13.2 设计计算

13.2.1 桩板式挡墙的岩土侧向压力可按库仑主动土压力计算，并根据对支护结构变形的不同限制要求，按本规范第6章的相关规定确定岩土侧向压力。锚拉式桩板挡墙的岩土侧压力可按本规范第9.2.2条确定。
13.2.2 对有潜在滑动面的边坡及工程滑坡，应取滑动剩余下滑力与主动岩土压力两者中的较大值进行桩板式挡墙设计。
13.2.3 作用在桩上的荷载宽度可按左右两相邻桩桩中心之间距离的各一半之和计算。作用在挡板上的荷载宽度可取板的计算板跨度。
13.2.4 桩板式挡墙用于滑坡支挡时，滑动面以上桩前滑体抗力可由桩前剩余抗滑力或被动土压力确定，设计时选较小值。当桩前滑体可能滑动时，不应计其抗力。
13.2.5 桩板式挡墙桩身内力计算时，临空段或边坡滑动面以上部分桩身内力，应根据岩土侧压力或滑坡推力计算。嵌入段或滑动面以下部分桩身内力，宜根据埋入段地面或滑动面处弯矩和剪力，采用地基系数法计算。根据岩土条件可选用“k法”或“m法”。地基系数k和m值宜根据试验资料、地方经验和工程类比综合确定，初步设计阶段可按本规范附录G取值。
13.2.6 桩板式挡墙的桩嵌入岩土层部分的内力采用地基系数法计算时，桩的计算宽度可按下列规定取值：
    圆形桩：d≤1m时，B_p＝0.9(1.5d＋0.5)；
            d＞1m时，B_p＝0.9(d＋1)；
    矩形桩：b≤1m时，B_p＝1.5b＋0.5；
            b＞1m时，B_p＝b＋1；
式中：B_p——桩身计算宽度(m)；
      b——桩宽(m)；
      d——桩径(m)。
13.2.7 桩底支承应结合岩土层情况和桩基埋入深度可按自由端或铰支端考虑。
13.2.8 桩嵌入岩土层的深度应根据地基的横向承载力特征值确定，并应符合下列规定：
    1 嵌入岩层时，桩的最大横向压应力σ_max应小于或等于地基的横向承载力特征值ƒ_H。桩为矩形截面时，地基的横向承载力特征值可按下式计算：

ƒ_H＝K_Hηƒ_rk      (13.2.8-1)

式中：ƒ_H——地基的横向承载力特征值(kPa)；
      K_H——在水平方向的换算系数，根据岩层构造可取0.50～1.00；
      η——折减系数，根据岩层的裂缝、风化及软化程度可取0.30～0.45；
      ƒ_rk——岩石天然单轴极限抗压强度标准值(kPa)。
    2 嵌入土层或风化层土、砂砾状岩层时，滑动面以下或桩嵌入稳定岩土层内深度为h₂/3和h₂(滑动面以下或嵌入稳定岩土层内桩长)处的横向压应力不应大于地基横向承载力特征值。悬臂抗滑桩(图13.2.8)地基横向承载力特征值可按下列公式计算：
        1)当设桩处沿滑动方向地面坡度小于8°时，地基y点的横向承载力特征值可按下式计算：

式中：ƒ_H——地基的横向承载力特征值(kPa)；
      γ₁——滑动面以上土体的重度(kN/m³)；
      γ₂——滑动面以下土体的重度(kN/m³)；
      φ₀——滑动面以下土体的等效内摩擦角(°)；
      h₁——设桩处滑动面至地面的距离(m)；
      y——滑动面至计算点的距离(m)。

图13.2.8 悬臂抗滑桩土质地基横向承载力特征值计算简图
1—桩顶地面；2—滑面；3—抗滑桩；
4—滑动方向；5—被动土压力分布图；6—主动土压力分布图

        2)当设桩处沿滑动方向地面坡度i≥8°且i≤φ₀时，地基y点的横向承载力特征值可按下式计算：

式中：φ——滑动面以下土体的内摩擦角(°)。
13.2.9 桩基嵌固段顶端地面处的水平位移不宜大于10mm。当地基强度或位移不能满足要求时，应通过调整桩的埋深、截面尺寸或间距等措施进行处理。
13.2.10 桩板式挡墙的桩身按受弯构件设计，当无特殊要求时，可不作裂缝宽度验算。
13.2.11 锚拉式桩板挡墙计算时可考虑将桩、锚固段岩土体及锚索(杆)视为一整体，锚索(杆)视为弹性支座，桩简化为受横向变形约束的弹性地基梁，根据位移变形协调原理，按“k法”或“m法”计算锚杆(索)拉力及桩各段内力和位移。
13.2.12 锚拉桩采用锚固段为岩石的预应力锚杆(索)或全粘结岩石锚杆时，锚杆(索)可按刚性杆考虑，将桩简化为单跨简支梁或多跨连续梁，计算桩各段内力和位移。
 

条文说明

13.2.5 在无试验值及地区经验值等数据依据时，可以通过现场踏勘调查，根据地层种类参考表1估算滑坡体和滑床的物理力学指标及地基系数，对于抢险项目和项目前期投资估算具有实用价值。

表1 岩质地层物理力学指标及地基系数

13.2.7 当锚固段为松散介质、较完整同种岩层或虽然是不同的岩层但岩层刚度相差不大时，桩端支承可视为自由端。
    当锚固段上部为土层，桩底嵌入一定深度的较完整基岩时，桩端可采用自由端或铰支端计算。当采用自由端时，各层的地基系数必须根据具体情况选用；当采用铰支端计算时，应把计算“铰支点”选在嵌入段基岩的顶面，并根据嵌入段的地层反力计算嵌入段的深度。
    当桩嵌岩段桩底附近围岩的侧向k相比桩底基岩的k₀较大时，桩端支承可视为铰支端。
13.2.8 地基系数法通过假定埋入地面以下桩与岩土体的协调变形，确定桩埋入段截面、配筋及长度。本条给出了桩埋入段地基横向承载力的计算公式，便于桩基截面和埋深的设计调整。
13.2.9 地基系数k和m是根据地面处桩位移值为6mm～10mm时得出来的，试验资料证明，桩的变形和地基抗力不成线性关系，而是非线性的，变形愈大，地基系数愈小，所以当地面处桩的水平位移超过10mm时，常规地基系数便不能采用，必须进行折减，折减以后地基系数变小，得出桩的变形更大，形成恶性循环，故通常采用增加桩截面或加大埋深来防止地面处桩水平位移过大。
13.2.10 悬臂式桩板挡墙桩身内力最大部位一般位于锚固段，桩身裂缝对桩的承载力影响小，通常情况下不必进行桩身裂缝宽度验算。当支护结构所处环境为二b类环境及更差环境、坡顶边坡滑塌区有重要建筑时，应验算桩身裂缝宽度。