1、完整版抗滑桩设计计算书1工程概略2计算依照3滑坡稳固性剖析及推力计算3.1 计算参数3.2 计算工况3.3 计算剖面3.4 计算方法3.5 计算结果3.6 稳固性评论4抗滑结构计算5工程量计算. .一、工程概略拟建段位于重庆市巫溪县安子平 . 设计路中线在现有公路右边约 100m.设计为大拐回头弯 . 设计路线起止里程为 K96+030 K96+155.全长 125m.设计路面净宽 7.50m. 设计为二级公路 . 设计纵坡 3.50%, 地面高程为 720.846m741.70m.设计起止路面高程为 724.608m729.148m.K96+080-K96+100 为填方 . 最大填方为 4
2、.65m. 最小填方为 1.133m。二、计算依照1.重庆市地质灾祸防治工程设计规范 （DB50/5029-2004）；2.建筑地基基础设计规范 （ GB 50007-2002）；3.建筑边坡工程技术规范 （ GB 50330-2002）；4.室外排水设计技术规范 （ GB 50108-2001）；5.砌体结构设计规范（GB 50003-2001）；6.混凝土结构设计规范 （GB 50010-2010）；7.锚杆发射混凝土支护技术规范 （ GB 50086-2001）；8.公路路基设计规范（JTG D302004）；9.有关教材、专著及手册。三、 滑坡稳固性剖析及推力计算3.1 计算参数3.1
3、.1 物理力学指标：天然工况：13 1 .C1=36kPa=20.7kN/m .=18.6饱和工况：23 2 .C2=29kPa=21.3kN/m .=15.5 岩、土物理力学性质该段土层主要为第四系残缺积碎石土 . 场所内均有散布 . 没法采纳样品测试 .采纳弱风化泥做物理力学性质测试成就： 弱风化泥岩天然抗压强度 24.00Mpa. 饱和抗压强度 17.30 Mpa. 天然密度 2.564g/cm 3, 比重 2.724. 缝隙度 8.25%. 属融化岩石 . 软质岩石。表 1 各岩土层设计参数建议值表. .名称地层代号含碎石粉质黏土dl+elQ4强风化泥岩T b2弱风化泥岩T b2 滑坡
4、推力安全系数状 态承载力值 桩周土极限摩阻基底摩擦系数（ MPa）力（ MPa）（）稍密0.130.160.40破裂0.6/0.50完好1.60/0.60Fst1.153.2计算工况选用公路填筑后自然状态、饱和状态两种工况对滑斜坡进行计算。3.3计算剖面3.4 计算方法采纳折线形滑动面稳固性计算（传达系数法）传达系数公式：i 1cos( i 1i ) tan i sin(i 1i )第 i 条块的节余下滑力公式： EiFstWi sin iWi tani cos ici li Ei 1 i3.5 计算结果（ 详见附页 ）. .滑坡推力计算结果基岩界面工况条块编节余下滑工况条块编节余下滑号力号力
5、1-73.15124.952-31.0826.673-101.283-4.58天然状418.52饱和状4103.83552.665209.22态态691.126368.11797.577401.798127.388551.249125.689606.61填土界面1-84.151-53.652-260.42-196.083-255.53-201.96天然状4222.02饱和状4294.74态5108.45态5268.716191.696382.077-195.45733.198-66.068217.333.6 稳固性评论依据计算结果得悉斜坡在公路填筑后自然状态下 Fs=1.18. 饱和状态下Fs
6、=0.95. 所以斜坡在公路填筑后在自然状态下为基本稳固状态 . 饱和状态下处于不稳固状态。可能引发滑坡灾祸发生 . 需要进行支挡。四、抗滑结构计算1、抗滑桩设计计算1.1 设计资料：3物理力学指标： 天然工况： 1=20.7kN/m . 1=18.6 . C1=36kPa 3依据岩性及地层状况 . 因为在滑面以上还存在有筑填土层约 7.7m 和含碎石粉. .质黏土（ Q4dl+el ）层厚约为 1.1m. 所以滑面以上土层厚度约 h =8.8m. 查取有关规范可知取该土层的抗滑地基系数为 m=10000KN/m 4 . 则滑面处的地基系数采纳 A=100008.8=88000KN/ m3泥岩
