2017.09.08-3抗滑桩-2017

一、抗滑桩常规分析1、计算滑坡推力★给定滑动面，计算滑坡推力。可考虑地下水浮力、地震力、承压地下水浮托力、动水压力，还可由用户任意添加两个方向的附加力；适用于牵引式、推动式等各种形式的滑坡体。★亦可只给定局部的滑动面，其余部分通过软件自动搜索最危险滑动面来确定，同时计算出滑坡推力。★输出每一个滑块体的详细计算过程和结果。北京理正软件2、设计抗滑桩★分别进行土压力（采用库伦土压力理论）、滑坡推力作用下的桩身内力、位移、土反力及配筋计算。★计算时可选择m法、C法、K法。桩顶可设置锚索，底端边界条件可选择自由、铰接、嵌固三种；滑坡推力有矩形、三角形、梯形等几种；桩身截面可取圆形或方形，配筋按均匀或非均匀布置。★由于采用了有限元弹性方法直接求解，不需要预先判别刚性桩或柔性桩。北京理正软件3、设计重力式抗滑挡墙★分别进行土压力（采用库伦土压力理论）、滑坡推力作用下的挡墙抗滑移、抗倾覆、基底应力及偏心距、墙身强度等的验算。★可考虑地震和浸水等不同情况。★既可给定挡墙截面进行验算，又可自动设计挡墙截面。4、设计桩板式抗滑挡墙★设计方法、内容与抗滑桩一致，同时完成挡土板的内力与配筋计算。北京理正软件北京理正软件抗滑桩综合分析抗滑桩综合分析是一个更加高级的模块，适用于边坡治理锚固桩（包括桩间板及桩间墙）的建模、内力配筋计算、选筋、施工图绘制；已在多项工程中应用，反应良好。功能介绍：集锚固桩支护的建模、计算、配筋、选筋、施工图于一体，可进行★锚固桩的内力、位移、配筋计算；★桩间重力挡土墙的稳定计算；★桩间板（直板、弧板）的内力、配筋计算；★锚固桩、锚索、桩间墙、桩间板的施工图自动绘制，并可进行锚固桩配筋的自动截筋。北京理正软件技术特点：★采用弹性理论计算锚固桩的内力及位移；★采用KT或R/K模型计算剩余下滑力；★桩间板形式为直板或弧板；★设计计算与施工图绘制一体化，可自动输出桩、锚索、桩间墙、桩间板及锚头的施工图；★具有自动截筋功能，可实现锚固桩配筋的优化.北京理正软件课程大纲一、抗滑桩各模块之间的关系二、锚杆设计专题三、土反力结果中的红线与白线四、几个参数的输入滑坡推力计算抗滑桩设计•抗滑桩+锚杆抗滑挡墙设计滑坡推力•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+板结果：库仑土压力和滑坡推力北京理正软件一、抗滑桩各模块之间的关系北京理正软件滑动面坡面线滑坡推力断面如何取？计算时，将滑坡范围内滑动方向和滑动速度大体一致的一部分滑体，视为一个计算单元，在其中选择一个或几个顺滑坡主轴方向的地质纵断面为代表，再按滑动面坡度和地层性质的不同，把整个断面上的滑体适当划分成若干竖直条块，由后向前，依次计算各块界面上剩余下滑力。每根桩所承受的滑坡推力，等于桩距（中至中）范围内的滑坡推力。北京理正软件北京理正软件计算目标：指定滑面计算推力——计算给定滑面和安全系数下的剩余下滑力。自动搜索最危险滑动面——适于部分滑动面已知，部分未知的情况，软件会根据用户要求搜索最不利滑动面。已知安全系数计算C、Ф——适于滑动面位置已知，滑动面参数未知的情况。按滑安全系数K：一般工程取1.1~1.2，重点工程1.25~1.3，考虑地震1.05~1.1.当荷载的生作用的方向与整体滑坡的方向相反时，K取1.北京理正软件剩余下滑力传递系数——与滑面与水平面的夹角，和滑面处的内摩擦角有关。E0,给定安全系数下不会发生滑动。E0,给定安全系数下会发生滑动。角度——与水平面的夹角，逆时针为正。北京理正软件滑坡推力的计算结果在剩余下滑力较大的滑块前加设抗滑桩和挡墙。此时作用在抗滑桩或挡墙后的是该滑块的剩余下滑力。对应的模块：抗滑桩、重力式抗滑挡墙、垂直预应力锚杆式抗滑挡墙、桩板式抗滑挡墙北京理正软件抗滑桩综合分析该模块的特点：1.集中、分布力、可考虑恒载活载。2.是滑坡推力模块和抗滑桩模块的综合。不必输入桩后剩余下滑力。3.可以实现桩后多层土，模拟上土下岩。4.