GEO5双排桩功能原理及案例分享

发布时间:2021-03-10

GEO5 2021版新增双排桩设计功能,包括抗滑双排桩和基坑支护双排桩,支持“门”型桩和“h”型(椅型)桩分析;前后排桩可以设置不同的水平间距,且可以采用不同的支护结构类型,如前排桩采用地下连续墙、后排桩采用常规的圆形排桩,或者前排桩采用钢板桩、后排桩采用钢管桩等。

GEO5抗滑桩模块支持的结构类型包括:排桩(圆形或方形)、地下连续墙、钢板桩(如拉森钢板桩)、工字型钢桩、钢管桩(可注浆)、钢骨混凝土桩及自定义截面等,前后排桩可以在以上所有类型中选择任意一种或者两种进行组合分析。

门型桩结构示例

椅型(h型)桩结构示例

前后排桩采用不同的水平间距

前后排桩采用不同的支护类型

1、GEO5双排桩计算模型

GEO5双排桩计算模型参考《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)中的基础模型,同时参照了《铁路路基支挡结构设计规范》(TB 10025-2019)和《抗滑桩设计与计算》(铁二院,1983)中的相关计算理论和验算要求。

双排抗滑桩模型基本框架如下图所示:后排桩滑面以上作用剩余下滑力,可选取多种分布形式,滑面以下按弹簧考虑,弹簧刚度与水平反力系数相关;前排桩桩前按弹簧考虑,刚度也与水平反力系数相关;双排桩中间土体也按弹簧考虑,刚度则与土体的压缩模量和前后排桩的净距相关。

GEO5双排抗滑桩基本计算模型

2、自定义水平反力系数

GEO5双排桩设计支持用户自定义水平反力系数,在同一模型中,可同时使用m法和K法,比如嵌固段为上土下岩的结构,土体采用m法,岩体采用K法输入水平反力系数。

嵌固段水平反力系数自定义或同时使用m法和K法

3、前排桩土反力验算

GEO5支持对前排桩按规范验算横向压应力是否小于容许承载力。验算分为三种情况:嵌固段为土体时,验算前排桩滑面以下H/3和H的土反力是否满足土体要求;嵌固段为岩体时,验算嵌固段最大横向压应力是否满足岩体要求;嵌固段为土岩结合时,软件兼顾两种方式,并采用相应方式进行横向压应力的验算。

前排桩H/3和H处土反力验算示意

前排桩土反力验算

4、工程案例

某滑坡工程拟采用双排桩支护形式,场地出露地层单一,为顺层砂岩,经计算,设桩位置滑坡推力为1200kN/m,滑面深度约8.5m,推力分布形式按矩形考虑,不考虑桩前滑体抗力。双排桩采用椅型结构,后排桩长17m,前排桩长15m,排距4.8m,前后排桩型相同,均为圆形灌注桩,桩径1.6m,桩间距3.2m,基本模型如下图所示:

双排桩设计计算模型

边坡模型三维视图

基岩单轴抗压强度取5000kPa,岩石验算相关参数取值如下:

嵌岩段参数输入

计算得到前后排桩最大弯矩、剪力以及桩顶最大位移和滑面处的位移结果:

分析结果查看

    可以查看基岩横向承载力是否满足验算要求:

侧向承载力验算结果查看

分析前后排桩结构弯矩、剪力及桩身整体变形情况:

前排桩桩身内力和变形情况

后排桩桩身内力和变形情况

详细计算结果可查阅计算书:

计算书中结果的查看

通过上述计算分析,该项目采用的双排桩设计方案满足边坡整体稳定性要求,桩身内力和变形满足要求,方案可行。