如何使用GEO5设计桩板式挡墙

　　本文主要说明采用桩板墙支挡边坡时GEO5中的设计流程。

情况一

　　根据现场勘察情况，已探明有明显滑动面或软弱面，此时很容易判断边坡破坏模式为滑坡滑动破坏，则采用GEO5“土质边坡稳定分析”模块和“抗滑桩设计”模块进行设计。此时桩板墙受力模式为滑面以上桩后受滑坡剩余下滑力，滑面以上桩前受剩余抗滑力，滑面以下为嵌固段，桩土之间采用土弹簧模拟，如下图所示。

　　此时，只要按照抗滑桩设计流程进行设计即可，或者采用“土质边坡稳定分析”模块计算得到桩后滑坡推力和桩前滑体抗力后再采用“抗滑桩设计”模块进行设计即可。关于抗滑桩的设计流程，请参考《GEO5工程设计手册》中的：第十章：抗滑桩设计。

　　“抗滑桩设计”模块可以完成桩的变形、内力和配筋计算，关于板的计算，将在本文章的后面部分介绍。

情况二

　　现场勘测不到滑动面，此时需要用GEO5“土质边坡稳定分析”模块、“深基坑支护结构分析”模块、“土压力计算”模块和“抗滑桩设计”模块分别考虑两种不同的破坏模式，即滑坡破坏模式或基坑破坏模式，比较二者计算结果，选择最不利的一种情况作为后续配筋验算指标。滑坡破坏模式的计算和情况一相同，基坑破坏模式则按照基坑进行计算，其受力模式如下图所示。

　　此时，采用“深基坑支护结构分析”模块按照基坑设计的流程进行设计即可。关于基坑的设计流程，请参考《GEO5工程设计手册》中的：第六章：单支点锚拉式排桩基坑支护分析

　　关于滑坡破坏模式和基坑破坏模式，其在配筋上有一点不同，需要注意：

　　滑坡破坏模式中采用剩余下滑力作为荷载，而剩余下滑力是在设计安全系数下计算得到的，也就是说剩余下滑力是荷载的设计值。例如设计安全系数取1.3，那么得到的剩余下滑力是已经考虑了安全系数1.3的设计值。因此，在进行配筋验算时，采用这种破坏模式计算得到的内力值为设计值，无需再单独考虑内力的分项系数。

　　基坑破坏模式中采用土压力作为荷载，土压力计算时并没有单独考虑安全系数，相当于安全系数为1，也就是说土压力是荷载的标准值。因此，在进行配筋验算时，采用这种破坏模式计算得到的内力值为标准值，需要单独考虑内力的分项系数。基坑规范中要求此分项系数不小于1.25。

板的设计

　　桩板式挡墙采用的大部分均为预制板，通常情况下可不用单独验算，如果需要计算，按照下述方式手算即可。

注：板的验算会在后续的GEO5“抗滑桩设计”和“深基坑支护结构分析”模块的更新中加入。（当前版本为GEO5 2017）

　　对于同一种类型的板，选择一跨内最低端的板下边缘水平荷载（土压力或剩余下滑力）作为该类型板上的荷载，如下图所示。根据铁路路基支挡结构规范（TB10025-2006），该荷载可以乘以0.7~0.8的折减系数。

　　确定作用在板上的荷载后，对于前置板（即板和桩采用钢筋链接），板和桩的连接处按照刚接处理，对于后置板（后插的预制板），板和钢筋的连接处按照铰接处理，如下图所示。

　　对于后置板，其最大弯矩和剪力计算如下（其中l为一跨的板长或桩的净距。）：

　　对于前置板，其最大弯矩和剪力计算如下：

　　得到最大弯矩和剪力后，按照混凝土结构设计规范进行配筋验算即可。