抗滑桩设计
第三章3.9 抗滑桩工程设计
（五） 地基系数
《铁路路基支挡结构设计 规范》（TB10025-2001）
（六） 刚性桩和弹性桩
抗滑桩受到滑坡推力后，将产生 一定的变形，根据桩和桩周岩、 土的性质，其变形有两种情形： （1）桩的位置发生了偏离，但桩 轴线仍保持原有线形（仍然是直 线），抗滑桩犹如刚体一样，仅 发生了转动，变形是由于桩周土 的变形所致，故称其为刚性桩， 如图（a）；（2）桩的位置和桩
3 4 抗滑桩 5
a 极限平衡时滑 坡推力曲线图
b c b' 39; f'
上述取值是考虑了桩前抗力的，但实际设计中有些情况下是不应考虑抗力的
（二） 滑坡推力的分布 关于滑坡推力的分布形式，国内与国外有区别，国外多将滑坡体 视为散体，用三角形分布，合理作用点为滑面以上的下三分点。 国内常采用的滑坡推力和土体抗力分布图式有三角形，矩形和梯 形分布三种模式
轴线同时发生改变，桩轴线由直
线变成了曲线，桩和桩周土同时 发生了变形，如图（b）。
（六） 刚性桩和弹性桩
试验表明，当埋入滑动面以下的计算深度（桩的锚固深度h2与桩的变形系数 α或β的乘积）小于某一临界值时，可视桩的刚度为无限大，其水平荷载作 用下的极限承载能力，只取决于桩周岩土体弹性抗力的大小，而与桩的刚度 无关，若对计算深度小于临界值的桩，分别按弹性桩和刚性桩计算，结果二 者水平承载力及传递到地层的压力图形均比较接近。为此，通常将这个临界
式中：
xy --地层y处的水平位移值，m B p--桩的计算宽度，m
K --地基系数
（四） 计算宽度
抗滑桩受滑坡推力的作用产生位移，则桩侧岩土对桩产生抗力。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，与岩土的变形大小有关，也与岩土变形的范围有关。试验研究 表明，桩在水平荷载作用下发生产生位移，不仅桩身宽度内的桩侧岩土 体受挤压，而且在桩身宽度以为的一定范围内的岩土体也受影响，受挤 压土体的范围与桩身的截面形状有关。
(完整版)抗滑桩设计与计算
其中，α=
αh2—桩的计算深度（m）；
mH—水平方向地基系数随深度而变形的比例系数（KN/m4），其余符号同前。
四．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（位移），内力及侧壁应力等，并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。
矩形桩：Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1
圆形桩：Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1)
③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（α或β）及其计算深度（αh或βh），据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。
桩的截面形状应从经济合理及施工方便可虑。目前多用矩形桩，边长2~3m，以1.5×2.0m及2.0×3.0m两种尺寸的截面较为常见。
2比较完整的岩质、半岩质地层
桩身对围岩的侧向压应力σmax（kPa）应符合下列条件：
σmax≤K1／. K2／.R0
式中，K1／—折减系数，根据岩层产状的倾角大小，取0.5~1.0；
K2／—折减系数，根据岩层的破碎和软化程度，取0.3~0.5；
R0—岩石单轴极限抗压强度，（kPa）。
2桩底支承条件
抗滑桩的顶端，一般为自由支承；而底端，由于锚固深度不同，可以分为自由支承、铰支承和固定支承三种，通常采用前两种。
抗滑桩设计的步骤
1抗滑桩设计计算步骤
一．首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态和发展趋势。
二．根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。
三．根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。
①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。
第三讲抗滑桩设计
