一種微型抗滑組合樁受荷段的結構設計方法
2023-05-16 19:38:21
專利名稱：一種微型抗滑組合樁受荷段的結構設計方法
技術領域：
本發明涉及土建工程領域，特別涉及一種應用於滑坡或邊坡治理中的微型抗滑樁的設計方法。
背景技術：
微型抗滑樁是指樁徑在90mm至300mm的機械鑽孔灌注樁，樁體嵌入邊坡穩定巖體，提供抗滑力支擋上部滑體，從而對邊坡進行加固。其主要優點有:採用機械成孔，施工安全性高；施工機具小，對場地適應性強；對土層適應性強；施工振動小，對邊坡土體擾動小；施工噪音小，適用環境公害受到嚴格控制區域；施工速度快，適合搶險工程。微型抗滑樁由於樁徑小，抗滑剛度低，所以是實際工程中多以微型抗滑組合樁出現，即由兩根以上微型樁，樁頂連接成整體，形成一個空間結構。目前，已有的微型組合樁大多樁徑在100-150_，由於樁徑限制，配筋只能採用鋼管或者鋼筋束，對微型樁抗彎性能提高不大，因此，在微型抗滑樁設計時多隻以抗剪能力為標準設計，實際抗彎能力很難滿足。這種空間結構的微型抗滑組合樁既要考慮樁土相互作用也要考慮組合結構效應，在邊坡剩餘下滑推力在樁間的分配，內力在結構中的調整等方面比單根抗滑樁複雜很多，如何在考慮邊坡剩餘下滑推力在樁間的分配、樁土相互作用和空間結構效應等因素下，同時滿足抗彎和抗剪要求對微型抗滑組合樁進行結構設計顯得尤為重要。而目前尚無科學、合理的微型抗滑組合樁受荷段的樁身結構設計方法。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供一種因素考慮全面的科學、合理的微型抗滑組合樁受荷段的結構設計方法。本發明微型抗滑組合樁受荷段的結構設計方法包括以下步驟:S1:現場地質調查，通過試驗確定邊坡巖土體的力學性質；S2:評價邊坡穩定性，計算邊坡剩餘下滑推力；S3:考慮邊坡剩餘下滑推力在微型抗滑組合樁各樁間的調整和分配，確定各樁邊坡剩餘下滑推力的不均勻分配係數；S4:計算得到各樁承受的剩餘下滑推力；S5:計算各樁受荷段的彎矩、剪力、轉角、位移；S6:根據計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進行配筋設計；S7:根據計算得到的剪力值對設計的配筋進行覆核。本發明中，微型抗滑組合樁樁徑在250-500mm ；採用兩根以上微型樁沿滑坡方向布置，前後樁最優間距為600-1200mm，樁頂橫梁剛性連接，形成微型抗滑組合樁空間結構。S3步驟中，通過物理模型試驗確定邊坡剩餘下滑推力在各樁間的分配比例，得出各個樁承受的邊坡剩餘下滑推力不均勻分配係數7。其中雙排樁前樁與後樁之間分擔邊坡剩餘下滑推力比例為(36 40) %: (74 60) %。所述步驟S4計算各樁承受的剩餘下滑推力公式為:
權利要求
1.一種微型抗滑組合樁受荷段的結構設計方法，其特徵在於包括以下步驟:S1:現場地質調查，通過試驗確定邊坡巖土體的力學性質；S2:評價邊坡穩定性，計算邊坡剩餘下滑推力；S3:考慮邊坡剩餘下滑推力在微型抗滑組合樁各樁間的調整和分配，確定各樁邊坡剩餘下滑推力的不均勻分配係數；S4:計算得到各樁承受的剩餘下滑推力；S5:計算各樁受荷段的彎矩、剪力、轉角、位移；S6:根據計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進行配筋設計；S7:根據計算得到的剪力值對設計的配筋進行覆核；所述微型抗滑組合樁樁徑為250-500mm,採用兩根或兩根以上微型樁沿滑坡方向布置，前後樁間距為600-1200mm，樁頂橫梁剛性連接，形成微型抗滑組合樁空間結構。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述步驟S5各樁受荷段的剪力、彎矩、轉角、位移的計算，具體包括以下步驟:S51:將微型抗滑組合樁的計算，簡化為各樁樁身受荷樁頂固定的微型抗滑組合樁與各樁樁身不受荷樁頂承受集中荷載的微型抗滑組合樁疊加；S52:進一步，簡化為單樁樁身受荷兩端固定微型抗滑樁模型與單樁樁頂承受集中荷載樁底固定樁頂滑動的微型抗滑樁模型的疊加；S53:分別計算各排樁在上述兩種模型下的剪力、彎矩、轉角、位移；S54:將兩種模型得到的剪力、彎矩、轉角、位移的結果疊加，得到各樁受荷段的剪力、彎矩、轉角、位移。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於:所述S3步驟中，通過物理模型試驗確定邊坡剩餘下滑推力在各樁間的分配比例，從而得出各個樁承受的邊坡剩餘下滑推力不均勻分配係數H ;所述步驟S4計算各樁承受的剩餘下滑推力公式為:
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於:所述微型抗滑組合樁為雙排樁時，通過物理模型試驗確定邊坡剩餘下滑推力在前樁與後樁之間分擔分配比例為(36 40) %: (74飛0) %。
5.如權利要求1、2和4所述之一的方法，其特徵在於:所述S6步驟根據計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進行配筋設計，其中採用鋼筋籠結構配筋，主筋應大於4根，宜採用6根以上，沿樁周布置，配筋設計公式為:
6.如權利要求1、2和4所述之一的方法，其特徵在於:所述S7步驟根據計算得到的剪力值對設計的配筋進行覆核，公式為:
7.如權利要3所述的方法，其特徵在於:所述S6步驟根據計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進行配筋設計，其中採用鋼筋籠結構配筋，主筋應大於4根，宜採用6根以上，沿樁周布置，配筋設計公式為:
8.如權利要求3所述的方法，其特徵在於:所述S7步驟根據計算得到的剪力值對設計的配筋進行覆核，公式為:
全文摘要
本發明公開了一種微型抗滑組合樁受荷段的結構設計方法，包括以下步驟S1現場地質調查，通過試驗確定邊坡巖土體的力學性質；S2評價邊坡穩定性，計算邊坡剩餘下滑推力；S3考慮下滑力在微型抗滑組合樁各樁間的調整和分配，確定各樁下滑力的分配比；S4計算得到各樁承受的剩餘下滑推力；S5計算各樁受荷段的彎矩、剪力、轉角、位移；S6根據計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進行配筋設計；S7根據計算得到的剪力值對設計的配筋進行覆核。本設計方法確定了微型抗滑組合樁的各樁的邊坡剩餘下滑推力分擔情況，明確了多樁構成的組合樁中每個樁體的加固作用，得到了抗滑效應在各樁上的分布，考慮微型抗滑組合樁的結構效應和樁-土作用效應，保證了內力計算的結果更準確、科學，從而保證了微型抗滑組合樁的抗彎、抗剪強度和安全性。
文檔編號E02D17/20GK103225310SQ20131018918
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月21日 優先權日2013年5月21日
發明者胡毅夫, 王庭勇, 羅衛華 申請人:中南大學