7、（ T2b）由强风化泥岩厚为 2.20m和弱风化泥岩厚为 0.70m 构成 , 桩的埋长为 6m。强风化泥岩取抗滑地基系数为 m1 =80000KN/m 4 . 弱风化泥岩取抗滑地基系数m2 =100000KN/m 4 。依据多层土的地基系数的取值可得mm1h12m2 (2h1 h2 )h280000 (22.2 3.8) 3.887044KN / m4( h1 h2 ) 2(2.23.8)2桩邻近 的滑体厚度为 8.8m. 该处 的滑坡推力 P=607kN/m.桩前剩 余抗滑力E=0kN/m。抗滑桩采纳 C30 钢筋混凝土 . 其弹性模量 Eh =30106KPa.桩断面为b h=2m x3
8、m2W1 bh23m2的矩形截面S截面模量6.截面对桩中心惯性矩.=6m.I1 bh34.5m4212桩的中心距 l =6m. 相对刚度系数 EI 0.85 EhI 114750000m.桩的计算宽度 Bp=b+1=3m.桩的埋深为 la =6m。1.2 采纳 K 法计算桩身的内力（1）计算桩的刚度由查表可知地基系数 C0.08 106 KN / m4桩的变形系数CBp0.151m144EI桩的换算深度为l a =0.151 6=0.9061故按刚性桩计算。. .（2）计算外力每根桩承受的水平推力F =607C0S26 6=3273.4KNF3273.4T371.93 KN / m则h8.8滑
9、坡推力按矩形散布；如右图滑面处的剪力 Q0 =3273.4KN滑面处弯矩 M0 =3273.44.4=14403KN/m(3)滑面至旋转中心的距离la 2A3M 02Q0l amla4M 03Q0l ay0Q0laml a3M 02Q0l a2 3A 2M06 288000（1440323273.4）870446(41440333273.46)362 388000（144033273.4）870446（1440323273.4）2636=4.0475m(4)桩的转角12 3A 2M0Q0l amh 3M 02Q0l aBpla 3 6 A A mlam2l a212 3880002144033
10、273.4687044631440323273.463636880008800087044687044262=0.001739 rad（ 5）桩身内力及桩侧抗力桩侧抗力 y y0 y A my(4.0475 y) 0.001739 (88000 87044 y)619.397 459.6361 y 151.3695 y2桩侧抗力最大点地点459.6361 2 151.3695 y 0 . y 1.5183m因为 y y0 ,. .所以桩身各点的剪力QyQ0 1 ABp y 2y0y1 Bp m y2 3y02 y263273.418800030.001739y(24.0475 y)213 87
11、0440.001739 y2 (3 4.04752 y)6Qy3273.41858.19y689.454y2151.37y3当 Qy 0 时. 即可找出弯矩最大是的 y 值。经试算求得 y=1.309m时.M 最大。桩身各点的弯矩MMQ y 1 BA y2 3yy1 B m y32 yyy006p012p0144033273.4 y188000 0.00173923y（3 4.0475-y)-613870440.001739y3 (24.0475y)12M y144033273.4y929.096y2229.818y337.84y 4桩侧抗力、剪力、弯矩计算结果以以下图所示：桩侧抗力争0-25
