專利名稱:一種微型抗滑組合樁受荷段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及土建工程領(lǐng)域,特別涉及一種應(yīng)用于滑坡或邊坡治理中的微型抗滑樁的設(shè)計方法。
背景技術(shù):
微型抗滑樁是指樁徑在90mm至300mm的機(jī)械鉆孔灌注樁,樁體嵌入邊坡穩(wěn)定巖體,提供抗滑力支擋上部滑體,從而對邊坡進(jìn)行加固。其主要優(yōu)點有:采用機(jī)械成孔,施工安全性高;施工機(jī)具小,對場地適應(yīng)性強(qiáng);對土層適應(yīng)性強(qiáng);施工振動小,對邊坡土體擾動??;施工噪音小,適用環(huán)境公害受到嚴(yán)格控制區(qū)域;施工速度快,適合搶險工程。微型抗滑樁由于樁徑小,抗滑剛度低,所以是實際工程中多以微型抗滑組合樁出現(xiàn),即由兩根以上微型樁,樁頂連接成整體,形成一個空間結(jié)構(gòu)。目前,已有的微型組合樁大多樁徑在100-150_,由于樁徑限制,配筋只能采用鋼管或者鋼筋束,對微型樁抗彎性能提高不大,因此,在微型抗滑樁設(shè)計時多只以抗剪能力為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,實際抗彎能力很難滿足。這種空間結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)效應(yīng),在邊坡剩余下滑推力在樁間的分配,內(nèi)力在結(jié)構(gòu)中的調(diào)整等方面比單根抗滑樁復(fù)雜很多,如何在考慮邊坡剩余下滑推力在樁間的分配、樁土相互作用和空間結(jié)構(gòu)效應(yīng)等因素下,同時滿足抗彎和抗剪要求對微型抗滑組合樁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計顯得尤為重要。而目前尚無科學(xué)、合理的微型抗滑組合樁受荷段的樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種因素考慮全面的科學(xué)、合理的微型抗滑組合樁受荷段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。本發(fā)明微型抗滑組合樁受荷段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法包括以下步驟:S1:現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查,通過試驗確定邊坡巖土體的力學(xué)性質(zhì);S2:評價邊坡穩(wěn)定性,計算邊坡剩余下滑推力;S3:考慮邊坡剩余下滑推力在微型抗滑組合樁各樁間的調(diào)整和分配,確定各樁邊坡剩余下滑推力的不均勻分配系數(shù);S4:計算得到各樁承受的剩余下滑推力;S5:計算各樁受荷段的彎矩、剪力、轉(zhuǎn)角、位移;S6:根據(jù)計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進(jìn)行配筋設(shè)計;S7:根據(jù)計算得到的剪力值對設(shè)計的配筋進(jìn)行復(fù)核。本發(fā)明中,微型抗滑組合樁樁徑在250-500mm ;采用兩根以上微型樁沿滑坡方向布置,前后樁最優(yōu)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(jié)構(gòu)。S3步驟中,通過物理模型試驗確定邊坡剩余下滑推力在各樁間的分配比例,得出各個樁承受的邊坡剩余下滑推力不均勻分配系數(shù)7。其中雙排樁前樁與后樁之間分擔(dān)邊坡剩余下滑推力比例為(36 40) %: (74 60) %。所述步驟S4計算各樁承受的剩余下滑推力公式為:
權(quán)利要求
1.一種微型抗滑組合樁受荷段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,其特征在于包括以下步驟:S1:現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查,通過試驗確定邊坡巖土體的力學(xué)性質(zhì);S2:評價邊坡穩(wěn)定性,計算邊坡剩余下滑推力;S3:考慮邊坡剩余下滑推力在微型抗滑組合樁各樁間的調(diào)整和分配,確定各樁邊坡剩余下滑推力的不均勻分配系數(shù);S4:計算得到各樁承受的剩余下滑推力;S5:計算各樁受荷段的彎矩、剪力、轉(zhuǎn)角、位移;S6:根據(jù)計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進(jìn)行配筋設(shè)計;S7:根據(jù)計算得到的剪力值對設(shè)計的配筋進(jìn)行復(fù)核;所述微型抗滑組合樁樁徑為250-500mm,采用兩根或兩根以上微型樁沿滑坡方向布置,前后樁間距為600-1200mm,樁頂橫梁剛性連接,形成微型抗滑組合樁空間結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于:所述步驟S5各樁受荷段的剪力、彎矩、轉(zhuǎn)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(jìn)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(zhuǎn)角、位移;S54:將兩種模型得到的剪力、彎矩、轉(zhuǎn)角、位移的結(jié)果疊加,得到各樁受荷段的剪力、彎矩、轉(zhuǎn)角、位移。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于:所述S3步驟中,通過物理模型試驗確定邊坡剩余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余下滑推力不均勻分配系數(shù)H ;所述步驟S4計算各樁承受的剩余下滑推力公式為:
4.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于: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余下滑推力在前樁與后樁之間分擔(dān)分配比例為(36 40) %: (74飛0) %。
5.如權(quán)利要求1、2和4所述之一的方法,其特征在于:所述S6步驟根據(jù)計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進(jìn)行配筋設(shè)計,其中采用鋼筋籠結(jié)構(gòu)配筋,主筋應(yīng)大于4根,宜采用6根以上,沿樁周布置,配筋設(shè)計公式為:
6.如權(quán)利要求1、2和4所述之一的方法,其特征在于:所述S7步驟根據(jù)計算得到的剪力值對設(shè)計的配筋進(jìn)行復(fù)核,公式為:
7.如權(quán)利要3所述的方法,其特征在于:所述S6步驟根據(jù)計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進(jìn)行配筋設(shè)計,其中采用鋼筋籠結(jié)構(gòu)配筋,主筋應(yīng)大于4根,宜采用6根以上,沿樁周布置,配筋設(shè)計公式為:
8.如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于:所述S7步驟根據(jù)計算得到的剪力值對設(shè)計的配筋進(jìn)行復(fù)核,公式為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微型抗滑組合樁受荷段的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,包括以下步驟S1現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查,通過試驗確定邊坡巖土體的力學(xué)性質(zhì);S2評價邊坡穩(wěn)定性,計算邊坡剩余下滑推力;S3考慮下滑力在微型抗滑組合樁各樁間的調(diào)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余下滑推力;S5計算各樁受荷段的彎矩、剪力、轉(zhuǎn)角、位移;S6根據(jù)計算得到的彎矩值對微型抗滑樁進(jìn)行配筋設(shè)計;S7根據(jù)計算得到的剪力值對設(shè)計的配筋進(jìn)行復(fù)核。本設(shè)計方法確定了微型抗滑組合樁的各樁的邊坡剩余下滑推力分擔(dān)情況,明確了多樁構(gòu)成的組合樁中每個樁體的加固作用,得到了抗滑效應(yīng)在各樁上的分布,考慮微型抗滑組合樁的結(jié)構(gòu)效應(yīng)和樁-土作用效應(yīng),保證了內(nèi)力計算的結(jié)果更準(zhǔn)確、科學(xué),從而保證了微型抗滑組合樁的抗彎、抗剪強(qiáng)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(yōu)先權(quán)日2013年5月21日
發(fā)明者胡毅夫, 王庭勇, 羅衛(wèi)華 申請人:中南大學(xué)