抗滑桩设计讲解（三）

　　今天接着前两节内容给大家介绍讲解抗滑桩设计的步骤和一般方法。

3.1 桩的锚固深度及桩底支承条件

　　目前工程上多从控制锚固段桩周地层的强度来考虑桩的锚固深度，即要求抗滑桩传递到滑动面以下地层的侧壁应力，不大于地层的侧向容许抗压强度。其计算方法如下：

1、一般土层或严重风化破碎岩层

　　抗滑桩在滑体推力作用下，桩发生转动变位，当桩周岩、土达到极限状态时，桩前岩、土产生被动抗力，桩后岩、土产生主动压力。显然，桩身某点对地层的侧壁压应力，不应大于该点被动抗力与主动压应力之差。

按最简单的情况根据土的极限平衡条件，当地面无横坡或横坡较小时，根据朗肯土压力理论，桩前岩、土作用于桩身的被动抗应力为：

桩后岩、土作用于桩身的主动土压力为：

故

则桩身对地层的侧壁压应力 应符合下列条件：

当地面横坡 i 较大且 时，根据库仑土压力理论，桩身对地层的侧壁压应力 应符合下列条件：

式中， —滑动面以下土体的综合内摩擦角。

一般检算桩身侧壁压应力最大处，若不符合式(3.1)、(3.2)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

　　桩身作用于围岩的侧向压应力，其容许值 为：

式中： —在水平方向的换算系数，根据岩石的完整程度、层理或片理产状、层间的胶结物与胶结程度、节理裂隙的密度和充填物，可采用0.5-1.0；

　　　η—折减系数，根据岩层的裂隙、风化及软化程度，可采用0.3-0.45；

　　　R —岩石单轴抗压极限强度(kPa) 。

对圆形截面桩，因桩周最大压应力为平均应力的1.27倍，则上式可写为：

通过计算，若不符合式(3.3)，则调整桩的锚固深度或截面尺寸、间距，直至满足为止。

上述公式，只能作为决定桩的锚固深度及校核地基强度时的参考。从多年的工程实践看，常用的锚固深度，对于土层或软质岩层约为1/3-1/2桩长，比较适宜。但对于完整、较坚硬的岩层可以采用1/4桩长。

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3-1a所示，在滑动面以下桩的AB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，桩底按自由支承处理，可令 QB=0， MB=0。

2、铰支承

　　如图3-1b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，桩底按铰支承处理，可令 xB=0， MB=0。

3、固定支承

　　如图3-1c所示，当桩底岩层完整、极坚硬，桩嵌入此层较深时，桩身B点处按固定端处理，可令 xB=0， φB=0。但抗滑桩出现此种支承情况是不经济的，故应少采用。

图3-1 桩底支承条件图

3.2 刚性桩与弹性桩的区分

　　抗滑桩属刚性桩或弹性桩，所谓刚性桩是指发生位移时，桩轴线仍然保持原有线型，只是桩周土发生变形，反之则为弹性桩。除按桩周岩、土的性质及其松散程度定性外，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)为某一临界值时，可视桩的刚度为无限大，其在水平荷载作用下的极限承载能力，只取决于地层弹性抗力的大小，而与桩的刚度无关；若对计算深度为此临界值的桩，分别按弹性桩和刚性桩计算，结果二者的水平承载力及传递到地层的压力图形均比较接近。为此，通常将这个临界值作为判断桩为刚性桩或弹性桩的标准。临界值规定如下：

1、按“K”法计算

当 属刚性桩

当 属弹性桩

式中，β—桩的变形系数，m-1 ，其值为：

式中，K—地基系数(kPa/m)；

　　　E—桩的钢筋混凝土弹性模量(kPa), E = 0.8 Ec；

　　　Ec—混凝土弹性模量(kPa)；

　　　I—桩的截面惯性矩(m4)；

　　　Bp—桩的计算宽度(m)。

2、按“ m”法计算

当 属刚性桩

当 属弹性桩

式中，α—桩的变形系数，m-1，其值为：

其中，m—地基系数随深度而变化的比例系数(kPa/m2 )。

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