抗滑桩的设计与施工

第5章抗滑桩的设计与施工本章重点抗滑桩类型、特点及适用条件抗滑桩设计要求和设计内容抗滑桩设计荷载的确定抗滑桩的计算方法抗滑桩的设计抗滑桩的施工

§5．1概述

桩是深入土层或岩层的柱形构件。边坡处治工程中的抗滑桩是通过桩身将上部承受的坡体推力传给桩下部的侧向土体或岩体，依靠桩下部的侧向阻力来承担边坡的下推力，而使边坡保持平衡或稳定，见图5．1。

抗滑桩与一般桩基类似，但主要是承担水平荷载。抗滑桩也是边坡处治工程中常见常用的处治方案之一，从早期的木桩，到近代的钢桩和目前在边坡工程中常用的钢筋混凝土桩，断面型式有圆形和矩形，施工方法有打入、机械成孔和人工成孔等方法，结构型式有单桩、排桩、群桩，有锚桩和预应力锚索桩等。

§5．1．1抗滑桩类型、特点及适用条件(1)抗滑桩的类型 抗滑桩按材质分类有木桩、钢桩、钢筋混凝土桩和组合桩。 抗滑桩按成桩方法分类，有打入桩、静压桩、就地灌注桩，就地灌柱桩又分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩两大类。在常用的钻孔灌注桩中，又分机械钻孔和人工挖孔桩。 抗滑桩按结构型式分类，有单桩、排桩、群桩和有锚桩，排桩型式常见的有椅式桩墙、门式刚架桩墙、排架抗滑桩墙(见图5．2)，有锚桩常见的有锚杆和锚索，锚杆有单锚和多锚，锚索抗滑桩多用单锚，见图5．3。 抗滑桩按桩身断面形式分类，有圆形桩、方形桩和矩形桩、“工”字形桩等。(2)各类桩型的特点及适用条件 木桩是最早采用的桩，其特点是就地取材、方便、易于施工，但桩长有限，桩身强度不高，一般用于浅层滑坡的治理、临时工程或抢险工程。钢桩的强度高，施打容易、快速，接长方便，但受桩身断面尺寸限制，横向刚度较小，造价偏高。钢筋混凝土桩是边坡处治工程广泛采用的桩材，桩断面刚度大，抗弯能力高，施工方式多样，可打入、静压、机械钻孔就地灌注和人工成孔就地灌注，其缺点是混凝土抗拉能力有限。 抗滑桩的施工采用打入时，应充分考虑施工振动对边坡稳定的影响，一般是全埋式抗滑桩或填方边坡可采用，同时下卧地层应有可打性。抗滑桩施工常用的是就地灌注桩，机械钻孔速度快，桩径可大可小，适用于各种地质条件，但对地形较陡的边坡工程，机械进入和架设困难较大，另外，钻孔时的水对边坡的稳定也有影响。人工成孔的特点是方便、简单、经济，但速度较慢，劳动强度高，遇不良地层(如流沙)时处理相当困难，另外，桩径较小时人工作业困难，桩径一般应在1000mm以上才适宜人工成孔。 单桩是抗滑桩的基本型式，也是常用的结构型式，其特点是简单，受力和作用明确。当边坡的推力较大，用单桩不足以承担其推力或使用单桩不经济时，可采用排桩。排架桩的特点是转动惯量大，抗弯能力强，桩壁阻力较小，桩身应力较小，在软弱地层有较明显的优越性。有锚桩的锚可用钢筋锚杆或预应力锚索，锚杆(索)和桩共同工作，改变桩的悬臂受力状况和桩完全靠侧向地基反力抵抗滑坡推力的机理，使桩身的应力状态和桩顶变位大大改善，是一种较为合理、经济的抗滑结构。但锚杆或锚索的锚固端需要有较好的地层或岩层，对锚索而言，更需要有较好的岩层以提供可靠的锚固力。 抗滑桩群一般指在横向2排以上，在纵向2列以上的组合抗滑结构，类似于墩台或承台结构，它能承担更大的滑坡推力，可用于特殊的滑坡治理工程或特殊用途的边坡工程。§5．1．2抗滑桩设计要求和设计内容抗滑桩设计一般应满足以下要求：(1)抗滑桩提供的阻滑力要使整个滑坡体具有足够的稳定性，即滑坡体的稳定安全系数满足相应规范规定的安全系数或可靠指标，同时保证坡体不从桩顶滑出，不从桩间挤出；(2)抗滑桩桩身要有足够的强度和稳定性，即桩的断面要有足够的刚度，桩的应力和变形满足规定要求；(3)桩周的地基抗力和滑体的变形在容许范围内；(4)抗滑桩的埋深及锚固深度、桩问距、桩结构尺度和桩断面尺寸都比较适当，安全可靠，施工可行、方便，造价较经济。根据上述设计要求，抗滑桩的设计内容一般为：(1)进行桩群的平面布置，确定桩位、桩间距等平面尺度；(2)拟定桩型、桩埋深、桩长、桩断面尺寸；(3)根据拟定的结构确定作用于抗滑桩上的力系；(4)确定桩的计算宽度，选定地基反力系数，进行桩的受力和变形计算；(5)进行桩截面的配筋计算和一般的构造设计；(6)提出施工技术要求，拟定施工方案，计算工程量，编制概(预)算等。