桩+板+锚杆（锚索）桩+墙+锚杆（锚索）。5.路堑式可考虑工况。6.有施工图、有荷载组合。北京理正软件北京理正软件北京理正软件二、锚杆设计1、内力、配筋计算2、自由段长度、锚固长度计算3、刚度计算北京理正软件1.抗滑桩中锚杆的内力与配筋计算答：锚索水平内力设计值→锚索配筋面积《建筑边坡技术规范50330-2013》中如下公式：推出锚索钢绞线面积公式为：As=KbHtk/fycosα北京理正软件那么，输出的锚索内力标准值1000KN，计算过程如下：当入射角角度为15o时，As＝KbHtk/fycosα＝1.6×1000/1320×cos15o＝1254.9mm21根15.2的锚索面积是：139.9mm2，1254.9mm2/139.9mm2=8.97选9根15.2锚索。当入射角角度为18o时，As＝KbHtk/fycosα＝1.6×1000/1320×cos18o=1274.5mm21274.5mm2/139.9mm2=9.11选10根15.2锚索。当入射角角度为21o时，As＝KbHtk/fycosα＝1.6×1000/1320×cos21o=1298.4mm21298.4mm2/139.9mm2=9.28选10根15.2锚索。北京理正软件软件计算结果如下表：Hk---锚杆轴向内力力标准值答：自由段长度是根据《建筑基坑技术规范》21页的（4.4.4）公式确定的。锚固段长度是根据《建筑边坡工程技术规范》中的（8.2.3）（8.2.4）公式确定的。锚杆（索）锚固体与地层的锚固长度锚杆钢筋与锚固砂浆间的锚固长度2.锚杆自由段长度和锚固段长度是如何计算的？《规范》中提到的地层与锚固体粘结强度值frb、钢筋与锚固砂浆间强度设计值fb在软件是如何体现的？《规范》中提到的frbk地层与锚固体粘结强度值为软件中的土摩阻力、fb钢筋与锚固砂浆间强度设计值是筋浆强度。北京理正软件北京理正软件3.锚杆的刚度a.土层锚杆水平刚度系数kT可按下式计算：2cos33asccfccsTAlEAElAEAEkA——杆体实际配筋面积（mm2）；Es——杆体弹性模量（N/mm2），锚杆取Es=2×105N/mm2，锚索时取Es=1.95×105N/mm2；Ec——锚固体组合弹性模量（N/mm2），由用户交互。cmcscAEAAAEE)(Ac—锚固体截面面积（mm2）；lf—锚杆自由段长度（mm）；la—锚杆锚固段长度（mm）；θ—锚杆与水平面的倾角（度）；Em—注浆体的弹性模量（MPa）。依据：《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）北京理正软件b.岩石锚杆水平刚度系数kT可按下式计算2cosfsTlAEKA——杆体实际配筋面积（mm2）；Es——杆体弹性模量（N/mm2），锚杆取Es=2×105N/mm2，锚索时取Es=1.95×105N/mm2；lf——锚杆自由段长度（mm）；θ——锚杆与水平面的倾角（度）。依据：《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）白线红线三、抗滑桩中的红线、白线白线（地层的侧向压力）：弹性法根据桩位移计算的土弹簧的反力；即弹簧刚度系数与桩位移的乘积（位移法），位移变化，土反力发生变化，白线发生变化。影响白线的因素：①初始弹性系数A、A1。②是否考虑桩前覆土的被动土压力。③嵌固深度内土的参数。④桩前覆土厚，覆土性质。⑤锚杆⑥桩自身的条件（桩长、桩的形式）凡是影响桩位移计算结果的，都影响白线。红线（地层允许侧向抗压强度）：经典法计算的土体提供的被动土压力参考线。被动土压力参考线是否考虑上部覆土选“是”，被动土压力从桩顶算起。选“否”，被动土压力从地面算起。北京理正软件不考虑上部覆土考虑上部覆土北京理正软件当选择“考虑桩前覆土被动土压力影响”时，系统中输出的土反力结果图中，被动土压力参数已经计入嵌固点以上覆土重的影响。红线与白线的计算方法是各自的，没有关系。