抗滑桩设计讲解
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抗滑桩设计关键要点(假日专题,旧文新读)针对于工程实践中常见的抗滑桩设计遗憾,笔者总结抗滑桩设计关键要点如下:1、抗滑桩的布置一般情况下,抗滑桩布设时其长轴方向下与滑坡的主滑方向平行,以获得更大的结构抗弯和抗剪能力;而当抗滑桩的桩前承载力不足成为控制抗滑桩稳定性的主要因素时,则可加大抗滑桩的宽度以提高抗滑桩的锚固力,甚至有时造成垂直于主滑方向的抗滑桩宽度超过平行于主滑方向抗滑桩长度的情况。
2、抗滑桩间距抗滑桩的桩间距主要由滑坡的下滑力、单桩抗滑能力、滑体与桩体的土拱效应等共同决定,一般情况下桩间距为5~10m之间灵活选择。
对于滑体完整性较好的地段,其桩间距往往可适当加大,对滑体性质较差的地段,一般可取桩间距的小值。
3、抗滑桩截面尺寸为获得更大的抗滑桩抗弯能力,一般情况下要求抗滑桩的长边要尽量增大。
但长边过大而宽度过小,否侧易出现抗扭能力不足而造成桩体失稳。
故结合房建和桥梁结构工程的抗弯梁体尺寸选取,并考虑到抗滑桩的桩周岩土体的限制作用,一般情况下抗滑桩的长宽比为1:1.5为宜。
且对于人工开挖的抗滑桩,其边长不宜小于1.25m,以利于工程施做。
4、抗滑桩的锚固段桩体的锚固段主要依据抗滑桩的抗滑能力、滑床的岩土体性质和桩上锚索工程共同决定。
一般情况下,对于普通抗滑桩的锚固段为全桩长的1/2左右,对于锚索抗滑桩,锚固段多为全桩长的1/3左右。
对于陡坡地段,为确保抗滑桩锚固段的有效性,一般情况下要求将水平距离5~10m范围内的滑床以下岩土体抗力不予计入桩体的锚固长度段。
图1 抗滑桩陡坡段扣除安全距离示意图5、抗滑桩的悬臂段抗滑桩的悬臂长度主要由滑体的厚度、滑坡越顶“检算”、桩体截面和抗滑桩上的预应力锚索等外力结构综合确定。
一般情况下,对于路堑坡脚抗滑桩或路堤抗滑桩,考虑到环保、行车舒适性要求,其悬臂长度一般不超过10.0m。
对于路堤抗滑桩考虑到工程造价要求,当抗滑桩悬臂长度超过10.0m仍不能满足工程要求时,往往在桩顶设置抗滑挡墙而与桩体形成桩基托梁挡墙进行支挡;对于高边坡具有的“收坡”特殊要求时,则往往结合锚索工程而形成较大的悬臂。
抗滑桩设计讲解1、抗滑桩的优点抗滑桩的主要优点有:抗滑能力强,圬工数量小;桩位灵活,可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位;可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋;施工方便, 设备简单;间隔开挖桩孔,不易恶化滑坡状态,利于整治正在活动中的滑坡,利于抢修工程;通过开挖桩孔,能够直接校核地质情况,进而可以检验和修改原来的设计,使之更切合实际。
发现问题,易于补救。
2、抗滑桩的结构型式1)排式单桩:即在滑坡的适当部位,每隔一定距离挖掘一竖井,再放置钢筋或型钢,最后灌注混凝土,形成一排或数排的若干单桩。
这是我国抗滑桩的基本型式。
2 )台式抗滑桩:将若干单桩的顶端用混凝土板或钢筋混凝土板联成一组共同抗滑,这种桩组叫承台式抗滑桩。
图1台式抗滑桩3)排架抗滑桩:由两根竖桩与两根横梁联结组成,下横梁仿效隧洞导坑掘进法施工。
排架抗滑桩刚度大,内桩受拉,外桩受压,受力条件较排式单桩有明显改善,因而减小了桩的弯矩、锚固深度和桩的截面,提高了承载力。
图2排架抗滑桩4)椅式桩墙:由内桩、外桩、承台、上墙和拱板五部分组成。
其工作原理是,用拱板支承滑动土体,并将推力通过内、外两桩传给稳定地层。
因用刚性承台将内、外两桩联成整体框架,转动惯量大,承受弯矩的总刚度较同等截面的单桩大5-10倍,故抗滑能力大,而桩壁应力只有单桩的17-31%,在软弱地层更可显示其优越性。
图3椅式桩墙5)桩拱墙:桩拱墙是在悬臂单桩之间直接砌筑水泥砂浆片石的拱墙而成桩在路基面以上的部分,系带梗肋的“ T”形截面,两侧翼缘即为拱座4.A(b)平旺图单怔.米图4桩拱墙6 )桩板式抗滑桩:与桩拱墙相仿,但结构更简单,它是由半埋式单桩及在两桩之间逐层安设或浇注的挡土板而组成悄土板□ I 20*阵安f页岩" SL !图5桩板式抗滑桩7)预应力锚索抗滑桩:由预应力锚索(杆)组成,主要由锚索(杆)受力,改变了悬臂的受力状态和单纯靠桩侧向地基反力抵抗滑坡的推力机理。