§5．．1．．3抗滑桩桩的设设计计计算程程序根据上上述设设计要要求和和设计计内容容，抗抗滑桩桩的设设计计计算程程序如如图5．4所示。。§5．．2抗滑桩桩设计计荷载载的确确定作用于于抗滑滑桩上上的力力系主主要有有两大大部分分：作作用于于桩上上部的的滑坡坡推力力和桩桩周地地层对对桩的的反力力。对对有锚锚桩，，还有有锚杆杆或锚锚索系系统对对桩上上部的的横向向拉力力和压压力。。§5．．2．．1滑坡推推力的的确定定滑坡推推力作作用于于滑面面以上上部分分的桩桩背上上，其其方向向假定定与桩桩穿过过滑面面点处处的切切线方方向平平行。。滑坡坡推力力的计计算见见第2章或第第4章相关关内容容，即即采用用不平平衡推推力传传递系系数法法计算算所得得的桩桩所在在坡体体坡足足处的的不平平衡推推力。。通常常假定定每根根桩所所承担担的滑滑坡推推力等等于两两桩中中心间间距宽宽度范范围内内的滑滑坡推推力，，即将将前述述方法法计算算所得得的滑滑坡推推力值值乘以以桩间间距。。滑坡坡推力力在桩桩背上上的分分布和和作用用点位位置，，与滑滑坡的的类型型、部部位、、地层层性质质、变变形情情况及及地基基反力力系数数等因因素有有关。。根据据文献献[2]、[3]的经验验，对对于液液性指指数小小，刚刚度较较大和和较密密实的的滑坡坡体，，从顶顶层至至底层层的滑滑动速速度常常大体体一致致，假假定滑滑面上上桩背背的滑滑坡推推力分分布图图形呈呈矩形形；对对于液液性指指数较较大，，刚度度较小小和密密实度度不均均匀的的塑性性滑体体，其其靠近近滑面面的滑滑动速速度较较大，，而滑滑体表表层的的速度度则较较小，，假定定滑面面以上上桩背背的滑滑坡推推力图图形呈呈三角角形分分布；；介于于上述述两者者之间间的情情况可可假定定桩背背推力力分布布呈梯梯形。。§5．．2．．2地基反反力的的确定定(1)地基反反力当桩前前土体体不能能保持持稳定定可能能滑走走时，，不考考虑桩桩前土土体对对桩的的反力力，仅仅考虑虑滑面面以下下地基基土对对桩的的反力力，抗抗滑桩桩嵌固固于滑滑面以以下的的地基基中，，相当当于悬悬臂桩桩。当当桩前前土体体能保保持稳稳定，，此时时抗滑滑桩按按所谓谓的““全埋埋式桩桩”考考虑，，可将将桩前前土体体(亦为滑滑体)的抗力力作为为已知知的外外力考考虑，，仍可可将桩桩看成成悬臂臂桩考考虑。。桩将滑滑坡推推力传传递给给滑面面以下下的桩桩周土土(岩)时，桩桩的锚锚固段段前后后岩(土)体受力力后发发生变变形，，并由由此产产生岩岩(土)体的反反力。。反力力的大大小与与岩(土)体的变变形状状态有有关。。处于于弹性性阶段段时，，可按按弹性性抗力力计算算，处处于塑塑性阶阶段变变形时时，情情况则则比较较复杂杂，但但地基基反力力应不不超过过锚固固段地地基土土的侧侧向容容许承承载能能力。。另外，，桩与与地基基土间间的摩摩阻力力、粘粘着力力、桩桩变形形引起起的竖竖向压压力一一般来来说对对桩的的安全全有利利，通通常略略去不不计。。为简简化计计算，，桩的的自重重和桩桩底应应力等等也略略去不不计。。(2)地基反反力系系数桩侧岩岩土体体的弹弹性抗抗力系系数简简称为为地基基反力力系数数，是是地基基承受受的侧侧压力力与桩桩在该该位置置处产产生的的侧向向位移移的比比值。。也即即单位位土体体或岩岩体在在弹性性限度度内产产生单单位压压缩变变形时时所需需施加加于其其单位位面积积上的的力。。目前前常采采用的的有三三种假假设：：①假假设地地基系系数不不随深深度而而变化化，即即地基基系数数为常常数的的K法；②②假定定地基基系数数随深深度而而呈直直线变变化的的m法；③③地基基反力力系数数沿深深度按按凸抛抛物线线增大大的C法。地基反力力系数K，m应通过试试验确定定。一般般情况下下，试验验资料不不易获得得，文献献[1]、、[2]列出了较较完整岩岩层的地地基系数数K值，见表表5．1，非岩石石地基的的m值，见表表5．2，可供设设计时参参考。注：一般般情况，，KH=(0．．6～0．