9.桩的两侧及受压边，应适当配置纵向构 造钢筋，其间距宜为400～500mm，直径 不宜小于12mm。桩的受压边两侧，应配 置架立钢筋，其直径不宜小于16mm。
R——岩石单轴抗压极限强度(kPa)。
2、一般土体或严重风化破碎岩层
σmax <k(σp- σa)
式中
σ max
——同上；
k——折减系数，取决于土体结构特征和
力学强度参数的精度，宜取值为0.5～1.0；
σp——桩前岩土体作用于桩身的被动土 压应力(kPa)；
σa——桩后岩土体作用于桩身的主动土 压应力(kPa)。
十二、抗滑桩设计步骤
1．首先根据野外勘察定性了解滑坡的成因、 性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态、破 坏形式及发展趋势。 2．依据野外勘察结果，确定滑坡的地质模型 和计算模型，选择合理的计算参数进行计算。 3．根据稳定性计算结果，确定需要防治区域。 在需要防治的滑坡区域，选择主滑断面计算设 计滑坡推力值。
第三讲 抗滑桩设计
一、一般规定
抗滑桩一般布置于滑坡体厚度较薄、推 力较小，且嵌岩段地基强度较高地段。 采用抗滑桩对滑坡进行分段阻滑时，每 段宜以单排布置为主，若弯矩过大，应 采用预应力锚拉桩 ；
抗滑桩桩长宜小于35m。对于滑带埋深大 于25m的滑坡，采用抗滑桩阻滑时，应充 分论证其可行性；
抗滑桩间距(中对中)宜为5～10m。抗滑 桩嵌固段须嵌入滑床中，约为桩长的 1/3～2/5。为了防止滑体从桩间挤出，应 在桩间设钢筋砼或浆砌块石拱形挡板。 在重要建筑区，抗滑桩之间应用钢筋砼 联系梁联接，以增强整体稳定性
抗滑桩的设计考虑因素
抗滑桩的设计考虑因素
抗滑桩的设计考虑因素包括：
1. 地质条件：对于不同的地质条件，需要考虑地层的稳定性、土层的强度等因素，以确定合适的抗滑措施和桩基设计。
2. 设计荷载：需要考虑桩基所承受的静力荷载、动力荷载等，并根据荷载大小确定桩基的尺寸和强度。
3. 桩的类型：抗滑桩的类型有许多种，例如搁置桩、吉尔桩、混凝土搁置桩等，需要根据具体情况选择适合的桩型。
4. 桩的长度和直径：桩的长度和直径需要根据地质条件和设计荷载确定，以确保桩基的稳定性和承载能力。
5. 桩的布局：桩的布局应根据具体情况进行合理设计，以确保抗滑桩能够均匀地分布在受力区域内，提供足够的支撑和抗滑性能。
6. 抗滑力的计算：需要根据桩基的设计荷载和地层条件，计算抗滑力的大小，并根据计算结果设计合适的桩基。
7. 施工工艺：抗滑桩的施工工艺需要合理安排，确保桩身的质量和强度，并保
证桩与地层之间的紧密结合。
8. 监测与维护：抗滑桩施工完成后，需要进行定期的监测和维护工作，确保桩基的稳定性和抗滑性能。
抗滑桩设计步骤
沙伟奇 2抗滑桩设计步骤1、选定桩的位置。
一般设置在坡体的前缘。
2、根据滑坡推力，地基土性质、桩用材料等资料拟定桩的间距、截面形状和尺寸和埋置深度间距：单桩不考虑间距截面形状及尺寸：钢筋混凝土桩的截面形状有矩形、圆形。
当滑坡推力不能确定时，多采用圆形桩。
埋置深度：桩长宜小于 35m，锚固深度约为全桩长的 1/2~1/4 3、计算作用在抗滑桩上的各力滑坡推力：由前步骤计算得知桩前土抗力 :滑动面以上的桩前土抗力，可由极限平衡时滑坡推力曲线在设置桩处的值，桩前被动土压力确定，二者选小值。
桩前滑坡体可能滑走时不考虑桩前土抗力。
锚固段岩土体抗力，通常由弹性地基系数法确定。
4、地基反力计算、确定地基系数， K 法， M 法1) 地基反力：P y CB p X yP y——地基反力（ KN/m2）C ——地基系数（kpa/m）B p——桩的计算宽度（ m）X y——地层y处的位移量（m）2)地基系数2C m( y y0)m——地基系数随深度变化的比例系数n——随岩土类别而变化的比例常数y0——与岩土类别有关的常数①K 法当 n=0，C为常数，即C K适用于较完整的硬质岩层，未扰动的硬粘土和性质相近的半岩质地层。
②m 法当 n 1 ， y 0 时， C my ，C值呈三角形变化规律，适用于一般硬塑至半坚硬的沙粘土、碎石类土或风化破碎呈土状的软质页岩以及密度随深度增加的地层。
