[资料]抗滑桩设计讲解(四)
今天接着前三节内容,给大家介绍滑动面以上抗滑桩桩身内力和变形计算方法。
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滑动面以上的桩身内力,应根据滑坡推力和桩前滑坡体抗力计算。滑动面以下的桩身变位和内力,应根据滑动面处的弯矩和剪力,以及地基的弹性抗力进行计算。
4.1 滑动面以上桩身内力计算
桩前岩、土可能滑走时(无剩余抗滑力,或桩前没有岩、土,无抗力作用):
式中,、—分别为滑动面处桩的剪力(kN)和弯矩(kN•m);
—每根桩承受的滑坡推力,kN;
—设桩处的滑坡推力,kN/m;
—桩间距,m;
—滑坡推力分布图形重心至滑动面的距离,m。
桩前岩、土基本稳定时(有剩余抗滑力):
这种情况需要考虑抗力作用,但其抗力不应大于桩前岩、土的剩余抗滑力或被动土压力。
式中,—设桩处桩前剩余抗滑力,kN/m;
—每根桩桩前承受的剩余抗滑力,kN;
—剩余抗滑力分布图形重心至滑动面的距离,m。
4.2 锚固段桩身内力计算
锚固段桩身内力计算主要分为刚性桩内力计算和弹性桩内力计算。
4.2.1刚性桩内力计算
滑动面处地基系数的确定
对于密实土层和岩层这类地基系数不随深度变化的弹性介质,由于其地基系数较滑体的大得多,因此,上部滑体的存在不会影响滑床的弹性性质,滑动面处地基系数仍为常数。
对于地基系数K=A+my的地层,A值的大小,则与应力释放、地层性质和附加荷载等因素有关。应力释放需视地质年代中地层的沉积、卸荷、剥蚀、夷平和各种营力作用来考虑,也就是考虑超压密作用。附加荷载主要是滑体自重及其上部建筑物。
图4.1 地基系数K=A+my的地层示意图
一般情况下,A及值可用换算法求得:
式中,—桩前、后滑体的厚度,m;
—桩前、后滑体的换算高度,m;
—桩前、后滑动面处的地基系数,kg/m3;
—滑动面上下部分的岩土容重,kg/m3;
桩身内力基本公式
在滑坡推力作用下,当桩埋入土层或软质岩层中时,将绕桩身某点转动;当桩埋入完整、坚硬岩石的表层时,将绕桩底转动。其桩身内力的计算,根据滑动面以下地层情况的不同而有区别。现就桩身埋入一种地层、滑动面以下为同一m值,桩底为自由端条件下的计算叙述如下。
滑动面处岩、土的地基系数为A、,如图4.2。
图 4.2 地基系数K=A+my地层中的刚性桩图
当时:
当时:
由自由支撑边界条件QB=0,MB=0可得:
式中,—分别为桩身任意截面的位移、侧应力、弯矩和剪力;
—桩的旋转角,弧度;
—滑动面至桩计算截面的距离;
—滑动面至桩旋转中心的距离;
—滑动面以下桩的长度。
联立上面的方程组即可得到的求解方程:
上列公式适用于滑动面处的地基系数为:,为一常数;或时。也适用于m=0时(即K法)。
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