8)Kv；；岩层为厚厚层或块块状整体体时，KH=Kv。当地基土土为多层层土时，，采用按按层厚以以等面积积加权求求平均的的方法求求算地基基反力系系数。当当地基土土为2层时，有有(5.1)当地基土土为3层时，有有(5.2)式中：ml、m2、m3——分别为第第l层、第2层、第3层地基土土的m值；ll、l2、l3——分别为第第l层、第2层、第3层地基土土的厚度度。其他多层层土可仿仿此进行行计算。。当采用C法时，地地基反力力系数式式为，，C为地基反反力系数数的比例例系数，，x为深度。。研究表表明，当当x达到一定定深度时时，地基基反力系系数渐趋趋于常数数。比例例系数c值参见表表5．3。注：[y0]为桩在地地面处的的水平位位移允许许值。3)P～Y曲线法上述的K法、m法和C法能根据据弹性地地基上梁梁的挠曲曲线微分分方程用用无量纲纲系数求求解抗滑滑桩的承载载力、内内力和变变位。但但当桩发发展到较较大的位位移，土土的非线线性特性性将变得得非常突突出。P～Y曲线法则则考虑了了土的非非线性特特点，它它既可用用于小位位移，也也可用于于较大位位移的求求解。P～Y曲线法是是根据地地基土的的实验数数据来绘绘制，目目前一般般采用Matlock建议的软软粘土P～Y曲线绘制制方法[1]和Resse建议的硬硬粘土和和砂性土土的P～Y曲线绘制制方法[4]。在滨河河、滨海海的软土地基中中，P～Y曲线已得得到较多多的应用用。§5．3抗滑桩的的计算方方法抗滑桩为为承受水水平荷载载的桩，，计算水水平受荷荷桩的方方法均可可采用。。§5．3．1刚性桩与与弹性桩桩的区分分抗滑桩受受到滑坡坡推力后后，将产产生一定定的变形形。根据据桩和桩桩周土的的性质和和桩的几几何性质质，其变变形有两两种情形形:一是桩的的位置发发生了偏偏离，但但桩轴线线仍保持持原有线线型，变变形是由由于桩周周土的变变形所致致。另一一种是桩桩的位置置和桩轴轴线同时时发生改改变，即即桩轴线线和桩周周土同时时发生变变形。前前一种情情况桩尤尤如刚体体一样，，仅发生生了转动动，故称称其为刚刚性桩，，后者就就称为弹弹性桩。。试验研研究表明明，当抗抗滑桩埋埋入稳定定地层内内的计算算深度为为某一临临界值时时，可视视桩的刚刚度为无无穷大，，桩的侧侧向极限限承载力力仅取决决于桩周周土的弹弹性抗力力大小。。工程中中就把这这个临界界值作为为判断是是刚性桩桩或弹性性桩的标标准。临界值规规定如下下：按K法计算，，≤≤1．0时，抗滑滑桩属刚刚性桩；；>1．0时，抗滑滑桩属弹弹性桩。。按m法计算，，≤≤2．5时，抗滑滑桩属刚刚性桩；；>2．5时，抗滑滑桩属弹弹性桩。。式中，、、均均定定义为桩桩的变形形系数，，单位为为，，分别别按下式式计算：：(5.3)(5.4)式中：KH——K法的侧向向地基系系数，kN／m3；BP——桩的正面面计算宽宽度，m；mH——m法的地基基系数的的比例系系数，kN／m4；E、I———桩的弹性性模量，，kPa，桩的截面面惯性矩矩，m4。§5．3．2刚性桩的的计算把滑面以以上抗滑滑桩受荷荷载段上上所有的的力均当当作外力力，桩前前的滑体体抗力按按其大小小从外荷荷载中减减去，对对滑面以以下的桩桩段取脱脱离体，，滑面以以上的外外荷载对对滑面处处桩截面面产生弯弯矩和剪剪力。滑滑面下桩桩周土的的侧向应应力和土土的抗力力可由脱脱离体的的平衡而而求得，，并进而而计算桩桩的内力力。(1)地基土为为单一土土层时如图5．5所示，滑滑面以下下为同一一m值，桩底底自由，，滑面处处的弹性性抗力系系数分别为为Al、A2，H为滑坡推推力与剩剩余抗滑力之之差，x0为下部桩桩段转动动轴心距距滑面的距距离，α为旋转角角，Z0为滑坡推力至滑滑面的距距离。当0≤x≤x0时桩身变位位：Y=(x0-x)桩侧应力力：桩身剪力力：桩身弯矩矩：当x0≤X≤l2时桩身变位位：桩侧应力力：桩身剪力力：桩身弯矩矩：根据静力力平衡条条件∑H=0和∑M=0可解得：：令：则有：(5.5)(5.6)解方程式式(5．5)，可找出出x0，将其代入入式(5．6)，则可算算出。。(2)地基土为为两种地地层时桩身置于于两种不不同的地地层，桩桩底按自自由端考考虑，桩桩变位时时，旋转转中心将将随地质质情况变变化而变变化。