淺談計算參數as、c在抗滑樁截面校核時的運用

夏興柱

(云南地質工程第二勘察院有限公司，云南 昆明 650201)

滑坡防治工程中抗滑樁是一種較為常用的治理措施，其截面形狀以矩形為主，按受彎構件進行截面設計。計算參數as、c在截面校核過程中發揮著重要作用。《混凝土結構設計規范》中，參數as指受拉區縱向普通鋼筋合力點至截面受拉邊緣的距離；參數c指混凝土保護層厚度，表示最外層鋼筋的外邊緣至最近一側混凝土邊緣的距離。

《滑坡防治工程設計與施工技術規范》第7.3.4條對抗滑樁縱向受拉鋼筋的構造要求為：“縱向受拉鋼筋直徑應大于16mm。凈距應在120mm～250mm之間。如用束筋時，每束不宜多于三根。如配置單排鋼筋有困難時，可設置兩排或三排，排距宜控制在120mm～200mm之內。鋼筋籠的混凝土保護層厚度應大于50mm。”

1 不同配筋情況下計算參數as、c的取值計算

1.1 配置單排縱向受拉鋼筋

(1)當配置單排n束直徑均為d的單根縱筋、直徑φ的箍筋時(圖1)，其as取值：as=c+φ+。

(2)當配置單排n束直徑均為d的兩根并筋縱筋、直徑φ的箍筋時(圖2)，其as取值：as=c+φ+

(3)當配置單排n束直徑均為d的三根并筋縱筋、直徑φ的箍筋時(圖3)，其as取值：as=c+φ+

(4)當配置單排x束單根、y束兩根并筋、z束三根并筋且直徑均為d的縱筋、直徑φ的箍筋時(圖4)，其as取值：as=c+φ+。

綜上，前三種為第四種情況的特例，即當x、y、z三個參數中有兩個參數為0時。故當抗滑樁配置單排直徑均為d的縱筋、直徑φ的箍筋時，其as取值統一表示為：

其中x表示單根鋼筋束數、y表示兩根并筋束數、z表示三根并筋束數。

1.2 配置兩排縱向受拉鋼筋

若計算縱向受拉鋼筋面積很大，配置單排縱筋無法滿足要求時，需配置第二排縱筋且第一排按照三根并筋配置縱筋。

3.1.2 不同作物光譜面積變量特征分析 大麥的SDr、SDb兩個參數比春小麥和莜麥大，SDy值比春小麥與莜麥值小；春小麥的SDr、SDb兩個參數比大麥和莜麥小，SDy值比大麥、莜麥值大；莜麥的SDr，SDb，SDy值處于中間（圖3）。

(1)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置n2束單根直徑均為d2的縱筋、兩排縱筋排距為s、直徑φ的箍筋時(圖5)，其as取值：

(2)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置n2束兩根并筋且直徑均為d2的縱筋、兩排縱筋的排距為s、直徑φ的箍筋時(圖6)，其as取值：

(3)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置n2束三根并筋且直徑均為d2的縱筋、兩排縱筋的排距為s、直徑φ的箍筋時(圖7)，其as取值：

(4)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置x束單根、y束兩根并筋、z束三根并筋且直徑均為d2的縱筋、兩排縱筋的排距為s、直徑φ的箍筋時(圖8)，其as取值：

綜上，前三種為第四種情況的特例，即當x、y、z三個參數中有兩個參數為0時。故當抗滑樁第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置直徑d2的縱筋、兩排縱筋間距s、直徑φ的箍筋時，其as取值可統一表示為：

其中x表示單根鋼筋的束數、y表示兩根并筋的束數、z表示三根并筋的束數。

1.3 配置三排縱向受拉鋼筋

若計算縱向受拉鋼筋面積較大，配置兩排縱筋無法滿足要求時，需配置第三排縱筋且第一、二排按照三根并筋配置縱筋。

(1)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1縱筋、第二排配置n2束三根并筋且直徑均為d2的縱筋、第三排配置n3束單根且直徑均為d3的縱筋、第一排縱筋與第二排縱筋排距為s1、第二排縱筋與第三排縱筋排距為s2、直徑φ的箍筋時(圖9)，其as取值：

(2)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置n2束三根并筋且直徑均為d2的縱筋、第三排配置n3束兩根并筋且直徑均為d3的縱筋、第一排縱筋與第二排縱筋排距為s1、第二排縱筋與第三排縱筋排距為s2、直徑φ的箍筋時(圖10)，其as取值：

