抗滑樁設計規範 鐵路

2021-07-29 19:45:43 字數 3726 閱讀 7141

10 抗滑樁

10.1 一般規定

10.1.1 抗滑樁可用於穩定滑坡、加固山體及加固其他特殊路基,其設計使用年限一般為50年。

10.1.2 抗滑樁的設定必須滿足下列要求:

1 提高滑坡體的穩定係數,達到規定的安全值。

2 保證滑坡體不越過樁頂或從樁間滑動。

3 不產生新的深層滑動。

10.1.3 抗滑樁的樁位應設在滑坡體較薄、錨固段地基強度較高的地段,其平面布置、樁間距、樁長和截面尺寸等的確定,應綜合考慮達到經濟合理。樁間距宜為6~10m。

10.1.4 抗滑樁的截面形狀宜為矩形。樁的截面尺寸應根據滑坡推力的大小、樁間距以及錨固段地基的橫向容許抗壓強度等因素確定。樁最小邊寬度不宜小於1.25m。

10.2 設計荷載及計算

10.2.1 作用於抗滑樁的外力,應計算滑坡推力(包括**引起的滑坡推力)、樁前滑體抗力(指滑動面以上樁前滑體對樁的反力)和錨固段地層的抗力。

樁側摩阻力和黏聚力以及樁身重力和樁底反力可不計算。

10.2.2 作用於每根樁上的滑坡推力應按設計的樁間距計算。滑坡推力應根據其邊界條件(滑動面與周界)和滑帶土的強度指標由計算確定。

滑動面(帶)的強度指標,可採用土的試驗資料,或用反算值以及經驗資料等綜合分析確定。

10.2.3 抗滑樁上滑坡推力的分布圖形可為矩形、梯形或三角形,應根據滑體的性質和厚度等因素確定。

圖10.2.3 滑披推力在樁上的分布

10.2.4 滑坡推力可採用傳遞係數法按下式計算:

10.2.4-1)

傳遞係數 :

(10.2.4-2)

式中——第i個條塊末端的滑坡推力(kn/m);

——安全係數(視工程的重要性、外界條件對滑坡的影

響、滑坡的性質和規模、滑動的後果及整治的難易

等因素綜合考慮)可採用1.05~1.25;

——第i個條塊滑體的重力(kn/m);

——第i個條塊所在滑動面的傾角(度);

——第i-1個條塊所在滑動面的傾角(度);

——第i個條塊所在滑動面上的內摩擦角(度);

——第i個條塊所在滑動面上的單位黏聚力(kpa);

——第i個條塊所在滑動面上的長度(m)。

10.2.5 滑動面以上樁前的滑體抗力,可由極限平衡時滑坡推力曲線(圖10.

2.6)或樁前被動土壓力確定,設計時選用其中小值。當樁前滑坡體可能滑動時,不應計及其抗力。

10.2.6 作用於樁上的滑坡推力,可由設定抗滑樁處的滑坡推力曲線(圖10.2.6)確定。

圖10.2.6 滑坡推力曲線

10.2.7 滑動面以上的樁身內力,應根據滑坡推力和樁前滑體抗力計算。滑動面以下的樁身變位和內力,應根據滑動面處的彎矩和剪力及地基的彈性抗力按彈性地基梁進行計算。

10.2.8 滑動面以下的地基係數應根據地層的性質和深度按下列條件確定:

1 當為較完整的岩層和硬黏土時,地基係數應為常數k。

2 當為硬塑~半乾硬的砂黏土及碎石類土、風化破碎的岩塊時:

1) 樁前滑動面以上無滑坡體和超載時,地基係數應為三角形分布;

2) 樁前滑動面以上有滑坡體和超載時,地基係數應為梯形分布。

10.2.9 抗滑樁樁底支承可採用自由端或鉸支端。

10.2.10 抗滑樁錨固深度的計算,主要應根據地基的橫向容許承載力確定,當樁的變位需要控制時,應考慮最大變位不超過容許值。

1 地層為岩層時,樁的最大橫向壓應力σmax應小於或等於地基的橫向容許承載力。當樁為矩形截面時,地基的橫向容許承載力可按下式計算:

10.2.10-1)

式中:——在水平方向的換算係數,根據岩層構造,可採用

0.5~1.0;