仍仍采用单单一土层层时求静静力平衡衡方程∑∑H=0和∑M=0的条件求求解。先先求解出出x0，再计算。。§5．3．3弹性桩的的计算抗滑桩滑滑面以上上部分所所受荷载载，见图图5．6a)，可以将其其对滑面面以下桩桩段进行行简化，，简化后后桩的计计算图式式见图5．6b)。此时，可可根据桩桩周土体体的性质质确定弹弹性抗力力系数，，建立挠挠曲微分分方程式式，通过过数学求求解可得得滑面以以下桩段段任一截截面的变变位和内内力计算算的一般般表达式式。最后后根据桩桩底边界界条件计计算出滑滑面处的的位移和和转角，，再计算算出桩身身任一深深度处的的变位和和内力。(1)m法桩顶受水水平荷载载的挠曲曲微分方方程为(5.7)式中：EI———桩的抗弯弯刚度；；BP——桩的计算算宽度；；其余符符号意义义见图5．6b或同前。。式(5．7)为四阶线线性变系系数齐次次微分方方程，采采用幂级级数的解解法，整整理后有有：(5.8)式中：Yx，，，Mx，Qx——分别为锚锚固段桩桩身任意意截面的的位移(m)、转角(rad)、弯矩(kN·m)和剪力(kN)；Y0，，，M0，Q0——分别为滑滑面处桩桩的位移移(m)、转角(rad)、弯矩(kN·m)和剪力(kN)；Ai，Bi，Ci，Di——随桩的换换算深度度而而变化化的m法的影响响函数值值，见表表5．4；x——滑面处以以下锚固固段计算算断面的的深度(m)。其余符号号意义同同前，按按式(5．4)计算。式(5．8)为m法计算桩桩的一般般表达式式。计算算时必须须先求得得滑动面面处的Y0和，，才才能求出出桩身任任一截面面处的位位移、转转角、弯弯矩和剪剪力，地地基土对对该截面面的侧向向应力。。一般应应根据桩桩底的边边界条件件来确定定。①当桩底底为固定定端时，，有yB=0，=0，MB≠0，QB≠0。将边界条条件代入入式(5．8)中的第1式和第2式，联立立求解得得：(5.9)②当桩底为为铰接端端时，yB=0，MB=0；≠≠0，QB≠0。将边界条条件代入入式(5．8)中第l、第3式，联立立求解得得：(5.10)③当桩底为为自由端端时，MB=0，QB=0；；≠≠0，，yB≠≠0。将边界条条件代入入式(5．8)中第3、第4式，联立立求解得得：(5.11)将上述各各种边界界条件下下相应的的y0、代入式(5．8)，即可求求得滑动动面以下下桩身任任一截面面的位移移、转角角、弯矩矩和剪力力。(2)K法依假定，，桩锚固固段的挠挠曲微分分方程为为：(5.12)由式(5．3)N定义，有有，，式式(5．12)可写为(5.13)求解上述述常系数数齐次微微分方程程，整理理代换后后有：式中：，，，，，，——K法的影响响函数，，表达式式如下：：(5.15)式(5．．14)为K法的一般般表达式式。同样样，计算算时要先先求滑面面处的y0和，，才才能求桩桩身任一一截面处处的变位位和内力力以及地地基土在在该截面面处的侧侧向应力力。一般般根据桩桩底边界界条件确确定。①当桩底底为固定定端时，，yB=0，=0，代入式(5．14)中第l、第2式，联立立求解得得：(5.16)②当桩底为为铰接端端时，yB=0，MB=0，代入式(5．14)中第l、第3式，联立立解得：：(5.17)③当桩底为为自由端端时，MB=0，QB=0，代入式(5．14)中第3、第4式，联立立解得：：(5.18)将上述各各种边界界条件下下相应的的Y0、代入式(5．14)即可求得得滑面下下锚固段段桩身任任一截面面的变位位和内力力。(3)滑动面处处地基反反力不为为零时的的处理方方法对于滑坡坡工程而而言，由由于滑面面以上有有滑体存存在，抗抗滑桩桩桩前土体体和桩后后土体的的高度是是不一致致的，对对于滑面面来说，，相当于于在桩后后土体(弹性体)的表面有有附加荷荷载的作作用。若若用K法，这一一附加荷荷载不影影响地基基土的弹弹性性质质。若采采用m法，即地地基系数数随深度度而呈直直线增加加，在滑滑面处的的地基系系数不为为零，而而是某一一数值A，则滑面以以下某一一深度x处岩土抗抗力的表表达式为为Px=A+mx，即滑面以以下的地地基系数数分布呈呈梯形变变化。