12、00 -2000 -1500 -1000-500-1 050010001500-2-3系列1-4-5-6-7. .-6000-5000-4000 -20000-1 0 5000-2-3-4-5-6-7剪力争0-1 020004000-2-3系列1-4-5-6-7弯矩图10000 15000 20000系列1桩侧抗力为 0 的一点即为剪力最大点 . 求适当埋深： y=4.0475m时 y =0所以最大剪力为 Qmax =5505.52KN剪力为 0 的一点即为弯矩最大点 . 求适当埋深： y=1.309m 时 Qy =0所以最大弯矩为 M m ax =16691.5KN m1.3 抗滑桩结构设计
13、抗滑桩受滑坡推力和锚固地层抗力作用 . 在荷载作用下产生曲折转动 . 为了防备桩体因为荷载作用而产生过大变形与损坏 . 桩身需要配纵向受力钢筋以抵消弯矩 .配置箍筋以抵挡剪力。 桩身结构设计计算参照 混凝土结构设计规范（GB50010 2002). 按受弯构件考虑。1 ）桩身截面配置纵向受力钢筋（控制截面受弯）. .依据前述抗滑桩内力计算结果 . 取控制截面 I-I 所受弯矩进行计算。按混凝土结构正截面受弯承载力计算模式 . 计算受力钢筋 . 计算可按单筋截面考虑 . 经简化的计算如图抗滑桩总长约为 15m.计算可按两个控制截面考虑配筋。 控制截面 - 取桩身最大弯矩截面若结构重要系数取1.0
14、. 则控制截面 - 处的设计弯矩为 M m ax。混凝土保护层厚度取 80mm若.为单排布 . 则桩截面有效高度 h。02900mm由力的均衡条件得1 fcbx f y As由力矩均衡条件得M1 fcbx(h0x)联立上述两式求解 . 得2MASx )f y ( h02式中 .x 为截面受压区高度 . 可按下式求得1 f cbh0222x1 fc bh02 f cbMf cb式中 .M 为设计弯矩（ KN.m）；As 为受拉钢筋截面积； 1 为混凝土受压区等效矩形应力争系数 . 当混凝土强度等级不高于 C50时. 1 取 1.0 ；f c 为混凝土轴心抗压强度设计值（ KPa）；f y 为钢筋
15、的抗力强度设计值 （KPa);b 为桩截面宽度（m); h0 为截面有效高度（ m)；. .a 为受拉钢筋的混凝土保护层厚度（m)。采纳 C30 混凝土 . f c14.3 N / mm2. ft 1.43 N / mm2. 纵向受力钢筋采纳 HRB400级（III级 ） .f y 360N / mm2. 箍筋及架立钢筋采纳 HPB300(I级 ).f y270N / mm2. 则其余参数如上所述。A. 计算 - 截面受力钢筋截面积混凝土受压区高度x1 fcbh01 2 f c2 b2 h022 fcbMf cbx1.014.3200029001.0214.3 22000229002214.3
16、200016691.510614.32000x82940000 76969408.21 5591.24mm28600 208.76mm取 x 的值为 208.76mm- 截面受力钢筋截面积ASMx )16691.510616584.5mm2fy(h360 (2900208.76 )022采纳 21 根 32mm的 HRB400钢筋截面面积为 As=16890.3 mm2 知足要求 .可采纳 3 根一束 . 共 7 束部署于受拉侧。2）桩身截面配置箍筋（控制截面受剪）抗滑桩桩身除承受弯矩之外 . 还承受着剪应力。所以在设计计算时 . 一定进行剪应力的检算。为了施工方便 . 桩身不宜设斜筋 . 斜
17、面上的剪应力由混凝土和箍筋承受。桩身剪力极值有位于滑面处的 3273.4KN 和位于滑面一下 4.0475m 处的5505.52KN. 相同 . 结构重要系数取 1.0. 则设计剪力按 5505.52KN 考虑。验算截面尺寸：因为0.25c fcbh0 0.25 1.0 14.3 2000 2900 20735KN V 5505.52 KN所以截面尺寸知足要求。验算能否按计算配箍筋：. .0.7 ft bh0 0.7 1.43 2000 2900 5805800 N 5805.8KN 5505.52KN可见 . 设计剪力大于混凝土供给的抗剪能力 . 只要要配置结构箍筋即可 .所以实配箍筋为16