折減係數,根據岩層的裂隙、風化及軟化程度,可

採用0.3~0.45;

岩石單軸抗壓極限強度(kpa)。

2 地層為土層或風化成土、砂礫狀岩層時,滑動面以下深度為h2/3和h2(滑動面以下樁長)處的橫向壓應力應小於或等於地基的橫向容許承載力。

1)當地面無橫坡或橫坡較小時,地基y點的橫向容許承載力可按下式計算:

10.2.10-2)

式中——地基的橫向容許承載力(kpa);

——滑動面以上土體的重度(kn/m3);

——滑動面以下土體的重度(kn/m3);

——滑動面以下土體的內摩擦角(度);

——滑動面以下土體的黏聚力(kpa);

——設樁處滑動面至地面的距離(m);

——滑動面至錨固段上計算點的距離(m)。

2)當地面橫坡i較大且i≤時,地基y點的橫向容許承載力可按下式計算:

10.2.10-3)

式中:——滑動面以下土體的綜合內摩擦角。

10.2.11 錨固段樁的換算長度為βh2、αh2。樁的變形係數可按下式計算。

1 當錨固段地基係數為常數k時

10.2.11-1)

式中——樁的變形係數(m-1);

——地基係數(kpa/m),按本規範附錄b表b.1採用;

——樁的鋼筋混凝土彈性模量(kpa),;

——混凝土彈性模量(kpa);

——樁的截面慣性矩(m4);

——樁的計算寬度(m),對矩形樁 (b為矩形樁的設計寬度)

2 當錨固段地基係數為三角形分布時

10.2.11-2)

式中——樁的變形係數(m-1);

——地基係數(隨深度增加的比例係數)(kpa/m2);按本

規範附錄b表b.2採用。 3 錨固段地基係數為梯形分布時,可將樁分成若干小段,每小段內採用常數分布近似計算。

10.2.12 抗滑樁結構可按現行國家標準《混凝土結構設計規範》(gb50010-2002)進行設計,其荷載分項係數的取值應符合《建築結構荷載規範》gb50009-2001、《建築地基基礎設計規範》gb50007-2002及《建築抗震設計規範》gb50011-2001的規定。

一般情況下永久荷載分項係數可採用1.35;

10.2.13 抗滑樁樁身按受彎構件設計,當無特殊要求時,可不做變形、抗裂、撓度等項驗算。

在腐蝕性環境的作用下,應進行最大裂縫寬度的驗算,最大允許裂縫寬度值可適當放寬,並採取適當的防腐附加措施。

10.3 構造要求

10.3.1 一般情況下,樁身混凝土的強度等級宜為c30。當地下水有侵蝕性時,水泥應按有關規定選用,且耐久性設計應滿足《鐵路混凝土耐久性設計暫行規定》的要求。

10.3.2 抗滑樁井口應設定鎖口,樁井位於土層和風化破碎的岩層時宜設定護壁,一般地區鎖口和護壁混凝土強度等級宜為c15,嚴寒和軟土地段宜為c20。

10.3.3 抗滑樁縱向受力鋼筋直徑不應小於16mm。

淨距不宜小於12cm,困難情況下可適當減小,但不得小於8cm。當用束筋時,每束不宜多於3根。當配置單排鋼筋有困難時,可設定2排或3排。

受力鋼筋混凝土保護層不應小於70mm,腐蝕環境下的混凝土保護層厚度還應滿足《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》的要求。腐蝕環境下的防腐附加措施可採用混凝土表面塗層、防護面層,鋼筋表面環氧塗層等。

10.3.4 縱向受力鋼筋的截斷點應按現行國家標準《混凝土結構設計規範》(gb50010-2002)的規定計算。

10.3.5 抗滑樁內不宜設定斜筋,可採用調整箍筋的直徑、間距和樁身截面尺寸等措施,滿足斜截面的抗剪強度。

10.3.6 箍筋宜採用封閉式,肢數不宜多於4肢,其直徑不宜小於14mm,間距不應大於400mm。

10.3.7 抗滑樁的兩側和受壓邊,應適當配置縱向構造鋼筋,其間距不大於30cm,直徑不宜小於12mm。

樁的受壓邊兩側,應配置架立鋼筋,其直徑不宜小於16mm。當樁身較長時,縱向構造鋼筋和架立鋼筋的直徑應增大。

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