为为了利用用m法推出的的公式和和影响系系数计算算此类问问题，可可进行如如下处理理：①将地基基系数的的变化图形向上上延伸至至虚点A，延伸的高度度，，见图5．7；②自虚点点A向下计算算桩的内力和和变位，，仍可使使用表5．4，但此时时应重新新确定A点的初参参数MA、QA、yA、；；③A点处的初初参数可可由滑面面处条件件和桩底底处的边边界条件件确定，，即在MA和QA作用下，，必须满满足下列列条件：：当x=0时(在滑面处处)当x=l2时(桩底处)MB=0，QB=0(桩底为自自由端)或YB=0，=0(桩底为固固定端)桩底为自自由端时时可建立立下列方方程(5.19)桩底为固固定端时时可将式式(5．19)中第3式、第4式改为下下列方程程即可，，(5.20)上列各式式中：，，，，，，(i=3，，4)———在滑面处处的影响响系数值值；，，，，，(i=1，，2，3，4)——在桩底处处的影响响系数值值。桩底为自自由端时时，联解解组(5．19)；桩底为为固定端端时，联联解式(5．19)中第l式、第2式和式(5．20)组成的方方程组，，求得MA、QA、YA、值，代入入式(5．8)中直接使使用表5．4中的影响响系数值值，就可可方便地地计算滑滑面以下下桩身任任一深度度处的内内力和变变位。(4)滑面处(桩顶，x=0)桩为铰接接时或箝箝固时的的处理方方法当抗滑桩桩采用排排架桩时时，桩顶顶处由于于系梁或或承各排排架的作作用而简简化为铰铰接或箝箝固，此此时用m法计算时时需要做做一些变变换处理理。式(5．8)为m法计算抗抗滑桩在在任意深深度戈处处桩变位位和内力力的表达达式，也也可写成成如下形形式的表表达式(将式(5．9)～(5．11)代人式(5．8)整理代换换后即可可得)：(5.21)式中：AY，BY，，，，，AM，BM，AQ，BQ——分别为计计算位移移、转角角、弯矩矩和剪力力的无量量纲系数数。桩顶铰接接时的A值见表5．5～～5．8，B值见表5．9～～5．12。桩顶箝固固时，即即边界条条件为(x=0)=0，，代入式(5．21)中第2式，可得得(5.22)将式(5．22)代入式(5．21)中第l式，得(5.23)将式(5．22)代人式(5．21)中第3式，得(5.24)将式(5．22)代入式(5．21)中第4式，得(5.25)式中，AYF、AMF,AQF分别为桩桩顶箱固固时计算算桩位移移、弯矩矩、剪力力的无量量纲系数数。Q0可根据排排桩、排排架桩或或群桩的的空间位位置、刚刚度和连连接情况况将滑坡坡推力分分配到各各根桩上上而求得得。§5．4抗滑桩的的设计§5．4．1抗滑桩的的布设(1)抗滑桩的的平面布布置抗滑桩的的平面布布置指的的是桩的的平面位位置和桩桩间距。。一般根根据边坡坡的地层层性质、、推力大大小、滑滑动面坡坡度、滑滑动面以以上的厚厚度、施施工条件件、桩型型和桩截截面大小小以及可可能的锚锚固深度度以及锚锚固段的的地质条条件等因因素综合合考虑决决定。对一般边边坡工程程，根据据主体工工程的布布置和使使用要求求而确定定布桩位位置。对滑坡治治理工程程，抗滑滑桩原则则布置在在滑体下下部，即即在滑动动面平缓缓、滑体体厚度较较小、锚锚固段地地质条件件较好的的地方，，同时也也要考虑虑到施工工的方便便。对地地质条件件简单的的中小型型滑坡，，一般在在滑体前前缘布设设一排抗抗滑桩，，桩排方方向应与与滑体垂垂直或近近垂直。。对于轴轴向很长长的多级级滑动或或推力很很大的滑滑坡，可可考虑将将抗滑桩桩布置成成两排或或多排，，进行分分级处治治，分级级承担滑滑坡推力力；也可可考虑在在抗滑地地带集中中布置2～3排、平面面上呈品品字形或或梅花形形的抗滑滑桩或抗抗滑排架架。对滑滑坡推力力特别大大的滑坡坡，可考考虑采用用抗滑排排架或群群桩承台台。对于于轴向很很长的具具有复合合滑动面面的滑体体，应根根据滑面面情况和和坡面情情况分段段设立抗抗滑桩，，或采用用抗滑桩桩与其他他抗滑结结构组合合布置方方案。(2)抗滑桩的的间距抗滑桩的的间距受受滑坡推推力大小小、桩型型及断面面尺寸、、桩的长长度和锚锚固深度度、锚固固段地层层强度、、滑坡体体的密实实度和强强度、施施工条件件等诸多多因素的的影响，，目前尚尚无较成成熟的计计算方法法。