鋼管樁復合預應力錨桿支護設計計算探討

牛建東 ， 邱 亮

(1.朔黃鐵路發展有限責任公司，河北 肅寧 062350；2.北京交通大學 土木建筑工程學院，北京 100044；3.中南大學 土木工程學院，長沙 410075)

0 引言

鋼管樁復合預應力錨桿在邊坡和基坑支護領域的應用越來越廣泛，但對其設計計算尚無一個統一的方法。對樁錨結構的計算多采用等值梁法、m法和有限元法，而等值梁法因其模型簡單、便于計算、安全性高，在我國工程界有著廣泛的應用。本文擬在基于等值梁法計算樁錨受力的基礎上，探討鋼管樁復合預應力錨桿支護結構在邊坡支護時的設計參數的選定及檢算，并將其應用于工程實例設計中，為以后類似工程提供設計參考。

1 計算原理及公式

1.1 等值法計算原理

等值梁法中假定樁有足夠的入土深度，地下部分看做是固定端，支錨位置相當于鉸支點(見圖1)。在正負彎矩的轉折點d處截斷，并令樁的懸臂端為自由支點a，且在d點設自由支撐而形成ad梁，則ad梁上的彎矩分布不變，ad段即為ac段的等值梁。這樣可以把樁體劃分為兩段假想梁，上部為簡支梁，下部為超靜定梁，通過計算得到樁身內力。

圖1 樁體受力分析圖

由于地面以下的土壓力分布零點位置與彎矩分布零點的位置很接近，所以計算時用土壓力零點代替反彎點的位置。

等值梁法的計算見圖(見圖2)及計算步驟如下：

圖2 等值梁計算簡圖

1)計算反彎點位置，即樁身主動土壓力等于被動土壓力位置，公式為：

式中：x為反彎點到坡底的距離，m；

γ 為重度，kN/m3；

c為凝聚力，kPa；

Ka為朗肯主動土壓力系數；……