但白线应该在红线内，表示计算能满足——满足地基横向容许承载力（铁路路基支挡结构设计规范）要求；白线比红线大表示土体提供不了这么大的反力，方案要调整。抗滑桩综合分析模块可以自动调整白线与红线的关系，使白线在红线内。北京理正软件北京理正软件AmyKAyCKAKK1、初始弹性系数A、A1是何含义？如何计算？答：初始弹性系数A和A1表示滑面处弹性抗力的初始系数，依滑面埋深和土质情况而定计算土反力时，需要确定地基弹性系数A——嵌固面处弹性抗力系数y——滑坡面以下任意点到滑面的竖向距离四、几个参数的输入北京理正软件h——桩前上部覆土厚度h1——桩后上部覆土厚度m——上部覆土的水平抗力系数的比例系数,由用户根据经验或试验获得，如无经验，可用《建筑基坑支护技术规程》中C3.2的公式计算：d——基坑底面处位移量（mm），按地区经验取值，无经验时可取10；φ——土层的固结不排水（快）剪内摩擦角标准值（°）；c——土层的固结不排水（快）剪粘聚力标准值（kPa）。mhAmhA11初始弹性系数2、m、c、k值——地基反力系数（土反力系数）桩侧岩土体的弹性抗力系数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：①假设地基系数不随深度而变化，即地基系数为常数的K法；②假定地基系数随深度而呈直线变化的m法；③地基反力系数沿深度按凸抛物线增大的C法。北京理正软件根据滑面下土反力计算采用的土反力系数的方法不同分为：m、c、k法:选m、c法，需要填A、A1；k法不需要填。北京理正软件K法m法C法北京理正软件根据计算系数a、n的不同，形成不同的计算方法：n=1，a=m时，称为“m”法；n=0.5，a=c时，称为“c”法；n=0，a=K时，称为“K”法；p——滑坡面以下桩的弹性土抗力（kPa）；k——弹性土抗力系数；Δ——滑坡面以下桩的位移（m）；a、n——计算系数；h——滑坡面以下任意点到滑坡面的竖向距离（m）。土反力计算地基系数m值应根据实验确定，如无实验资料可用工程地质类比法确定。常见土的地基比例系数m值北京理正软件常见土的地基比例系数c值北京理正软件常见土的地基比例系数K值北京理正软件3、桩底的支撑条件北京理正软件自由支承：地层为土体、松软破碎岩石、滑坡推力作用下，桩顶有明显的位移和转动。铰支承：地层坚硬、桩嵌入不深。固定支承：桩顶岩层完整、坚硬、桩嵌入较深。一般选用前两种，固定支承浪费材料。北京理正软件桩前覆土被动土压力计算——影响抗滑桩的内力和位移。1）按滑坡的剩余下滑力计算——滑坡推力结果无论选择是否考虑，不影响滑坡推力的计算结果。如果想考虑桩前覆土，要用桩前剩余抗滑力考虑。2）按土压力计算——库仑土压力结果按朗肯土压力理论计算桩前覆土被动土压力。被动土压力分布在桩前覆土厚度范围。4、是否考虑桩前覆土被动土压力是否考虑，影响库仑土压力结果中桩的内力和位移。只影响库仑土压力结果。只影响滑坡推力的结果。北京理正软件5.被动土压力调整系数1).嵌固段以下土层被动土压力调整系数。——用于调整嵌固段下土层被动土压力的值，影响土反力结果中的红线。2).桩前覆土被动土压力调整系数。——用于调整桩前地面以上覆土的被动土压力的值。北京理正软件6、坡线与滑坡推力里，这两项如何填？桩后剩余下滑力水平分力（KN/m）——用于桩内力计算——滑坡推力模块中计算的此位置处剩余下滑力的水平分力。——程序会依据此值和推力分布类型、桩间距计算出所受单桩的水平推力，从而计算单桩的内力和位移。920.187×cos11.31=902.32KN北京理正软件桩前剩余抗滑力水平分力——《铁路路基支挡结构设计规范》10.2.5滑动面以上桩前的滑体抗力，可由极限平衡时滑坡推力曲线或桩前被动土压力确定，设计时选用其中小值。当桩前滑坡体可能滑动时，不应计及其抗力。北京理正软件极限平衡状态下滑力曲线——当最后一个滑块的剩余下滑力为0时，所对应各滑块的剩余下滑力值连成的曲线。北京理正软件图中的P-桩前的滑体抗力就是3-4滑块的剩余下滑力。