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
5
8
8.0×10
4
(15.0~2 5.0) ×105
(25.0~2 8.0) ×105
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）。
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
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。
（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。
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
（二）抗滑桩的计算宽度
抗滑桩受滑坡推力的作用产生位移，则桩侧岩 （土）对桩作用着抗力。当岩（土）变形处于 弹性变形阶段时，桩受到岩（土）的弹性抗力 作用。岩（土）对桩的弹性抗力及其分布与桩 的作用范围有关。 为了将空间的受力简化为平面受力，并考虑桩截 面形状的影响，将桩的设计宽度（或直径）换 算成相当于实际工作条件下的矩形桩宽BP，此 BP称为桩的计算宽度。
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 ；
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。
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：
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
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。
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。
3．埋于滑床中的桩将滑坡推力传递给桩周的岩 （土），桩的锚固段前、后岩（土）受力后发 生变形，从而产生由此引起的岩（土）抗力作 用。 4．抗滑桩截面大，桩周面积大，桩与地层间的 摩阻力、粘着力必然也大，由此产生的平衡弯 矩对桩显然有利。但其计算复杂，所以，一般 不予考虑。 抗滑桩的基底应力，主要是由自重引起的。而桩 侧摩阻力、粘着力又换工消了大部分自重。实 测资料表明，桩底应力一般相当小，为简化计 算，对桩底应力通常也忽略不计。计算略偏安 全，而对整个设计影响不大。
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
（二）桩的锚固深度
桩埋入滑面以下稳定地层内的适宜锚固深度， 与该地层的强度、桩所承受的滑坡推力、桩的相 对刚度以及桩前滑面以上滑体对桩的反力等有关。 原则上由桩的锚固深度传递到滑面以下地层的 侧向压应力不得大于该地层的容许侧向抗压强度， 桩基底的最大压应力不得大于地基的容许承载力。 锚固深度不足，易引起桩效用的失败；但锚固 过深则将导致工程量的增加和施工的困难。有时 可适当缩小桩的间距以减小每根桩所承受的滑坡 推力，有时可调整桩的截面以增大桩的相对刚度， 从而达到减小锚固深度的目的。
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
抗滑桩的设计任务就是根据以上要求，确定 抗滑桩的桩位，间距、尺寸、埋深、配筋、材 料和施工要求等。这是一个很复杂的问题，常 常要经分析研究才能得出合理的方案。