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[挡墙设计] 谈谈GEO5软件中【基础】功能的使用方法(三)

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发表于 2015-7-17 09:15:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
  介绍了如何根据土坡剩余下滑力,使用【基础】功能设计挡墙基底抗滑桩。完成本次操作需要使用到“土质边坡稳定性分析”、“重力式挡土墙设计”和“单桩设计”三个模块。

  上一回介绍了如何根据《建筑边坡工程技术规范》和《水工挡土墙设计规范》来正确地选择【基础】类型及相应的参数设置。这一回,我就讲讲如何使用【基础】功能中的另外两个选项——桩基础和扩展基础

  对于桩基础,如果桩是作为竖向受压桩考虑(例如,当地基承载力不足时),那么其使用方法非常简单,直接在【地基承载力】界面中启动“单桩设计模块”即可。但是,如果挡墙基底的桩主要受水平荷载作用(例如,抗滑桩),在GEO5抗滑桩模块没有正式发布之前,对于这种基础的设计需要使用多个模块进行,且需要加入一些手算过程。

  今天我就以某滑坡边坡为例,重点介绍如何根据边坡剩余下滑力,使用【基础】功能中的桩基础类型来实现挡墙基底的抗滑桩设计

  第一步,在“土质边坡稳定性分析”模块中,根据勘察报告给定的滑面,采用不平衡推力法,计算出滑动面前缘的剩余下滑力。对于选择采用隐式解还是显式解,不同的规范有不同的要求,这里根据《建筑边坡工程技术规范》要求采用“不平衡推力法(隐式)”,得到滑面前缘的剩余下滑力为Fn=282.24kN/m。

图1.png   
图1 土质边坡及给定滑面


  第二步,在“重力式挡土墙设计”模块中重新建模,并把挡土墙放置在接近滑面前缘的部位,在【基础】界面中的基础类型列表中选择“桩基础”,在“桩基础”参数面板中选择单排桩。


图2.png
图2 重力式挡墙加基底抗滑桩


  注:只有挡土墙基底水平且没有凸榫才能使用“桩基础”和“条形基础”类型

  第三步,设置好桩长、桩径等参数后,进行【倾覆滑移验算】。经过计算,挡土墙倾覆稳定性满足要求,因为使用了桩基础,滑移稳定性不再进行计算。接着在【承载力验算】界面置好纵向桩间距,点击“运行单桩设计模块”按钮打开“单桩设计模块”,这里需要特别注意的是,软件默认把设计地面放置在桩顶,而实际情况是只有滑动面以下的桩身部分才是嵌固段,滑动面以上的桩身部分所受到的土压力已经考虑为剩余下滑力,所以要把设计地面设置在单桩所在处的滑面位置,同时再调整桩顶露出高度至原设计地面位置,即桩的出露部分为桩位于滑体中的部分。这样,在分析时才只考虑嵌固段产生的抗力。

  注:设置好设计地面后不要忘记还要调整剖面土层位置,以使其符合实际地层情况。



图3.png
图3 设置桩顶露出高度和设计地面埋深


  第四步,在【荷载】界面中添加剩余下滑力荷载,这里把剩余下滑力简化为水平力(也可以根据单桩贯穿处的滑面倾角将剩余下滑力分解为水平和垂直荷载后再分别施加在抗滑桩上)。

  需要注意的是,只有滑面以上的桩身部位才受到剩余下滑力作用。同时,“单桩设计模块”中只能输入作用在桩顶的荷载,因此,添加荷载时需要根据滑动面位置、桩间距、每延米剩余下滑力的大小及分布将剩余下滑力换算为桩顶荷载(关于剩余下滑力分布问题,请参考《铁路路基支挡结构设计规范》)。


图4.png
图4 添加剩余下滑力荷载


  注:添加荷载时可以注意到,从重力式挡墙调用单桩模块后,软件已经自动在桩顶添加了挡墙基底作用在桩顶的荷载。准确来说,挡墙会分担一部分剩余下滑力,即挡墙基底荷载中其实已经包含了一部分剩余下滑力。因此,桩身所承受的剩余下滑力应当做一定的折减,但是这个折减量很难确定,因此,我们这里进行了简化,假设所有剩余下滑力都由桩来承担。同时,如果挡墙验算采用的是土压力验算,那么基底作用在桩顶的荷载是由土压力引起的。

  第五步,在【竖向承载力】设置面板中输入“桩端承载力系数”,进行竖向承载力验算,查看结果是否符合设计要求。


图5.png
图5 单桩竖向承载力验算


  第六步,在【水平承载力】设置面板中设置配筋等参数后,进行水平承载力验算,查看结果是否符合设计要求。


图6.png
图6 单桩水平承载力验算


  这样,通过多个模块的结合应用,便顺利完成了挡墙基底抗滑桩设计。需要说明是,这种设计方法只是目前针对抗滑桩设计问题的一个折中的解决方案,使用过程比较麻烦,对抗滑桩设计原理不熟悉的工程师在使用时可能会出现错误。但是值得兴奋的是,GEO5_v20版将新增抗滑桩设计模块,专门用来解决抗滑桩设计问题,预计将在今年年底前发布,敬请期待。


  最后关于【基础】设置面板中的“条形基础”类型,其参数设置也非常简单,本质上与“输入岩土与基底之间的强度参数”类型相似,这里就不做详细介绍了。“谈谈GEO5软件中【基础】功能的使用方法”三期到这里就结束了,希望对大家能有所帮助,谢谢。

GEO5帮助文档(用户手册)官网下载地址:
http://www.kulunsoft.com/courses/docs/67


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发表于 2016-11-21 10:34:21 | 显示全部楼层
好东西

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 楼主| 发表于 2016-11-21 11:26:09 | 显示全部楼层

O(∩_∩)O哈哈~
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