参考：表 5-1、表 5-23)抗滑桩的计算宽度矩形桩 B b 1pb——桩的宽度圆形桩B p 0.9( d 1)d——桩的直径5、计算桩的变形系数α或β及换算深度αh或βh，来判断按弹性桩或刚性桩来计算a)K法4CB p4EIh 1刚性桩h f 1弹性桩b) m 法5mB pEIh 2.5 刚性桩h f 2.5 弹性桩6、受荷段内力计算，确定滑面处的弯矩 (M 0 )、剪力（ Q 0）按材料力学计算7、锚固段内力计算。
根据桩底的边界条件采用相应的计算公式求算滑面处的水平位移和转角及其下若干点（刚性桩一般每深1m取一点，弹性桩0.2m ）的侧向弹性力、截面剪力，弯矩等，同时求出最大剪力及其位置，最大弯矩及其位置。
抗滑桩的表格4
目录
CONTENTS
01. 抗 滑 桩 的 概 述 02. 抗 滑 桩 的 分 类 03. 抗 滑 桩 的 设 计 04. 抗 滑 桩 的 施 工 05. 抗 滑 桩 的 维 护 与 检 测 06. 抗 滑 桩 的 优 缺 点 分 析
抗滑桩的定义
抗滑桩是一种用于防止滑坡的工程结构物 抗滑桩通过固定在滑坡体中的锚固力来平衡滑坡体的下滑力 抗滑桩通常采用钢筋混凝土材料制成 抗滑桩的截面形状一般为矩形或圆形
抗滑桩的施工方法：采用适当的施工方法，如人工挖孔桩、机械成孔桩等，按照 设计要求进行施工，确保抗滑桩的质量和安全性。
按结构形式分类
抗滑桩的分类：锚拉桩和锚碇板桩 锚拉桩的特点：利用锚杆将桩身与岩体连接，提高抗滑能力 锚碇板桩的特点：利用扩大基底的面积提高抗滑能力 适用条件：根据地质条件和滑坡规模选择合适的抗滑桩类型
抗滑桩的应用场景
边坡治理工程 滑坡治理工程 挡土墙工程 桥梁工程
抗滑桩的工作原理
抗滑桩的作用：通过抗滑桩将滑坡推力传递到稳定地层，以增加滑坡的稳定性。
抗滑桩的工作原理：通过抗滑桩的锚固力，将滑坡推力传递到稳定地层，并在滑 坡推力作用下保持稳定状态。
抗滑桩的设计原则：根据滑坡推力、地层岩性和地质构造等因素进行抗滑桩设计， 确保其能够有效地传递滑坡推力并保持稳定性。
检测方法：采用专业仪器和设 备进行无损检测
优点分析
抗滑桩能够有效地提高边坡的稳定性，减少滑坡、泥石流等自然灾害的发生。
与其他防护措施相比，抗滑桩具有较高的防护效果和较长的使用寿命。
抗滑桩的设计和施工相对简单，不需要复杂的机械和技术要求，因此成本较低。
抗滑桩对周围环境的影响较小，不会破坏原有的地形和植被。
边坡工程处治技术05 抗滑桩设计
mH B p EI
1 5
KH Bp 4 EI
1 4
式中： KH ——K 法的侧向地基系数，KN/m3 ； Bp ——桩的正面计算宽度，m； mp ——m 法地基系数的比例系数，KN/m4 ； E，I ——桩的弹性模量，KPa，桩的截面惯性矩，m4。
§5.2.2 地基反力的确定
1. 地基反力 桩将滑坡推力传递给滑面以下的桩周岩（土）时，桩的锚固 段前后岩（土）体受力后发生变形，并由此产生反力。 反力的大小与岩（土）体的变形状态有关。处于弹性阶段时， 按弹性抗力计算；处于塑性阶段时，情况比较复杂，但地基反力 应不超过锚固段地基土的侧向容许承载力。 2. 地基反力系数 （1）地基反力系数：桩侧岩土体的弹性抗力系数，是地基承 受的侧压力与桩在该位置出产生的侧向位移的比值。也即单位岩 土体在弹性限度内产生单位压缩变形时所需施加于其单位面积上 的力。 （2）地基反力系数的三种假设方法： ① K 法 地基系数为常数，试验获取或查表 ； ② m 法 地基系数随深度呈直线变化； ③ C 法 地基反力系数沿深度按凸抛物线增大，Cx=Cx1/2， C为地基反力系数的比例系数。
抗滑桩设计要求和设计内容
（1）抗滑桩提供的阻滑力要使整个滑坡具有足够的稳定性， 同时保证坡体不从桩顶滑出，不从桩间挤出； （2）抗滑桩桩身要有足够的强度和稳定性，即桩的断面要 有足够的刚度，桩的应力和应变满足规定要求； （3）桩周地基抗力和滑体的变形在容许范围内； （4）抗滑桩的埋深及锚固深度、桩间距、桩结构尺寸和桩
j
H
A1
x
A2 l 0
x0
m
y
m
抗滑桩设计计算(验算)
抗滑桩防护方案计算验算抗滑桩原设计长度为15米，桩基埋入承台深度为4.5米，桩基另侧采用万能杆件支撑（见附后图）。
由于承台基坑开挖较深，在承台施工时万能杆件横向支撑干扰较大，给施工带来很大的不便。
为此提出抗滑桩防护修改方案：1、取消万能杆件横向支撑；2、加大抗滑桩入土埋置深度，由4.5米增至9米，总桩长增至19米；3、在桩顶部设1.2m×0.8m系梁连接所有抗滑桩，加强桩顶部的整体稳定性。
