较陡边坡抗滑桩验算提示结构不稳定的说明

  较陡边坡采用抗滑桩支护方案时,在土质边坡模块中整体稳定性验算时满足要求,但是启动抗滑桩模块验算时,无论怎么调整土体和抗滑桩等参数,结果总是显示结构不稳定,如下图所示。

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图1 土质边坡模块中整体稳定性验算满足要求

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图2 调用抗滑桩验算提示结构不稳定

  出现这种情况的原因为:调用抗滑桩时,嵌固段以上抗滑桩桩后受滑坡推力作用,桩前受滑体抗力作用。如果边坡本来就是稳定的,那么推力等于抗力,抗滑桩嵌固段以上部分不受力。

  对于嵌固段以下部分,初始状态时桩前和桩后均受静止土压力作用。此时,由于桩后地形太陡,根据倾斜地表的静止土压力计算理论,桩后受到静止土压力大于桩前收到的静止土压力,因此,桩将想桩前移动,此时桩后土压力逐渐向主动土压力过渡。但是,由于桩后地表太陡,以至于按照土压力理论计算得到的主动土压力大于了桩前的被动土压力,从而导致结果不收敛,结构不稳定性。

  然而在实际地层中,在边坡形成的过程中,经过一定的时间,地应力不断重分布,相近点的初始地应力值是接近的,如下图所示。也就是说此时若把边坡分为两块,采用经典土压力理论分别计算其两侧的土压力,这种方法是不准确的,边坡越陡,和实际相差越大。下图中可以看出边坡的初始地应力和水平地面的初始地应力有很大的不同。

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图3 边坡初始地应力分布(竖向应力)

  因此由上所述,当桩后破面地形很陡时,若抗滑桩验算提示结构不稳定,建议用户在岩石界面中,勾选桩身嵌岩,通过该选项近似模拟此类情况。因为,当嵌固段按照岩石考虑时,软件讲不在考虑桩身两侧的土压力作用,而只考虑抗滑桩由于推力作用产生位移时岩石产生的反力。最终我们可以比较被动区最大反力和相应位置被动土压力的大小来判断被动区的承载力是否满足要求。当然,还有一种处理方法是把桩后的坡面调整为水平,这种方法的等效需要深刻理解上文中提到的边坡地应力随时间重分布的过程。

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图4 抗滑桩桩身嵌岩

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