喊期孔二:凋械{ m 「叩:HrH jSttjt*iOm ) ■歌rv F"i J 」\疋也理图6预应力锚索抗滑桩3、抗滑桩使用条件由于抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩,在滑坡推力作用下,桩依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用和被动抗力,以及滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持稳定。
第六章抗滑桩设计计算一、概述二、抗滑桩设计原则及步骤三、抗滑桩设计荷载分析四、抗滑桩要素设计五、抗滑桩内力计算六、抗滑桩结构设计七、案例分析一、概述•抗滑桩是防治滑坡的一种工程建筑物,设于滑坡的适当部位,一般完全埋置地面下,有时也可露出地面。
桩的下段均必须埋置在滑动面以下稳定地层的一定深度。
•抗滑桩是利用桩自身优良的抗弯、抗剪能力和岩土体的承载力,通过桩身将上部承受的滑体推力传给滑面以下的稳定岩土体,依靠桩下部岩土体的侧向阻力来承担滑坡的推力,从而使滑坡保持平衡或稳定。
1. 抗滑桩定义及作用特点抗滑桩示意图受荷段锚固段桩前滑体前缘滑体滑床滑面施工方式打入桩钻孔桩挖孔桩材料木桩钢桩钢筋混凝土桩截面形状圆形桩管形桩矩形桩桩土相对刚度刚性桩弹性桩结构形式排式单桩承台式桩排架桩… …锚索桩桩身埋置情况悬臂桩全埋桩2. 抗滑桩分类a)c)d)f)e)b)抗滑桩的结构类型(a)一般抗滑排桩;(b)椅式桩墙;(c)门型抗滑桩;(d)排架抗滑桩;(e)h型排架抗滑柱;(f)预应力锚索抗滑桩三峡库区水田坝滑坡-抗滑桩抗滑桩排(兰青公路享堂滑坡)滑坡治理-抗滑桩滑坡治理-抗滑桩3. 抗滑桩的优点(1)抗滑能力强,圬工数量小,在滑坡推力大、滑动带深的情况下,能够克服抗滑挡土墙难以克服的困难。
(一般情况下挡土墙20t以下的推力,20t以上用抗滑桩;超过200t,桩长超过35m时需做可行性论证)(2)桩位灵活,可以设在滑坡体中最有利抗滑的部位。
(3)施工方便,设备简单。
采用混凝土或少量钢筋混凝土护壁,安全、可靠。
(4)施工方便、安全、迅速,可以间隔地同时进行,工作面多而干扰少,施工开挖量少而不易在施工过程中造成滑体稳定条件的恶化;(5)通过开挖桩孔,能够直接校核地质情况,进而可以检验和修改原来的设计,施工中发现问题,易于补救。
4. 抗滑桩的适用条件由于抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩,在滑坡推力作用下,桩依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用、被动抗力,以及滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持稳定,因此,使用抗滑桩应该满足以下最基本的使用条件:(1)滑坡具有明显的滑动面;(2)滑坡体为非流塑性,桩能形成土拱效应;(3)滑动面以下为较完整的岩层或密实土层,能够提供足够的锚固力。
边坡防护之抗滑桩类型、设计及计算边坡防护之抗滑桩类型、设计及计算⼀、概述抗滑桩是将桩插⼊滑⾯以下的稳固地层内,利⽤稳定地层岩⼟的锚固作⽤以平衡滑坡推⼒,从⽽稳定滑坡的⼀种结构物。
除边坡加固及滑坡治理⼯程外,抗滑桩还可⽤于桥台、隧道等加固⼯程。
抗滑桩具有以下优点:(1) 抗滑能⼒强,⽀挡效果好;(2) 对滑体稳定性扰动⼩,施⼯安全;(3) 设桩位置灵活;(4) 能及时增加滑体抗滑⼒,确保滑体的稳定;(5) 预防滑坡可先做桩后开挖,防⽌滑坡发⽣;(6)桩坑可作为勘探井,验证滑⾯位置和滑动⽅向,以便调整设计,使其更符合⼯程实际。
⼆、抗滑桩类型实际⼯程应⽤中,应根据滑坡类型及规模、地质条件、滑床岩⼟性质、施⼯条件和⼯期要求等因素具体选择适宜的桩型。