(3)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置n2束三根并筋且直徑均為d2的縱筋、第三排配置n3束三根并筋且直徑均為d3的縱筋、第一排縱筋與第二排縱筋排距為s1、第二排縱筋與第三排縱筋排距為s2、直徑φ的箍筋時(圖11)，其as取值：

(4)當第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋、第二排配置n2束三根并筋且直徑均為d2的縱筋、第三排配置x束單根、y束兩根并筋、z束三根并筋且直徑均為d3的縱筋、第一排縱筋與第二排縱筋排距為s1、第二排縱筋與第三排縱筋排距為s2、直徑φ的箍筋時(圖12)，其as取值：

綜上，前三種為第四種情況的特例，即當x、y、z三個參數中兩個參數為0時。故當抗滑樁第一排配置n1束三根并筋且直徑均為d1的縱筋，第二排配置n2束三根并筋且直徑均為d2的縱筋，第三排配置直徑均為d3的縱筋，第一排縱筋與第二排縱筋排距為s1，第二排縱筋與第三排縱筋排距為s2，直徑φ的箍筋時，as取值可統一表示為：

其中x表示單根鋼筋的束數、y表示兩根并筋的束數、z表示三根并筋的束數。

2 案例分析

以某滑坡治理工程施工圖設計的抗滑樁為例。該項目有1個滑坡(H1)，細分H1-1、H1-2兩個滑塊。其中H1-1滑體厚15m～35m，推算滑體方量約103×10-4m3，屬中層土質推移式大型滑坡；H1-2滑體厚10m～25m，推算滑體方量約12.9×10-4m3，屬中層土質推移式中型滑坡。采用清方整坡+抗滑樁+錨索(桿)框格梁+坡面排水+框格內袋裝土回填植草等措施對該滑坡系統治理。分別布置A排38棵抗滑樁、B排31棵抗滑樁、C排31棵抗滑樁共計三排93根抗滑樁。選取A排40m長抗滑樁具體說明，其最大設計滑坡推力6450KN、最大樁前抗力4950KN，樁身截面3.0m×2.0m，根據不同斷面的設計滑坡推力及樁前抗力，該抗滑樁按3個截面配置了3種不同形式的縱向受拉鋼筋，現就不同截面配筋形式分析說明。

2.1 Ⅰ-Ⅰ截面

2.2 Ⅱ-Ⅱ截面

Ⅱ-Ⅱ截面配置兩排縱向受拉鋼筋，第一排配置10束3根并筋且直徑32mm的縱向受拉鋼筋、第二排配置10束3根直徑32mm的縱向受拉鋼筋、箍筋直徑18mm、第一排與第二排縱向受拉鋼筋排距為16cm、第一排縱向受拉鋼筋合力點至受拉邊緣距離12.5cm(圖14)，由Ⅰ-Ⅰ截面可知c=81.76mm。依據配置兩排縱向受拉鋼筋時的計算公式：

化簡計算后可得as=205.00mm。

2.3 Ⅲ-Ⅲ截面

Ⅲ-Ⅲ截面配置了三排縱向受拉鋼筋，其中第一排配置10束3根并筋且直徑32mm的縱向受拉鋼筋、第二排配置10束3根并筋且直徑32mm的縱向受拉鋼筋、第三排配置10束單根直徑32mm的縱向受拉鋼筋、箍筋直徑18mm、第一排與第二排縱向受拉鋼筋排距為16cm、第二排與第三排縱向受拉鋼筋排距為16cm、第一排縱向受拉鋼筋合力點至受拉邊緣距離12.5cm(圖15)，由Ⅰ-Ⅰ可知c=81.76mm。依據配置三排縱向受拉鋼筋時統一計算公式：

圖15 Ⅲ-Ⅲ截面配筋結構圖

將各數值代入可得：

化簡計算后可得as=239.28mm。

3 結 論

受彎構件在進行截面校核或截面設計時，截面有效高度h0(縱向受拉鋼筋合力點至截面受壓邊緣的距離)為一個重要計算參數，可由公式h0=h-as計算可得，而參數as的取值與混凝土保護層厚度c、配置箍筋直徑φ以及截面配置縱向受拉鋼筋形式密切相關、相互影響。抗滑樁作為滑坡地質災害治理領域常見的一種受彎構件，在進行截面校核時計算參數as、c的取值與其縱向受拉鋼筋的配置情況有關，需結合不同的縱向受拉鋼筋配筋形式具體分析計算，其計算亦可用于施工過程中的鋼筋制安質量控制。