GEO5多排抗滑桩桩前抗力与桩后推力计算方法

今天给大家介绍一下GEO5针对多排抗滑桩的桩前滑体抗力和桩后滑坡推力所采用的计算方法。

图1 多排抗滑桩

　多排抗滑桩的计算主要有三种方法：直接考虑桩身承载力、考虑桩身承载力之比和分段完全支挡。现在以双排抗滑桩为例分别介绍一下这三种方法的主要思路：

图2 双排抗滑桩示意图

注：图中Fa´为条块1对桩A的滑体抗力，Fa为条块2对桩A的滑坡推力；Fb为条块2对桩B滑体抗力，Fb´为条块3对桩B的滑坡推力；Fa抗和Fb抗分别为桩A和桩B的最大抗滑承载力。Fa´和Fb´计算比较容易，这里主要是确定Fa和Fb的大小。

1、直接考虑桩身承载力

这种方法的基本思路是：计算Fa时（即确定条块2、3对桩A产生的推力），将Fb抗带入极限平衡方程中，这样计算得到的Fa值要小于没有考虑Fb抗的情况。在计算Fb时，再将Fa抗带入到极限平衡方程计算，这样得到的Fb要大于没有Fa抗考虑的情况。

这种计算方法的缺陷是：

1、当Fb抗较大时，例如当Fb抗大于Fb´，桩B会对条块2产生拉力作用，这样得到Fa值就会偏小甚至出现负值，这显然是错误的。同样当Fa抗较大时，Fb可能成为主动力，这显然也是不符合实际情况的。

2、混淆了安全系数计算和桩受力计算两种不同的概念。安全系数计算考虑的是桩的极限承载力状态，桩受力计算考虑的是边坡的极限平衡状态，计算桩A和桩B的受力应该考虑的边坡的极限平衡状态，而这里采用抗滑桩极限承载力等于是混淆使用了安全系数的计算方法。

2、考虑桩身承载力之比

我们知道抗滑桩受力计算考虑的是边坡的极限平衡状态，所以如果将方法1中的Fa抗和Fb抗最大承载力调整为边坡处于极限平衡状态时所能发挥出的大小，那么计算出的Fa和Fb便是处于边坡极限状态下的滑坡推力和滑体抗力。

GEO5便是采用了这种计算方法。首先，软件通过迭代计算得到修正抗滑桩承载力。所谓的修正抗滑桩承载力指的就是边坡极限状态下所对应的抗滑桩承载力值。其计算方式是将输入的每排抗滑桩最大抗滑桩承载力Vu乘以相同的参数K，使Vu同时增大或减小，通过迭代计算，直到计算安全系数（桩极限承载力状态）等于设计安全系数（边坡极限设计状态），最终得到的Vu·K便是修正抗滑桩承载力。然后与方法1一样，将修正抗滑桩承载力带入极限平衡方程计算出Fa和Fb。

这种方法优势是：

1、最终状态为边坡的极限状态，符合桩受力计算假设条件，计算得到的Fa和Fb比较符合实际情况。

2、Fa和Fb的大小与抗滑桩最大承载力Fa抗和Fb抗无关，只和Fa抗和Fb抗的比例有关。

3、分段完全支挡

这种方法的思路相对比较简单，即假设桩B完全支挡条块3，桩B对条块2没有作用力，从而Fb=0。

这种方法的缺点是：

1、因为假设Fb=0，所以抗滑桩B的设计会偏保守，实际上条块2会对桩B作用一定的抗力。

2、因为计算Fa时没有考虑条块3传递下来的推力作用，所以桩A的设计会偏危险。

综上所述，在做多排抗滑桩设计计算时，我们建议采用GEO5使用的第2种计算方法，这种方法思路清晰可靠，计算结果也比较合理。

注：如果有的工程师想采用第三种方法进行模拟，在GEO5中只要创建多个工况，分别模拟即可。