度的2-3倍。 樁埋入滑面以下穩(wěn)定地層內(nèi)的適宜錨固深度,與該地層的強(qiáng)度、 樁所承受的滑坡推力、樁的相對剛度以及樁前滑面以上滑體對樁 的反力等因素有關(guān)。原則上由樁的錨固段傳遞到滑動(dòng)面以下地層 的側(cè)向壓應(yīng)力不得大于該地層的側(cè)向容許抗壓強(qiáng)度、樁基底的壓 應(yīng)力不得大于地基的容許承載離來確定。 2021/2/2131 （1）當(dāng)錨固段地層為土層或嚴(yán)重風(fēng)化的破碎巖層時(shí)，樁身對地層 的側(cè)壓力應(yīng)符合下列條件： （4.36） 式中： 樁身對地層的側(cè)壓應(yīng)力，KPa； 地層巖（土）的重 度，KN/m ； 地層巖（土）的內(nèi)摩擦角，；c地層巖（

27、土） 的粘聚力， KPa； 地面至計(jì)算點(diǎn)的深度，m。 )( cos 4 max cltg max 3 l （2）當(dāng)錨固段地層為比較完整的巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層時(shí)，樁身對圍巖 的側(cè)壓力應(yīng)符合下列條件： （4.37） 式中： 折減系數(shù)，根據(jù)巖層產(chǎn)狀的傾角大小，取0.5-1.0； 折減系數(shù)，根據(jù)巖層的破碎和軟化程度，區(qū)0.3-0.5； 圍巖巖石單 軸極限抗壓強(qiáng)度，KPa。 021max RKK 1 K 2 K 0 R 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),對于土層或軟質(zhì)巖層,錨固深度可取1/3-1/2樁長,對于完整、 較堅(jiān)硬的巖層可取1/4樁長。 2021/2/2132 5.4.2 5.4.2 樁型選擇樁型選擇 抗滑樁樁型的選擇應(yīng)根

28、據(jù)滑坡性質(zhì)、滑坡處的地質(zhì)條件、滑坡推力大 小、工程造價(jià)施工條件和工期要求等綜合考慮,按安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、方 便的原則,結(jié)合設(shè)計(jì)人員的工程經(jīng)驗(yàn)來選擇。 1. 鋼筋混凝土樁 其適用范圍最廣,斷面形式主要有圓形、矩形。樁徑根據(jù)滑坡推力和 樁間距確定,一般6002000,最大可達(dá)4500。矩形斷面抗彎剛度大, 適用于滑坡推力較大,需要大剛度的地方。一般人工成孔,斷面尺寸bh一 般為10001500、12001800、15002000、20003000等。 2. 鋼管樁 鋼管樁一般為打入式樁,其特點(diǎn)是強(qiáng)度高、抗彎能力大、施工快、可 快速形成樁排或樁群。鋼管樁樁徑一般為D400 D900,常用的是D600

29、。 其適用于有沉樁施工條件和有材料可資利用的地方,或工期短、需要快速 處治的滑坡工程。 3. H型鋼樁 其特點(diǎn)與適用條件與鋼管樁基本相同,型號(hào)有HP200、HP250、HP310、 HP360等。 2021/2/2133 5.4.3 5.4.3 樁的內(nèi)力和變位計(jì)算樁的內(nèi)力和變位計(jì)算 1.樁的計(jì)算寬度的確定 抗滑樁受滑坡推力作用產(chǎn)生位移,樁側(cè)巖土體對樁產(chǎn)生反力, 試驗(yàn)研究表明,樁在水平荷載作用下,不僅樁身寬度內(nèi)的樁側(cè)巖 土體手?jǐn)D壓,而且樁身寬度以外一定范圍內(nèi)的土體也受影響,呈 現(xiàn)出空間受力狀態(tài)。 為了簡化計(jì)算,將空間受力狀態(tài)轉(zhuǎn)化為平面問題,考慮到樁 截面形式的影響,將樁寬（或樁徑）換算成相當(dāng)于實(shí)