合适适的桩间间距应该该使桩间间滑体具具有足够够的稳定定性，在在下滑力力作用下下不致从从桩间挤挤出。可可按在能能形成土土拱的条条件下，，两桩间间土体与与两侧被被桩所阻阻止滑动动的土体体的摩阻阻力不少少于桩所所承受的的滑坡推推力来估估计。一一般采用用的间距距为6～10m[2][3]。。当桩间采采用了结结构连接接来阻止止桩间楔楔形土体体的挤出出，则桩桩间距完完全决定定于抗滑滑桩的抗抗滑力和和桩间滑滑体的下下滑力。。当抗滑桩桩集中布布置成2～3排排桩或或排架时时，排间间距可采采用桩截截面宽度度的2～3倍倍[3]。(3)桩的锚固固深度桩埋入滑滑面以下下稳定地地层内的的适宜锚锚固深度度，与该该地层的的强度、、桩所承承受的滑滑坡推力力、桩的的相对刚刚度以及及桩前滑滑面以上上滑体对对桩的反反力等因因素有关关。原则则上由桩桩的锚固固段传递递到滑面面以下地地层的侧侧向压应应力不得得大于该该地层的的容许侧侧向抗压压强度、、桩基底底的压应应力不得得大于地地基的容容许承载载力来确确定。锚固深度度是抗滑滑桩发挥挥抵抗滑滑体推力力的赖以以生存的的前提和和条件，，锚固深深度不足足，抗滑滑桩不足足以抵抗抗滑体推推力，容容易引起起桩的失失效。但但锚固过过深则又又造成工工程浪费费，并增增加了施施工难度度。可采采取缩小小桩的间间距，减减少每根根桩所承承受的滑滑坡推力力，或增增加桩的的相对刚刚度等措措施来适适当减少少锚固深深度。当锚固段地地层为土层层及严重风风化破碎岩岩层时，桩桩身对地层层的侧压力力应符合下下列条件：：(5.36)式中：——桩身对地层层的侧压应应力，kPa；——地层岩(土)的重度，kN／m3；——地层岩(土)的内摩擦角角，°；c———地层岩(土)粘聚力，kPa；l———地面至计算算点的深度度，m。桩底可按自自由支承处处理，即令令QB=0，MB=0。当锚固段地地层为比较较完整的岩岩质、半岩岩质地层时时，桩身对对围岩的侧侧向压应力力应符合下下列条件：：(5.37)式中：——桩身对围岩岩的侧压应应力，kPa；——折减系数，，根据岩层层产状的倾倾角大小，，取0．5～1．0；——折减系数，，根据岩层层的破碎和和软化程度度，取0．3～0．5；——围岩岩石单单轴抗压极极限强度，，kPa。桩底可按铰铰支承情况况处理，即即令XB=0，MB=0。根据经验，，对于土层层或软质岩岩层，锚固固深度取l／3～1／2桩长比较合合适，对于于完整、较较坚硬的岩岩层可取1／4桩长。§5．4．．2桩型选择适用于抗滑滑桩的桩型型有钢筋混混凝土桩和和钢管桩、、H型钢桩等，，最常用的的是钢筋混混凝土桩。。抗滑桩桩型型的选择应应根据滑坡坡性质、滑滑坡处的地地质条件、、滑坡推力力大小、工工程造价、、施工条件件和工期要要求等因素素综合考虑虑，按安全全、可靠、、经济、方方便的原则则，结合设设计人员的的工程经验验来选择。。(1)钢筋混凝土土桩钢筋混凝土土桩是抗滑滑桩用得最最多的桩型型，其断面面形式主要要有圆形、、矩形。圆圆形断面可可机械钻孔孔成桩，也也可人工挖挖孔成桩，，桩径根据据滑坡推力力和桩间距距而定，从从φ600～～φ2000，最大可达φ4500。矩形断面可可充分发挥挥其抗弯刚刚度大的优优点，适用用于滑坡推推力较大，，需要较大大刚度的地地方。一般般为人工成成孔抗滑桩桩，断面尺尺寸b×h一般为1000××1500、1200X1800、1500×2000、、2000×3000等。滑坡推力大大、桩间矩矩大，选择择桩径较大大或桩断面面尺寸较大大的桩，反反之则选桩桩径小的桩桩。(2)钢管桩钢管桩一般般为打入式式桩，其特特点是强度度高、抗弯弯能力大、、施工快、、可快速形形成桩排或或桩群。钢钢管桩桩径径一般为D400～～D900，常用的是D600。。钢管桩适合合于有沉桩桩施工条件件和有材料料可资利用用的地方，，或工期短短、需要快快速处治的的滑坡工程程。(3)H型钢桩H型钢桩与钢钢管桩的特特点和适用用条件基本本相同，其其型号有HP200、HP250、HP310、HP360等。§5．4．．