关于抗滑桩的受力宽度的探讨*

文摘   2024-11-21 20:58   云南  

有位朋友询问,滑坡下滑力计算所得的下滑力,在数值上乘以桩间距后所得的总推力,由抗滑桩体承担。而在抗滑桩结构计算时要不要将这个总推力值除以桩体的宽度,得到每延米宽度范围内的滑坡推力。现在的很多书籍或资料都直接把这个总推力当成悬臂段每延米桩宽的作用力进行分布,是否合理?

关于这个问题的探讨,首先需要明确几个概念,方能更为有效的回答朋友的咨询问题。

1、关于下滑力与推力的概念。


所谓滑坡下滑力就是指在滑体重力产生于平行于滑面方向的作用力;所谓滑坡推力就是指滑坡下滑力作于支挡结构物上的水平方向分力。两者之间的相互关系如下:


因此,严格的来说,作用于抗滑桩的力是呈水平方向的推力,而不是与滑动面平行的下滑力,这两者之间是有区别的。也就是说滑坡的下滑力大,并不一定抗滑桩的桩背所受到的作用力就必然大。因为这个力除受到下滑力大小的影响外,还要受到滑面倾角大小的影响。

2、滑坡推力与抗滑桩所受力的关系

滑坡计算时,为了计算方便而将滑体简化为不能变形的刚体,并在主轴上取单位宽度(每延米宽度)的滑体进行计算。由此得到下滑力后,在计算得到水平方向的推力作用后,再乘以抗滑桩的间距而得到单桩所要承受的总推力。继而将单根抗滑桩看作一个单元,将推力依据滑体性质分别按矩形、梯形和三角形分布于桩背。由此,依据桩的结构参数分别计算单桩的截面长度和宽度、桩长,以及桩的旋转角(位移)和桩长范围内的桩前地层容许承载力。

也就是说,单根抗滑桩所受总推力计算经历了由“分”到“合”的过程,这是由抗滑桩呈“点”桩布置和桩间土拱效应所决定了的。而单根抗滑桩结构与桩周岩土体的受力分析计算,就不能由“合”到“分”了,因为,单根抗滑桩就是一个单元。

3、关于桩体的悬臂段定义

在抗滑桩外侧具有宽大厚度,能确保抗滑桩的锚固段处于“半无限体”时,可将滑面以上的抗滑桩长度定义为悬臂段。但工程中常见的“半坡桩”,由于桩前“三角体”的存在导致滑面以下一定范围内的岩土体不能当作桩体锚固段使用,也即通常也当作抗滑桩的悬臂段考虑。因此,所谓抗滑桩的悬臂段严格来说应是抗滑桩长除去锚固段的那部分长度,而不一定由滑面的位置来确定。

由以上说明得,作用于单根抗滑桩的推力在数值是桩间距乘以每米宽度的推力所得,而作用于单桩的总推力可假定布置在桩体截面宽度范围内,并将这根桩看作一个单元看待,而不能分解为单位宽度。这其实在各个计算理论公式、计算软件参数输入中都有明确要求。否则桩前的计算宽度、地层的容许承载力、桩体的位移、桩体的结构的抗滑剪力等相关参数就无从谈起了。

而从以上分析与说明中可得,如果哪本书籍或资料把作用于单根抗滑桩的总推力,在计算桩体结构时再除以桩的宽度,那就肯定是错误的,不符合现有的抗滑桩计算理论与模型的。


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悠游2019
博士,教高,注册岩土工程师,中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事,深部国重实验室顾问委员,世界交通灾害防治与应急委员会委员,中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员,国际工程地质协会会员
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