2. 计算说明
设计采用「土坡」模块和「有限元」模块。「土坡」模块的目的是分析锚杆+锚索+抗滑桩支护后每一个危险结构面的稳定系数是否符合规范要求,以及边坡作用在抗滑桩上的剩余下滑力,为「有限元」模块分析抗滑桩变形和内力提供荷载参数。「有限元」模块的目的是分析桩身在剩余下滑力的作用下,桩身的弯矩、剪力、变形等数据,为桩身配筋提供内力参数。
2.1 最危险结构面的确定
一般而言,对于滑面确定的滑坡,不需要再确定最危险滑面,只需要对已有滑面进行分析即可。对于滑面不确定的滑坡或滑面只能大致判断其位置的滑坡,则需要确定最危险滑面的位置,并对其进行支护。针对本工程,坡体未滑动,但是前期勘查中已查明坡体中有一组胶结程度差的泥质胶结结构面(90°∠14°),因此本工程计算时选择通过每级台阶坡脚的结构面(倾角14°)作为滑面进行计算(图 1-1)。
2.2 桩身荷载(剩余下滑力+剩余抗滑力)的确定
根据《铁路路基支挡结构设计规范 TB10025-2006(2009局部修订版)》、《公路路基设计规范 JTG D30-2015》、《滑坡防治工程设计与施工技术规范 DZ/T 0219-2006》和《建筑边坡工程技术规范 GB50330-2013》等滑坡相关规范,很容易确定作用在单排抗滑桩上的滑体剩余下滑力和剩余抗滑力。简单说明:即在抗滑桩处将滑体分为两部分,使桩后滑体达到设计安全系数的抗力Fb即为作用在抗滑桩后的剩余下滑力,使桩前滑体达到设计安全系数的推力Ff即为作用在抗滑桩前的剩余抗滑力。这两个力的引入,使得整个滑体达到设计安全系数状态。可以看出桩身滑坡荷载的计算和桩身承载力无关,而仅和边坡本身及其设计安全系数有关。
注:关于作用在抗滑桩上的滑坡推力和滑体抗力的详细计算理论说明,请查阅软件自带帮助文档(F1)。也可查阅典型工程实例01中的相关计算说明。
由于GEO5「土坡」模块中并不能添加连梁,桩间土压力的分布并不正确,需要后续通过弹性法确定。因此,针对本工程,仅需要知道前排抗滑桩的桩前滑体抗力和后排抗滑桩的桩后滑坡推力即可。
2.3 双排桩变形和内力的确定
对于单排抗滑桩或远距离分段支护多排桩,可以直接调用GEO5「抗滑桩设计」模块进行抗滑桩验算。由于目前「抗滑桩设计」模块暂不支持直接计算带连梁的多排抗滑桩,于是根据《建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012》中的双排桩模型(图2-1),可采用有限元法(弹性本构)计算双排抗滑桩的内力和变形。即滑坡荷载直接施加在梁单元位于滑体中的部分,桩间土和嵌固段采用弹性本构模型模拟,这和规范中利用弹簧模拟桩土相互作用的方法在本质上是相同的。
图2-1双排桩计算模型(建筑基坑支护技术规程JGJ120-2012)
下一节:设计过程说明