18、200.采纳双肢箍.配筋详见以下图。I-I 截面配筋图上述计算出的纵向受力钢筋部署于截面受拉侧 . 即抗滑桩的内侧。受压侧部署构造钢筋以形成骨架 . 此处选 7 根 HPB400级 26mm另.外 . 各选 7 根 HRB400级 26mm 部署于抗滑桩的双侧边 . 见上图。1.4 桩侧应力验算滑床中、上部主要为三叠系中统巴东组（ T2b）青灰色泥岩构成 . 岩层产状为161 41 . 强风化带厚度约为 2.2 m.其下为中等 细风化。岩石的单轴抗压强度为 R=24 MPa。属于完好的岩质、半岩质地层。锚固段地层为比较完好的岩质地层 . 桩身对地层的侧压应力 max 应切合以下条件：k1 k2
19、 R0 0.3 0.5 24000 3600. .k1 岩层产状倾角大小决定 . 依据岩层结构取 0.5 ；k2 取决岩石的裂隙、风化及融化程度 . 取 0.3 ；R0 围岩单轴抗压极限强度 . R24000kPa。max968.3kpak1 k2 R00.3 0.5 24000 3600kpa故知足要求。2、抗滑桩间挡土板设计2.1 挡土板的制定挡土板资料及施工：采纳 C30混凝土 . 采纳 HRB335级钢筋 . 现场预制因为抗滑桩净距 l0 6 3 3m . 且挡土板深入抗滑桩长度起码为 30cm.所以挡土板尺寸制定以下：板墙尺寸：截面为矩形 . 截面 尺寸 bh =1000 250 .
20、 板长 a=3600, 以以下图所示22 荷载确立当土体为粘性土时 . 建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）对边坡支挡结构土压力计算提出以下规定 . 计算支挡结构的土压力时 . 可按主动土压力计算。由板墙测土地质条件 . 按库伦主动土压力计算：cos2 ()0.51Kacos2 cos(0 )1sin(0 )sin() 2cos(0 )cos()滑面处的库伦土压力 qkh1K a208.8 0.5189.76 KN / m2. .Ea1 qk h11 89.76 8.8 395.0KN则总库伦土压力：22取最大库伦土压应力 qk89.76KN / m2均匀作用在单跨板长进行设计抗滑
21、桩间间距l0633m计算跨径 ll01.5t31.5 0.33.45mM max1 qkl 2189.76 3.452133.55KN m则板跨最大弯矩为882.3 板墙配筋设计取桩的永远作用分项系数： G 1.35取桩结构重要性系数： 0 1.0则设计弯矩：MG 0M max1.351.0 133.55 180.3KN m取 C30混凝土 . 混凝土轴心抗压强度设计值f c 14.3 N / mm2. 取采纳 HRB335级钢筋 . 钢筋抗压强度设计值fy 300N / mm2。保护层厚度 c=30mm. s40mm.h 值取为 250mm则. h0 =210mm。由力矩均衡条件得MM u1
22、 fc bx(h0x)2x72.58mm为防备出现超筋损坏 . 应知足 x b h0b h0 0.55 210 115.5mm 即知足要求由力的均衡条件得1 fc bxf y AsAs1 fcbx 1.0 14.31000 72.583459.6mm2f y300. .为防备出现少筋损坏 . 应知足min bh 0.00215 1000 250 537.5 即知足要求2采纳用 10 22100单排部署 . As 3801mm . 在沿板跨度方向截面受拉一侧部署。依据 DZ0240-2004_滑坡防治工程设计与施工技术规范 . 散布钢筋采纳HPB300钢筋 . 直径为 12mm,部署与受力钢筋垂直方向 . 间距 200mm板.墙配筋以以下图。3、排水工程该地区属中亚热带季民风候 . 年均匀降雨量 1082mm降.雨多集中在 59 月 .特别是 68 月多暴雨 . 日最大降雨量达 192.9mm.小时最大降雨量超出 65mm。依据K96+030K96+155工程地质详尽勘探报告 . 斜坡坡顶、坡脚无塘、田、水库、河流等地表水