具体验算如下：一、桩长及桩身最大弯矩计算开挖深度10米，桩下土层为新黄土和圆砾土，土的内摩擦角取35°，土的重度γ=18KN/m3，无地下水，采用人工挖孔灌注桩支护。
取1米为计算单元，计算桩入土深度及最大弯矩。
顶部车辆荷载P=10KN/m2。
1、桩的入土深度14.06224.0696.64)(67.632/77.284283.1083.010837.0)(49.51271.010271.0181069.3)245(271.0)245(/191056.0101856.0181032'223'''=====-====⨯⨯+⨯⨯⨯==+=+==-==⨯+⨯⨯=⨯+⨯⨯==+==-==+⨯=+⨯====∑∑∑l K E n l K E m r K K K mh m KN K P h K h l E h l rK K e K P K h e tg K tg K m KN h h h m Ph P P aa P γγαγααααααααγμμγϕϕγγγ由m ，n 值查图（布氏理论曲线）得：62.0=ωm x t m l x 89.82.171.662.083.10=+==⨯==μω故挖孔桩总长为10＋8.89=18.9m （按19m 施工） 2、桩的最大弯矩计算∑∑•=-=---+==-=m KN x K K x l E M mK K E x mP m P m 8.174607.28185.20276)()(96.2')(23'maxγαγαα设桩中心距按1.5米布置则每根桩最大弯矩为1746.8×1.5=2620KNm 最大弯矩在承台底2.96m 处。
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试验确定、取经验精品值课件、公式估算（基坑规程附录C）
抗滑桩→锚杆参数
锚杆类型
- 锚杆· - 锚索
水平预加力
- 影响锚杆处的支点力；
水平刚度
- 试验、经验、公式计算、软件迭代；
筋浆强度
- 钢筋与锚固砂浆间的粘结强度设计值，用于计算锚杆的锚固 长度； - 试验确定，无试验值时，取经验值。也可按《建筑边坡工程 技术规范》（GB50330-2002）表7.2.4取值；
抗滑桩设计课件
抗滑桩简介 滑坡推力计算
•滑动面、水位线、坡 面线； •计算滑坡推力；
滑坡 推力
抗滑桩设计
抗滑挡墙设计
•抗滑桩+锚杆
•重力式抗滑挡 墙•垂直预应力锚杆式抗滑挡 墙 •桩板式抗滑挡墙，桩+板
库仑土压力和滑坡推力
抗滑桩综合分析
精品课件
滑坡推力计算
精品课件
滑坡推力计算→计算参数
计算目标
精品课件
抗滑桩→坡线与滑坡推力
土压力计算参数
- 根据交互的参数计算库仑土压力；
滑坡推力参数
- 推力分布类型 矩形：液性指数较小，刚度较大 和较
密实的滑体，从顶层至底层 的滑动速度 是大体一致；
三角形：液性指数较大、刚度较 小和 密实度不均匀的塑性滑体， 靠近滑面的 滑动速度较大而滑体 表层的滑动速度较 小；
实际荷载作用
输入时拆分荷载的模型
均布荷载如何表示？ 需要将该均布荷载先按不同的滑块分 成多个局部均布荷载，然 后在不同的条块上分别取合力及作 用点位置。
精品课件
滑坡推力计算→滑动面和水位面
滑动面
- 粘聚力和摩擦角 注意取用时尽量是滑裂面或带上取 样做
出的试验值，如果给上部土层 或下部土层 的参数值都会不准确
抗滑桩设计
•抗滑桩+锚杆
精品课件
抗滑挡墙设计
•重力式抗滑挡 墙•垂直预应力锚杆式抗滑挡 墙 •桩板式抗滑挡墙，桩+板
抗滑桩计算
精品课件
抗滑桩→墙身尺寸
桩身尺寸
- 截面形状 方桩和圆桩；
- 桩中心距 此处交互的是中心距而不是净距；
桩底支撑条件
- 自由 锚固地层为土体、松软破裂岩石， 在滑
坡推力作用下，桩底有明显 的位移和转动； - 铰接
桩底岩层完整、较上不土体坚硬、 但嵌 入不深； - 固定
嵌入完整岩层较深，不常用；
精品课件
抗滑桩→墙身尺寸
计算方法
- M法、C法、K法；
- 土层弹性计算方法统一指定；
初始弹性系数
- 初始弹性系数A 桩前滑面处弹性抗力系数，应根据 滑面埋深和土质情况确定；
A = h·m1，K=my+A - 初始弹性系数A1
梯形：介于上述二者之间；
精品课件
抗滑桩→坡线与滑坡推力
矩形分布：桩后上部 下部 桩间距
三角形分布：桩后上部 0
剩余下滑力的水平分力 嵌固面以上桩长
桩后下部
2 剩余下滑力的水平分力 桩间距 嵌固面以上桩长
