[发明专利]一种山区阻滑抗拔桩及其设计方法

摘要

本发明提供一种山区阻滑抗拔桩及其设计方法，该山区阻滑抗拔桩桩身为圆柱结构的灌注桩，扩底桩端为圆台结构的灌注桩，扩底桩端与上部结构通过内部的钢筋固定连接，桩身各段同轴设置，桩身内设置钢筋笼；扩径桩身的下部、下段桩身以及扩底桩端设置在稳定体内部。设计方法包括：计算滑坡推力；确定桩位置及范围；拟定桩长、锚固深度、截面尺寸及桩间距；确定桩的计算宽度和地基系数；判断是按弹性桩还是按刚性桩设计；计算桩身各截面的变位、内力及侧压力；单桩抗拔承载力和抗滑稳定性的验算；校核地基强度；设计桩身结构；坡体稳定性分析。本发明使桩基在提供抗拔力的同时提供抗滑力，保证边坡上高压输电线塔和信号传输塔的安全和正常使用；结构简单，施工方便。

主权项

1.一种山区阻滑抗拔桩的设计方法，所述的山区阻滑抗拔桩兼具阻滑、抗拔功能，包括上段桩身(1)、扩径桩身(2)、下段桩身(3)、扩底桩端(4)和钢筋笼(5)；所述的上段桩身(1)、扩径桩身(2)和下段桩身(3)均为圆柱结构的灌注桩；所述的扩径桩身(2)位于上、下段桩身(1、3)之间；所述的扩底桩端(4)为圆台结构的灌注桩，扩底桩端(4)与上部结构通过桩身内部的钢筋固定连接；所述的山区阻滑抗拔桩的整个桩身内设置钢筋笼(5)；所述的上段桩身(1)、扩径桩身(2)、下段桩身(3)和扩底桩端(4)的各段横截面均为圆形且同轴设置；所述的上段桩身(1)和下段桩身(3)直径相同，扩径桩身(2)的直径大于上、下段桩身(1、3)的直径；所述的山区阻滑抗拔桩的扩径桩身(2)的下部、下段桩身(3)以及扩底桩端(4)设置在稳定体(7)内部；所述的稳定体(7)位于潜在滑动面(8)下方，潜在滑动面(8)上方为滑坡体(6)；对于土质岩层，潜在滑动面(8)下的锚固深度为1/3～1/2桩长，对于完整坚硬的岩层，锚固深度为1/4～1/3桩长；所述的山区阻滑抗拔桩的设计方法，其特征在于以下步骤：1)通过极限平衡法、强度折减法求得潜在滑动面(8)，根据地质以及潜在滑动面(8)处岩、土的抗剪强度指标，计算滑坡推力；2)根据地形、地质、工程要求及施工条件确定山区阻滑抗拔桩的位置及范围；3)根据滑坡推力大小、地形及地质性质，确定桩身长度、锚固深度、截面尺寸及桩间距；所述的桩身长度由桩端持力层决定；对于土质岩层，潜在滑动面(8)以下山区阻滑抗拔桩的锚固深度为1/3～1/2桩长，对于完整坚硬的岩层，锚固深度为1/4～1/3桩长；所述的桩间距和桩截面尺寸由实际情况确定；4)确定山区阻滑抗拔桩的计算宽度，并根据地层性质，通过“K”法、“C”法或“m”法确定地基系数；5)由地基系数及桩的截面尺寸，根据“K”法或“m”法计算桩的变形系数，并根据变形系数设计弹性桩或者设计刚性桩；6)根据桩底的边界条件，通过“K”法或者按“m”法，建立挠曲微分方程，计算桩身各截面的变位、内力及侧压力；7)采用如下公式计算与验算单桩抗拔承载力Pu和抗滑稳定性：式中，Qs为桩身侧摩阻力；Qb为扩底部分抗拔承载力；Ws为桩与土体的有效自重；Nk为按荷载效应标准组合计算的单桩上拔力；Gp为桩的自重；Pu为单桩抗拔承载力；8)采用如下公式校核地基强度：式中，σ_max为桩身对地层的最大侧压应力；γ为地层岩土的容重；为岩或土的内摩擦角；c为地层岩土的黏聚力；h为地面至计算点的深度；9)设计桩身结构，其中包括正截面设计和斜截面设计；10)进行坡体稳定性分析。