30、際工作條件 下的矩形樁寬度 , 稱為計(jì)算寬度。 根據(jù)試驗(yàn)資料,對于正面邊長b大于或等于1m的矩形樁或 樁徑d大于或等于1m的圓形樁,其計(jì)算寬度為: 矩形樁: 圓形樁: ) 1(9 . 0 1 dB bB p p p B p B 2021/2/2134 2. 確定地基反力系數(shù)或計(jì)算參數(shù) 水平地基反力系數(shù)一般應(yīng)通過試驗(yàn)確定。但無試驗(yàn)資料時(shí), 可參照相關(guān)的文獻(xiàn)或規(guī)范確定。 3. 計(jì)算圖式的擬定 根據(jù)前述的抗滑樁平面布置,初步選出樁型,初步確定錨固 深度,確定樁長,計(jì)算樁上承受的滑坡推力,繪出計(jì)算圖式,確定 樁的邊界條件。 4. 計(jì)算方法選擇和樁性質(zhì)的判定 根據(jù)樁的變形系數(shù)判斷樁的性質(zhì)（彈性樁或剛性樁

31、）,選擇 相應(yīng)的計(jì)算方法。彈性樁的計(jì)算方法很多,常用的有k法、m法、 數(shù)值分析法等。 2021/2/2135 5. 樁的內(nèi)力和變位計(jì)算 根據(jù)所確定的計(jì)算圖式和計(jì)算參數(shù)、選擇的計(jì)算方法、樁的性質(zhì), 按本章第3節(jié)的計(jì)算方法可計(jì)算出樁沿軸線的彎矩分布圖（Mx）、剪力 分布圖（ Qx ）、樁的水平變位（yx）和轉(zhuǎn)角（yx）,以及樁身對地層巖 土體的側(cè)向應(yīng)力分布圖（x）。 算時(shí),應(yīng)先計(jì)算出樁在滑面處的位移 y0和側(cè)向壓應(yīng)力。判斷該位移 是否在樁的水平位移限值內(nèi),若不在,應(yīng)適當(dāng)增加樁的剛度或錨固深度,重 新計(jì)算,使其滿足要求。判斷側(cè)向壓應(yīng)力是否滿足樁側(cè)地層的巖土穩(wěn)定 性時(shí),一般在錨固深度中選取幾個(gè)代表性斷

32、面,如l2/3處、l2/2處和 l2處等, 判斷這些代表性斷面的側(cè)向壓應(yīng)力是否滿足式（4.36）或式（4.37）所 確定的穩(wěn)定極限應(yīng)力值。若不滿足,則調(diào)整樁的剛度、錨固深度和樁間 距,再次計(jì)算直到滿足要求為止。 2021/2/2136 約束條件約束條件 物理量物理量 固定固定鉸支鉸支自由自由 剪力剪力Q Q 彎矩彎矩M M 2021/2/2137 5.4.4 5.4.4 樁的配筋計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì)樁的配筋計(jì)算和構(gòu)造設(shè)計(jì) 1. 樁的配筋計(jì)算 鋼筋混凝土樁的配筋計(jì)算一般根據(jù)所算得的樁身最大彎矩值,進(jìn) 行配筋計(jì)算,再驗(yàn)算最大彎矩值斷面的抗裂要求,剪力最大截面處的抗 剪強(qiáng)度。配筋計(jì)算方法與一般的鋼筋混凝土

33、結(jié)構(gòu)相同。 2. 鋼筋混凝土樁的構(gòu)造要求 混凝土強(qiáng)度:一般采用C20,不低于C15,水下灌注不低于C20; 主筋保護(hù)層厚度:一般不小于35mm,水下灌注不小于50mm; 主筋不宜小于810,常用1216以上,縱向主筋沿樁身周邊均 勻布置（圓樁）,鋼筋凈間距不應(yīng)小于60mm; 配筋率一般不低于0.65%0.20%（小樁徑取高值,大樁徑取低 值）; 箍筋率不低于6200,宜采用螺旋箍筋或焊接環(huán)式箍筋,鋼筋 骨架中,應(yīng)每隔2m左右設(shè)一道加強(qiáng)箍筋; 鋼筋的接長等應(yīng)符合鋼筋混凝土構(gòu)件的構(gòu)造要求。 2021/2/2138 1. 樁的正截面設(shè)計(jì) 一般情況下,抗滑樁按受彎構(gòu)件設(shè)計(jì),配筋時(shí)按單筋矩 形梁考慮?？?/p>

