[发明专利]单排桩基‑承台‑挡墙组合支挡结构设计计算方法

摘要

本发明公开了单排桩基‑承台‑挡墙组合支挡结构设计计算方法，针对的组合结构由单排桩基、承台、挡墙、锯齿四个部分构成，并包括了挡墙、承台、桩基的设计计算方法。本发明提出了一种用于厚层、巨厚层滑坡体的新型组合支挡结构，较单独采用抗滑桩或者挡墙进行支挡的方式，效果更好，经济性更高。并提出了考虑地基抗力与桩‑承台协调作用的组合结构承台的计算方法，较现目前采用的计算方法更加接近结构的真实受力状态，能够简便的求得承台的挠度、转角、剪力和弯矩，为工程设计计算提供可靠的依据。

主权项

单排桩基‑承台‑挡墙组合支挡结构设计计算方法，针对的支挡结构支撑基岩(5)和滑坡体(6)，所述滑坡体(6)覆盖在基岩(5)上；其特征在于：包括衡重式挡土墙(1)、抗滑锯齿(2)、承台(3)和单排桩基(4)；所述单排桩基(4)的底部埋入基岩(5)的内部，所述单排桩基(4)的顶部位于滑坡体(6)的内部；所述承台(3)位于单排桩基(4)顶部中心位置；所述承台(3)与单排桩基(4)进行刚性连接；所述承台(3)位于滑坡体(6)的内部；所述抗滑锯齿(2)位于承台(3)的顶部；所述抗滑锯齿(2)与承台(3)进行刚性连接；所述衡重式挡土墙(1)位于抗滑锯齿(2)的顶部，所述衡重式挡土墙(1)的底部与抗滑锯齿(2)相契合；所述衡重式挡土墙(1)支撑滑坡体(6)；所述衡重式挡土墙(1)与滑坡体(6)相接触的一侧为左侧，所述衡重式挡土墙(1)的左侧设有一处平台，所述衡重式挡土墙(1)的右侧高于左侧；所述衡重式挡土墙(1)和滑坡体(6)形成内凹结构；所述组合支挡结构设计计算方法包括以下步骤：1)衡重式挡土墙(1)的计算，包括：衡重式挡土墙(1)的自重和土压力；1.1)所述衡重式挡土墙(1)的自重为：G挡＝γ砼·V挡式中：γ砼—挡土墙材料重度；V挡—挡土墙体积；1.2)所述衡重式挡土墙(1)的土压力：其中：式中：γ土—填土重度；h—挡土墙高度；Ka—主动土压力系数；—填土内摩擦角；ρ—墙背倾角，逆时针为正，顺时针为负；β—墙背填土表面的倾角；δ—墙背与土体之间的摩擦角；2)承台(3)的外荷载和内力的计算；所述承台(3)的外荷载包括竖向土压力和衡重式挡土墙(1)的自重；所述承台(3)的内力包括：剪力、弯矩、挠度和转角；2.1)基本假定梁的每一点挠度与地基变形相等，且两者之间没有缝隙存在；地基变形只与该点受力大小成正比，相邻地基不存在相互作用；弹性地基梁遵守平截面假定，结构在受力过程中，中性轴不发生偏转；2.2)承台(3)的外荷载：其中：式中：Eay—竖向主动土压力；Ea—步骤1.2)中求得的主动土压力；G挡—步骤1.1)中求得的挡土墙自重；L—承台长度；2.3)承台(3)的内力的计算；以固端作为边界将地基梁，即承台(3)，分为三部分进行计算，第一段和第三段为一端自由一端固定的弹性地基梁；第二段为两端固定的弹性地基梁；①悬臂段，即第一段和第三段所述挠度y、转角θ、弯矩M、剪力Q：y=(y0-qk)φ1+θ0βφ2+qk]]>θ=θ0φ1+4β(qk-y0)φ4]]>M=4β2EI(y0-qk)φ3+4βEIθ0φ4]]>Q=4β3EI(y0-qk)φ2+4β2EIθ0φ3]]>其中：克雷洛夫函数：式中，L1—悬臂段长度；k—地基系数；EI—抗弯刚度；β—引入的特征系数；②中间段，即第二段所述挠度y、转角θ、弯矩M、剪力Q：y=-qkφ1-MAEIβ2φ3-QAEIβ3φ4+qk]]>θ=-MAEIβφ2--QAEIβ2φ3+4β·qkφ4]]>M=MAφ1+QAβφ2-4EIβ2·qkφ3]]>Q=Q0φ1-4EIβ3·qkφ2-4βM0φ4]]>其中：克雷洛夫函数：式中，L2—中间段长度；x—距左端固定处的距离；β—引入的特征系数；3)单排桩基(4)的外荷载和内力的计算；桩基受到的外荷载包括：滑坡力、水平土压力、上部荷载产生的弯矩；内力包括：剪力、弯矩、挠度、转角；3.1)所述基本假定与步骤2.1)的基本假定相同；3.2)单排桩基(4)的外荷载计算采用传递系数法进行计算得到单排桩基(4)的外荷载q’；3.3)单排桩基(4)的内力计算所述单排桩基(4)分为自由段和锚固段两部分进行计算；①自由段所述挠度y、转角θ、弯矩M、剪力Q：其中：克雷洛夫函数：式中：H1—悬臂段与承台高度之和；F—滑坡力作用于承台侧面的水平力F＝q1×H承台；H承台—承台高度；EX—上部挡墙传递至承台顶面的水平力M外—外力作用下产生的弯矩；β—引入的特征系数；②锚固段，即自由段q’＝0与F＝0；所述挠度y、转角θ、弯矩M、剪力Q：y=y0φ1+θ0βφ2-M′EIβ2φ3-Ex′EIβ2φ4]]>θ=θ0φ1-M′EIβφ2-Ex′EIβφ3-4βy0φ4]]>M＝M'φ1+E'xφ2+4β2EIy0φ3+4βEIθ0φ4Q＝βE'xφ1+4β3EIy0φ2+4β2EIθ0φ3‑4βM'φ4其中：C=M′φ3+Ex′φ4EIβ2]]>D=M′φ2+Ex′φ3EIβ]]>克雷洛夫函数：式中：H2—锚固段长度；E′x—上部传递的水平荷载；M'—上部传递的弯矩；E′y—上部传递的竖向荷载；β—引入的特征系数；其中：E'x＝Ex+F+q'×H1M′=(Ex+F)×H1+q′×12H12.]]>