抗滑樁類型、設計及計算 |
| 文章來源：魚泡隧道 提供人：劉剛 提供日期：2022-12-11 |
抗滑樁是將樁插入滑面以下的穩(wěn)固地層內，利用穩(wěn)定地層巖土的錨固作用以平衡滑坡推力，從而穩(wěn)定滑坡的一種結構物。除邊坡加固及滑坡治理工程外，抗滑樁還可用于橋臺、隧道等加固工程。
抗滑樁具有以下優(yōu)點： (1) 抗滑能力強，支擋效果好； (2) 對滑體穩(wěn)定性擾動小，施工安全； (3) 設樁位置靈活； (4) 能及時增加滑體抗滑力，確�；w的穩(wěn)定； (5) 預防滑坡可先做樁后開挖，防止滑坡發(fā)生； (6) 樁坑可作為勘探井，驗證滑面位置和滑動方向，以便調整設計，使其更符合工程實際。 點此加入微信工程群 二、抗滑樁類型 實際工程應用中，應根據(jù)滑坡類型及規(guī)模、地質條件、滑床巖土性質、施工條件和工期要求等因素具體選擇適宜的樁型。
三、抗滑樁破壞形式 總體而言，抗滑樁破壞形式主要包括： (1) 抗滑樁間距過大、滑體含水量高并呈流塑狀，滑動土體從樁間擠出； (2) 抗滑樁抗剪能力不足，樁身在滑面處被剪斷； (3) 抗滑樁抗彎能力不足，樁身在最大彎矩處被拉斷； (4) 抗滑樁錨固深度及錨固力不足，樁被推倒； (5)抗滑樁樁前滑面以下巖土體軟弱，抗力不足，產(chǎn)生較大塑性變形，使樁體位移過大而超過允許范圍； (6)抗滑樁超出滑面的高度不足或樁位選擇不合理，樁雖有足夠強度，但滑坡從樁頂以上剪出。 對于流塑性地層，滑體介質與抗滑樁的摩阻力低，土體易從樁間擠出。此時，可在樁間設置連接板或聯(lián)系梁，或采用小間距、小截面的抗滑樁，因流塑體的自穩(wěn)性差，當?shù)叵滤S富時，開挖截面過大的抗滑樁易造成坍塌，對處于滑移狀態(tài)的邊坡，還可能會加速邊坡的滑移速度，甚至造成邊坡失穩(wěn)。 四、抗滑樁設計 01 基本要求 抗滑樁是一種被動抗滑結構，只有當邊坡產(chǎn)生一定的變形后，才能充分發(fā)揮作用。因此，抗滑樁宜用于潛在滑面明確、對變形控制要求不高的土質邊坡、土石混合邊坡和碎裂狀、散體結構的巖質邊坡。 抗滑樁宜布置在滑體下部且滑面較平緩的地段；當滑面長、滑坡推力大時，可與其它加固措施配合使用，或可沿滑動方向布置多排抗滑樁，多排抗滑樁宜按梅花型布置。此外，抗滑樁設計還應滿足以下要求： ✔通過樁的作用可將滑坡推力滑坡的剩余抗滑力傳遞到滑面以下穩(wěn)定地層中，使滑體邊坡安全系數(shù)達到規(guī)定值。保證滑體不越過樁頂，不從樁間擠出。 ✔樁身有足夠的穩(wěn)定性。樁的截面、間距及埋深適當，錨固段的橫向應力在容許值內。 ✔樁身有足夠的強度。鋼筋配置合理，能夠滿足截面內力要求。 ✔保證安全，施工方便，經(jīng)濟合理。 02 設計流程 1)研究滑坡原因、性質、范圍、厚度，分析滑坡的穩(wěn)定狀態(tài)、發(fā)展趨勢； 2)根據(jù)滑坡地質剖面及滑面處巖土體的抗剪強度指標，計算滑坡推力； 3)根據(jù)地形、地質及施工條件等確定設樁位置及范圍； 4)根據(jù)滑坡推力大小、地形及地層性質，擬定樁長、錨固深度、樁截面尺寸及樁間距； 5) 確定樁的計算寬度，并根據(jù)滑體的地層性質，選定地基系數(shù)； 6)根據(jù)選定的地基系數(shù)及樁的截面形式、尺寸，計算樁的變形系數(shù)及其計算深度，據(jù)此判斷是否按剛性樁或彈性樁進行設計； 7) 根據(jù)樁底的邊界條件采用相應的公式計算樁身各截面的變位、內力及樁側應力(樁周巖土抗力)等，并計算最大剪力、彎矩及其位置； 8)校核地基強度，若樁身作用于地基的彈性應力(橫向壓應力)超過地層容許值或小于容許值過多時，則應調整樁的埋深、截面尺寸或間距，重新計算，直至達到相關要求； 9) 根據(jù)計算結果，繪制樁身的剪力圖和彎矩圖； 10) 對于鋼筋混凝土樁，根據(jù)上述計算結果進行配筋設計。 03 作用力系 作用于抗滑樁的外力主要包括滑坡推力、樁前滑體抗力(滑面以上樁前滑體對樁的抗力)、錨固段地層抗力(滑面以下地層對樁的抗力)、樁側摩阻力和黏著力以及樁底反力等，其均為分布力。 04 滑坡推力 作用于抗滑樁上的滑坡推力，與滑坡性質、滑體厚度、滑面形狀以及樁的位置、間距等因素相關。一般先用工程地質法的各種手段，對滑坡穩(wěn)定性進行分析，然后輔以力學計算。由于樁間土拱對滑坡推力的影響機理尚不清晰，通常假定每根樁所承受的滑坡推力等于樁距(相鄰兩根樁中心的距離)范圍之內的滑坡推力。剩余下滑力的計算有兩種模式，分別通過加大下滑力、折減抗滑力進行計算。 點此加入微信工程群 1) 計算基本假定 ①在沿滑動主軸方向的地質縱斷面圖上，按滑面的產(chǎn)狀和巖土性質劃分為若干鉛直條塊，由后向前計算各條塊分界面上的剩余下滑力即是該部位的滑坡推力； ②每段滑體的下滑力方向與其所在條塊的滑面平行； ③橫向按單位寬度計算，不考慮兩側的摩擦阻力； ④視滑體為連續(xù)而無壓縮的介質，由后向前傳遞下滑力并作整體滑動，不考慮滑體內部的局部應力作用。 2) 滑體上的作用力 第i 個條塊滑體上的作用力可分為基本力系和特殊力系兩類。 基本力系包括滑體自重Wi、上一條塊傳遞來的剩余下滑力Ei-1、下一條塊產(chǎn)生的支撐力Ei、滑床反力Ni、滑面的抗滑力Ti； 特殊作用力系只有在可能出現(xiàn)的情況下，才列入計算，其主要包括作用在條塊上的外部荷載Pi、動水壓力Di (滑體飽水或其下部飽水且與滑帶水相連通時考慮)、滑床上產(chǎn)生的浮托力Si、滑頭水系有壓力水頭時的浮托力Si’ 及地震力Esi等。
3) 各作用力的計算
4) 通過加大下滑力計算 03 樁身內力計算 假定抗滑樁受荷段樁身布設n根錨索，則樁為n次超靜定結構�；嫣幍膹澗豈0’及剪力Q0’計算公式如下：
|