三、抗滑桩破坏形式总体⽽⾔,抗滑桩破坏形式主要包括:(1)抗滑桩间距过⼤、滑体含⽔量⾼并呈流塑状,滑动⼟体从桩间挤出;(2) 抗滑桩抗剪能⼒不⾜,桩⾝在滑⾯处被剪断;(3) 抗滑桩抗弯能⼒不⾜,桩⾝在最⼤弯矩处被拉断;(4) 抗滑桩锚固深度及锚固⼒不⾜,桩被推倒;(5)抗滑桩桩前滑⾯以下岩⼟体软弱,抗⼒不⾜,产⽣较⼤塑性变形,使桩体位移过⼤⽽超过允许范围;(6)抗滑桩超出滑⾯的⾼度不⾜或桩位选择不合理,桩虽有⾜够强度,但滑坡从桩顶以上剪出。
对于流塑性地层,滑体介质与抗滑桩的摩阻⼒低,⼟体易从桩间挤出。
此时,可在桩间设置连接板或联系梁,或采⽤⼩间距、⼩截⾯的抗滑桩,因流塑体的⾃稳性差,当地下⽔丰富时,开挖截⾯过⼤的抗滑桩易造成坍塌,对处于滑移状态的边坡,还可能会加速边坡的滑移速度,甚⾄造成边坡失稳。
四、抗滑桩设计01基本要求抗滑桩是⼀种被动抗滑结构,只有当边坡产⽣⼀定的变形后,才能充分发挥作⽤。
因此,抗滑桩宜⽤于潜在滑⾯明确、对变形控制要求不⾼的⼟质边坡、⼟⽯混合边坡和碎裂状、散体结构的岩质边坡。
抗滑桩宜布置在滑体下部且滑⾯较平缓的地段;当滑⾯长、滑坡推⼒⼤时,可与其它加固措施配合使⽤,或可沿滑动⽅向布置多排抗滑桩,多排抗滑桩宜按梅花型布置。
抗滑桩设计讲解
1、抗滑桩的优点
抗滑桩的主要优点有:抗滑能力强,圬工数量小;桩位灵活,可以设在滑坡体中最有利于抗滑的部位;可以沿桩长根据弯矩大小合理地布置钢筋;施工方便,设备简单;间隔开挖桩孔,不易恶化滑坡状态,利于整治正在活动中的滑坡,利于抢修工程;通过开挖桩孔,能够直接校核地质情况,进而可以检验和修改原来的设计,使之更切合实际。
发现问题,易于补救。
2、抗滑桩的结构型式
1)排式单桩:即在滑坡的适当部位,每隔一定距离挖掘一竖井,再放置钢筋或型钢,最后灌注混凝土,形成一排或数排的若干单桩。
这是我国抗滑桩的基本型式。
2)台式抗滑桩:将若干单桩的顶端用混凝土板或钢筋混凝土板联成一组共同抗滑,这种桩组叫承台式抗滑桩。
图1 台式抗滑桩
3)排架抗滑桩:由两根竖桩与两根横梁联结组成,下横梁仿效隧洞导坑掘进法施工。
排架抗滑桩刚度大,内桩受拉,外桩受压,受力条件较排式单桩有明显改善,因而减小了桩的弯矩、锚固深度和桩的截面,提高了承载力。
图2 排架抗滑桩
4)椅式桩墙:由内桩、外桩、承台、上墙和拱板五部分组成。
其工作原理是,用拱板支承滑动土体,并将推力通过内、外两桩传给稳定地层。
因用刚性承台将内、外两桩联成整体框架,转动惯量大,承受弯矩的总刚度较同等截面的单桩大5-10倍,故抗滑能力大,而桩壁应力只有单桩的17-31%,在软弱地层更可显示其优越性。
图3 椅式桩墙
5)桩拱墙:桩拱墙是在悬臂单桩之间直接砌筑水泥砂浆片石的拱墙而成。
桩在路基面以上的部分,系带梗肋的“T”形截面,两侧翼缘即为拱座。
图4 桩拱墙
6)桩板式抗滑桩:与桩拱墙相仿,但结构更简单,它是由半埋式单桩及在两桩之间逐层安设或浇注的挡土板而组成。
图5 桩板式抗滑桩
7)预应力锚索抗滑桩:由预应力锚索(杆)组成,主要由锚索(杆)受力,改变了悬臂的受力状态和单纯靠桩侧向地基反力抵抗滑坡的推力机理。
图6 预应力锚索抗滑桩
3、抗滑桩使用条件
由于抗滑桩是一种特殊的侧向受荷桩,在滑坡推力作用下,桩依靠埋入滑动面以下部分的锚固作用和被动抗力,以及滑动面以上桩前滑体的被动抗力来维持稳定。
所以使用抗滑桩最基本的条件应该是:滑坡具有明显的滑动面,滑动面以上为非塑流性的地层,能够被桩所稳定,滑动面以下为较完整的基岩或密实的土层,能够提供足够的锚固力;在可能条件下,尽量充分利用桩前地层的被动抗力,以期效果最显著,工程最经济。
4、抗滑桩设计一般要求
设计抗滑桩应该满足以下几点要求:
1)当设计抗滑桩以后,整个滑坡要有足够的稳定性。
通过桩的作用将滑坡的剩余抗滑力,传递到滑动面以下稳定地层中,使滑坡的安全系数提高到规定的要求。
保证滑体不越过桩顶,不从桩间挤出。
2)桩身要有足够的稳定性。
桩的截面、间距及埋深适当,锚固段的侧壁应力在容许值之内。
3)桩身要有足够的强度。
钢筋配置合理,能够满足截面内力要求。
4)保证安全,施工方便,经济、合理。