抗滑桩排连系梁设置形式简析
原创
成永刚
悠游2019
悠游2019
WXCYG20190220
博士，教高，注册岩土工程师，中国岩石力学与工程学会地基与工程结构分会副理事长和滑坡与工程边坡分会理事，深部国重实验室顾问委员，中国土木工程学会非饱和土与特殊土常务委员和交通岩土工程委员，国际工程地质协会会员，中国国家公路建设项目评标专家。
发表于
在大中型滑坡或高大边坡治理中，所要平衡的坡体下滑力较大或单排抗滑桩抗力较小时，就可能会设置前、后多排抗滑桩进行支挡。而当前、后排抗滑桩的间距为桩径的3~6倍时，为有效提高前、后排桩的协调受力，则往往在前、后排抗滑桩之间设置连系梁进行连结。
图1 设置连系梁的抗滑桩排平面、剖面示意图
图2 前、后排桩之间的连系梁的支挡工程
目前前、后排桩之间连系梁的设置基本上都采用与桩体固结的连接形式，即将连系梁的主筋与抗滑桩身的主筋相连形成，这是目前工程中前、排桩连系梁的主流设置形式。
图3 与前、后排桩体主筋连接的连系梁施工过程
但这种采用与前、后抗滑桩“固结”的大截面连系梁形式是否用之四海而皆准呢？答案是否定的。现在我们就从前、后排抗滑桩与连系梁的结构内力方面进行简单的分析。
为了讨论问题方便，将结构模型进行简化，即把抗滑桩排假定为设置于地面以上的门形结构，将
坡体
的下滑力假定为
集中力
F作用于后排桩。这样的假定虽然对结构的弯矩和剪力形式或大小与真实模型之间有一定的偏差，但不影响连系梁与前、后排抗滑桩固结或铰结的两连接形式条件下的弯矩和剪力直观对比。
从结构的形式上来说，对于连系梁与前、后排桩固结的形成的结构可以近似为刚架桩，而
连系梁
与
前
、后排桩
铰结
的形成的结构
可以近似为
排架桩。根据上面的假定，刚架桩与排架桩的弯矩图和剪力图示意如。
图4
刚架
桩、排架桩
剪力示意图
图5 刚架桩、排架桩弯矩示意图
从图
4和图5连系梁与前、后排抗滑桩采用不同连接形式时形成的不同结构模型，以及相应的示意剪力图与弯矩图，可以得出如下结论：
1、连系梁的存在，可有效协调前、后排抗滑桩的受力，从而可有效提高整个体系的结构受力能力。
2、无论采用刚架桩还是排架桩，前、后桩之间的连系梁剪力为零。
3、
采用
刚架桩形式连接的
连系
梁结构
存在较
大的弯矩
，
但采用
排架桩形式连接的
连系
梁结构
则没有弯矩。
4、刚架桩连接条件下的抗滑桩身弯矩最大值小于排架桩。
5、
无论采用刚架桩还是排架桩形式，前、后桩身的内力分布形式是一样的。
1、对于前、后排桩间距较小的多排桩体系，应尽量设置连系梁，从而有效协调和优化前、后排桩的受力形式和大小。
2、如果采用连系梁与前、后排抗滑桩固结的刚架桩形式，则
连系梁必须采用较大截面和较多的结构配筋，以抵抗梁体内的
较
大弯矩。
这也是目前工程建设中设置的连系梁动辄截面达到2X2m以上，配筋率相当高的主要原因。
3、
如果
采用连系梁与
前、后排抗滑桩铰结的排
刚架桩形式，则
由于连系梁内没有弯矩和剪力，而仅需抵抗前、后排桩间作用力协调在梁体中产生的轴力，因此，
连系梁就可采用较小截面
和
较小的结构配筋。
这也是排架桩设置形式的
连系梁
截面可采用
0.5X0.5
m左右的原因。
4、无论是刚架桩还是排架桩，设置
连系梁虽然都可以起到协调前、后排桩的受力，达到优化桩身结构内力大小的作用
，但采用固结连接形式的刚架桩对桩身内力的优化更为明显。这就是说：
1）采用截面和配筋率较高的连系梁固结形式刚架桩模型时，应考虑到桩身内力的相对较小的实际情况，从而在抗滑桩结构设计时应采用适当较小的截面和配筋率。
2）
采用截面和配筋率较小的连系梁铰结形式
排架桩模型
时，
应考虑到连系梁的设置仅考虑受压的轴力，而不考虑梁身的弯矩和剪力的实际情况，故而连系梁可采用小截面、低配筋率设置
。
从以上刚架桩和排架桩的结构分析中看，前、后排抗滑桩之间的连系梁采用何种连接方式，取决于计算模型和现场的地质、施作条件等实际情况综合选用。切不可：
1、在大截面、高配筋率
连系梁与
与抗滑桩体固结连接的条件下，不考虑连系梁对抗滑桩内力的优化。
2、
在连系梁与抗滑桩身铰结连接的条件下，一味地采用
大截面、高配筋率的连系梁形式。
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