3桩的内力和和变位计算算(1)桩的计算宽宽度确定抗滑桩受滑滑坡推力的的作用产生生位移，桩桩则岩(土)体对桩产生生反力，当当岩(土)变形处于弹弹性变形阶阶段时，桩桩受到岩(土)的弹性抗力力作用，抗抗力大小及及分布与桩桩的作用范范围有关。。试验研究究表明，桩桩在水平荷荷载作用下下，不仅桩桩身宽度内内的桩侧岩岩(土)体受挤压，，而且桩身身宽度以外外一定范围围内的土体体也受到影影响，呈现现出空间受受力状态；；岩(土)体的影响范范围随不同同截面形状状的桩而有有所不同。。为了简化化计算，即即将空间受受力状态简简化为平面面问题，考考虑到桩截截面形式的的影响，将将桩宽(或桩径)换算成相当当于实际工工作条件下下的矩形桩桩宽度Bp称为桩的计计算宽度。。根据试验资资料，对于于正面边长长b大于或等于于lm的矩形桩和和桩径d大于或等于于lm的圆形桩，，其计算宽宽度为：(5.38)(2)确定地基反反力系数或或计算参数数水平地基反反力系数一一般应通过过试验确定定。但无试试验资料时时，可参照照表5．1、表5．2、表5．3的数据，结结合当地情情况以及设设计人员的的工程经验验确定。对对于常用的的m法，我国公公路、铁路路、港口、、建筑等行行业在相应应的规范中中都给出了了相应的数数值，设计计取值应在在规定的取取值范围内内。(3)计算图式的的拟定根据前述的的抗滑桩平平面布置，，初步选出出桩型，初初步确定锚锚固深度，，确定桩长长，计算桩桩上承受的的滑坡推力力，绘出计计算图式，，确定桩的的边界条件件。收集并整理理出计算的的基本数据据，如地基基土的粘聚聚力C、内摩擦角φ、重度、、桩长l、锚固深度l2、计算宽度、、桩的刚度度EI、地基反力系系数m和A(或k值等)。(4)计算方法选选择和桩性性质的判定定抗滑桩的计计算方法分分为刚性桩桩的计算和和弹性桩的的计算。弹弹性桩的计计算方法很很多，常用用的有“m法”、“k法”和“P～Y”曲线反力法法，还有数数值分析方方法和双参参数方法，，用得最多多的是“m法”。水平承载桩桩的计算分分析理论和和方法比较较完善，计计算也较精精确。但是是，理论方方法总有一一些假定，，对实际情情况总有一一定简化，，关键是能能否得到计计算所需的的切合工程程实际的土土性参数。。因此，设设计中不排排除使用一一些经验的的方法，更更常见的是是设计人员员长期习惯惯采用的方方法，这些些方法有时时在解决实实际工程问问题时显得得更为有效效。这也是是岩土工程程设计的一一个特点。。桩的性质是是根据桩的的变形系数数(或)和拟采用的的计算方法法的临界值值来判定。。当采用m法时，(5.39)当采用k法时，(5.40)式中：l2——锚固深度；；——“m法”计算时时桩的变形形系数，按按式(5．4)计算；——“k法”计算时时桩的变形形系数，按按式(5．3)计算。(5)桩内力和变变位计算根据所确定定的计算图图式和计算算参数、选选择的计算算方法、桩桩的性质，，便可按本本章第3节介绍的各各种方法计计算出桩沿沿轴线的弯弯矩分布图图()、剪力分布布图()、桩的水平平变位()和转角分布布图。根据所确定定的计算图图式和计算算参数、选选择的计算算方法、桩桩的性质，，便可按本本章第3节介绍的各各种方法计计算出桩沿沿轴线的弯弯矩分布图图()、剪力分布布图()、桩的水平平变位()和转角()分布图，同同时计算出出桩身对地地层岩(土)体的侧向应应力分布图图()。计算时，先先计算出桩桩在滑面处处的位移y0和侧向压应应力。判断断y0值是否在桩桩的水平位位移限值内内。若不在在，应适当当增加桩的的刚度或锚锚固深度，，重新计算算，使其满满足要求。。判断侧向向压应力是是否满足桩桩侧地层的的岩(土)稳定性时，，一般可在在锚固深度度中选取几几个代表断断面，如l2／3处、l2／2处和l2处等，判断断这些代表表断面的侧侧压应力是是否小于式式(5．37)或式(5．38)所确定的稳稳定极限应应力值。若若不能满足足断面稳定定要求，则则应调整桩桩的刚度、、锚固深度度和桩的间间距，再次次进行计算算，直到满满足稳定要要求时为止止。最后根根据调整确确定计算参参数，得出出桩的Mx、Qx、yx、，，等计算结果果。§5．4．．4桩的配筋计计算和构造造设计(1)桩的配筋计计算抗滑桩从使使用安全和和经济方面面考虑，都都宜采用钢钢筋混凝土土桩。