34、滑樁截面形狀通常為矩形,其正截面受彎承載 力的計(jì)算公式如下。 式中:M彎矩設(shè)計(jì)值; 1系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過C50時(shí),取1.0;當(dāng) 混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取0.94,其余的采用線性內(nèi)插; fc混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)規(guī)范取用; 10 () 2 c x Mf bx h 2021/2/2139 b矩形截面寬度; x混凝土受壓區(qū)高度; h0截面有效高度。 混凝土受壓區(qū)高度由下式計(jì)算: 式中: fy 普通鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 規(guī)范取用; As 受拉區(qū)縱向鋼筋的截面面積。 1cys f bxf A 2021/2/2140 1. 樁的斜截面設(shè)計(jì) 矩形截面的受彎

35、構(gòu)件,其受剪截面應(yīng)符合以下條件: 0 0 0 0 0 4 6 6 cc cc h f bh b h f bh b h b 當(dāng)時(shí) V0.25 當(dāng)時(shí) V0.2 當(dāng)4時(shí)，按線性內(nèi)插法確定 式中: V 構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值; 1混凝土強(qiáng)度影響系數(shù),當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不超過 C50時(shí),取1.0;當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80時(shí),取0.94,其余的采 用線性內(nèi)插。同時(shí)滿足: 0t f bhV0.7 2021/2/2141 4.抗滑樁內(nèi)不宜設(shè)置斜筋,可采用調(diào)整箍筋的直徑、間距 和樁身截面尺寸等措施,滿足斜截面的抗剪強(qiáng)度。普通混凝 土矩形、T型和I型截面的一般受彎構(gòu)件,當(dāng)僅配置箍筋時(shí),其 界面受剪承載力應(yīng)符合

36、下列規(guī)定: 式中:V構(gòu)件斜截面上的最大剪力設(shè)計(jì)值; Asv配置在同一截面內(nèi)箍筋各肢的全部截面面積; n在同一截面內(nèi)箍筋的肢數(shù); Asv1單肢箍筋的截面面積; s沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距; fyv箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 采用。 00 1 0.71.25 sv tyv svsv A Vf bhfh s AnA 2021/2/2142 5.5 5.5 抗滑樁的施工抗滑樁的施工 5.5.1 5.5.1 施工一般程序施工一般程序 收集技術(shù)資料,閱讀設(shè)計(jì)文件 現(xiàn)場勘察 編寫施工組織設(shè)計(jì) 現(xiàn)場測量放線，機(jī)械進(jìn)場 鉆機(jī)安裝（或孔口圍護(hù)，簡易絞車安設(shè)） 鉆（挖）孔，清孔 下鋼筋籠，灌注混凝土

37、匯總、整理施工資料（進(jìn)行必要的檢測） 竣工驗(yàn)收 2021/2/2143 5.5.2 5.5.2 設(shè)樁工藝選擇設(shè)樁工藝選擇 設(shè)樁工藝選擇應(yīng)根據(jù)具體的地質(zhì)情況、樁徑和樁長、工期要求,并 結(jié)合機(jī)具設(shè)備供應(yīng)情況和各種設(shè)樁工藝的適用范圍和優(yōu)缺點(diǎn),靈活正 確的選用。 序 號(hào)成 孔 方 法 適用范圍對環(huán)境的影響 孔徑（mm）孔深（m）土層 1人工推鉆或 機(jī)械推鉆 60016003040粘性土,砂類土,含少量砂礫（粒徑小 于10cm,含量低于30%）的土 振動(dòng)小,不需泥漿 2人工挖孔800400025各種土石無噪聲,不需泥漿 3潛水鉆成孔450450080淤泥腐質(zhì)土,粉沙,砂類土振動(dòng)小,需泥漿 4正循環(huán)成孔400250050粘性粉沙,細(xì)、中、粗砂,含少量卵石、 礫石的土,軟巖 振動(dòng)小,需泥漿 5反循環(huán)成孔400400090粘性土,砂類土