梯形分布：桩后上部 下部 桩间距
2 剩余下滑力的水平分力 嵌固面以上桩长
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抗滑桩→坡线与滑坡推力
- 指定滑面计算推力 KT模型（也称显性解法）
- 自动搜索最危险滑面 滑坡面上某一段的具体滑面形势未知， 可搜
索下滑力最大的可能滑面； 只能用于整个滑面中有一部分未知的 情况，
且软件只能将这一部分最多分 解成3个滑段进行 搜索；
- 已知安全系数计算cφ 滑面位置已知，而某一滑段上的c、φ 值，其
中一项不好确定的情况，用此 功能可给出c或φ 值的推测值；
- 输入某段滑c、φ时，后续c、φ是否自 动相等
如要一次修改所有滑面上的c、φ
，上勾，改第一行的c、φ即可；
水位面
- 水面线起始点标高 如果该坡面没有水，将此标高定在
面以下即可；
滑动
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滑坡推力计算→计算结果
剩余下滑力曲线——定性分析 每块滑体的剩余 下滑力和作用角度——用于抗滑支挡结构设计分析
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滑坡推力计算→计算结果应用
抗滑桩位置
- 滑体的上部，滑动面陡，拉张裂隙多，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，下滑力较小的地段，是较好的设桩位置； - 对地质条件简单的中小型滑坡，宜在滑体前缘设一排抗滑桩； - 对于轴向很长的多级滑动或推力很大的滑坡，宜设两排或三排 抗滑桩分级治理，也可采用上部抗滑桩下部挡土墙联合防治；
桩后滑面处弹性抗力系数； A1= h1·m1
桩前嵌入面以上土层厚
- 桩前不稳定土体的高度，可考虑这部 分土体的被动土压力；
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抗滑桩→墙身尺寸
三种弹性计算方法：M法、C法、K法
-
桩侧岩土体的弹性抗力系数K
简称为地基反力系数，是地基承受的侧压力与桩在该位置处 产生
的侧向位移的比值。即单位土体或岩体在弹性限度内产 生单位压缩
不可同时推测c、φ，只能是其中一个 已知， 推测另外一个；。
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滑坡推力计算→计算参数
计算目标
- 指定滑面计算推力 KT模型（也称显性解法）
- 自动搜索最危险滑面 - 已知安全系数计算cφ
滑体上作用力
- 基本力系 - 特殊作用力
外部荷载 动水压力 滑床上产生的浮托力 裂隙充水的静水压力 承压水的浮托力 地震力
精品课件
滑坡推力计坡面算线 →坡面线
- 起始点标高 相对标高，用来定义地面线、滑
水面线相对之间高度位置 用的。
动面、
- 附加荷载 在荷载作用的地面线段上交互该
载的个数；
段荷
在对应的荷载表中输入附加荷载 的作 用位置和大小；
力序号表示为“折线序号--附加 荷载 序件
滑坡推力计算→坡面线
滑坡推力参数
1378.510×cos26.565°
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- 桩后剩余下滑力水平分力 交互“滑坡推力”模块计算出的剩余
下滑力水平分力；
- 桩前剩余下滑力水平分力 《铁路路基支挡结构设计规范》
变形时所需施加于其单位面积上的力。
-
目前常采用的有三种假设：
假定地基系数随深度而呈直线变化的M法，K=my+A；
假设地基系数不随深度变化，即地基系数为常数的K法；
地基反力系数沿深度按凸抛物线增大的C法，K＝Cy0.5+A；
一般，粘性土，选择M法，坚硬的土或岩石，选择K法;
-
地基土弹性抗力系数的比例系数m
精品课件
滑坡推力计算→计算结果应用
剩余下滑力
- 软件给出每一块滑体的详细计算结果； - 滑体是根据滑动面线段数划分； - 每块滑体最后给出剩余下滑力和下滑力角度，可用于后续的 抗滑支挡结构设计计算；
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滑坡推力计算→计算结果应用
滑坡推力计算
•滑动面、水位线、坡 面线； •计算滑坡推力；
滑坡 推力