钢筋混凝土土桩的配筋筋计算一般般根据所算算得的桩身身最大弯矩矩值Mmax，进行配筋计计算，再验验算最大弯弯矩值断面面的抗裂要要求、剪力力最大截面面处的抗剪剪强度。配配筋计算方方法与一般般钢筋混凝凝土结构相相同，不赘赘述。(2)钢筋混凝土土桩的构造造要求①混凝土强强度：一般般采用C20，不低于l5，水下灌注时时不低于C20；②主筋保护层层厚度：一一般不小于于35mm，水下灌注混混凝土时不不小于50mm；③主筋不宜小小于8φ10(／／Ix桩径)，常用12φ16以上(D600以上)，纵向主筋筋沿桩身周周边均匀布布置(圆桩)，钢筋净距距不应小于于60mm；④配筋长度(滑面以下)宜采用4／a，通长配筋；；⑤配筋率一一般不低于于0．65％～0．20％％(小桩径取高高值，大桩桩径取低值值)；⑥箍筋率一一般不低于于φ6@200mm，，宜采用螺旋旋箍筋或焊焊接环式箍箍筋；钢筋筋骨架中，，应每隔2m左右设一道道焊接加强强箍筋。⑦钢筋的接接长等符合合钢筋混凝凝土构件的的构造要求求。§5．5抗滑桩的施施工§5．5．．1施工一般程程序抗滑桩施工工多采用机机械成孔或或人工成孔孔，现场灌灌注混凝土土施工。灌注桩是一一项质量要要求高，施施工工序较较多，并须须在一个短短时间内连连续完成的的地下隐蔽蔽工程。因因此，施工工应按程序序进行。备备齐技术资资料，编制制施工组织织设计，做做好施工准准备。应按按设计要求求、有关规规范、规程程及施工组组织设计，，建立各工工序的施工工管理制度度。施工、、监理、设设计和业主主各方管理理到位、监监控到位、、技术服务务和技术跟跟踪到位。。保证施工工有序、快快速、高质质地进行。。灌注桩施工工的一般程程序如图5．12所示。灌注桩施工工一般应先先进行试成成孔施工，，试成孔的的数量不少少于两个，，以便核对对地质资料料，检验所所选的设备备、施工工工艺以及技技术要求是是否适宜，，同时检验验并修正施施工技术参参数。如出出现缩颈、、坍孔、回回淤、吊脚脚或出现流流沙、地下下水量大等等情况，不不能满足设设计要求，，或增加了了施工难度度、达不到到工期要求求时，应重重新制定施施工方案，，考虑新的的施工工艺艺，甚至选选择更适合合的桩型。。§5．5．．2设桩工艺选选择设桩工艺又又称成孔方方法或成孔孔工艺。灌灌注桩施工工的类型较较多，抗滑滑桩施工常常用的主要要为非挤土土灌注桩类类型。正确确、恰当地地选择设桩桩工艺，才才能保证施施工质量和和施工工期期。各种设设桩工艺适适用范围及及特点见表表5．14。设桩工艺选选择时，应应根据具体体的地质情情况、桩径径和桩长、、工期要求求，并结合合机具设备备供应情况况和各种设设桩(成孔)工艺的适用用范围和优优缺点，灵灵活、正确确地选用。。§5．5．．3施工机具灌注桩的施施工机具较较多，有定定型产品，，也有自制制机具，大大部分采用用国内产品品，也有部部分进口产产品。各种种施工机具具的主要技技术指标及及适用的成成桩方法见见表5．15。§5．5．．4施工质量控控制(1)一般要求抗滑桩是一一项质量要要求高的工工程，搞滑滑桩的施工工质量直接接关系到工工程的成败败。因此，，控制施工工质量显得得特别重要要。施工时时必须坚持持质量第一一原则，推推行全面质质量管理。。抗滑桩多采采用灌注桩桩，要特别别把好成孔孔(包括钻孔和和清孔)、下钢筋笼笼和灌注混混凝土等几几道关键工工序。每一一工序完毕毕时，均应应及时进行行质量检验验，上道工工序不清，，下道工序序就不能进进行，以免免留存隐患患。施工时每一一工地应设设专职质量量检验员，，对施工质质量进行全全面检查监监督，质量量责任落实实到人，落落实到每一一根桩。灌灌注桩的质质量控制，，主要是指指钻孔、清清孔，钢筋筋笼制作、、安放，混混凝土配制制、灌注等等工艺工序序过程的质质量标准和和控制方法法，应以设设计文件和和国家或行行业标准为为准，制定定出切合工工程实际和和易于操作作的具体标标准和要求求。(2)质量检验及及质量标准准灌注桩钻、、挖孔在终终孔和清孔孔后，应进进行孔位和和孔深检验验。孔径、、孔形和倾倾斜度宜采采用专用仪仪器测定，，或采用外外径为钻孔孔钢筋笼直直径加lOOmm(不大于钻头头直径)、长为4～6倍桩径的钢