抗滑桩设计总结(精华版)

i
− A sin a i ) − R Di ) tan f i + C i Li )∏ψ j ) + Rn
j =i i
n −1
∑ [(W (sin a
Байду номын сангаас
+ A cos a i ) + TDi )∏ψ j ] + Tn
j =i
n −1
（4-1）
其中： Rn = (Wn ((1 − ru ) cos a n − A sin a n ) − RDn ) tan φ n + C n Ln
根据宜兴地区滑坡治理工程的经验类比，以及现场地质勘查资料，综 合确定牛山滑坡体力学参数如表 4-1 所示。
表 4-1 牛山滑坡体力学参数表 岩类 滑体 天然重度 (KN/m3) 19.9 饱和重度 (KN/m3) 20.5 天然工况 C（KPa） 52.4 暴雨工况
ϕ (°)
15.4
C（KPa） 41.9
属刚性桩
每根桩上承受的滑坡力 E r = E n ⋅ L = 1000 × 6 = 6000kN ， 按三角形 分布，其 b∆q =
N wi = γ w hiw Li TDi = γ w hiw Li cos ai sin β i cos(ai − β i ) RDi = γ w hiw Li cos ai sin β i sin( ai − β i )
孔隙水压力
渗透压力平行滑面的分力 渗透压力垂直滑面的分力 1.2 计算参数与条块划分
砼 弹性模量 104kPa C20 2.55 C25 2.80 C30 3.00 C35 3.15
L—桩的锚固段长度（m）一般情况下，都是刚性桩。 2.1.8 抗滑桩内力计算 受荷段按悬臂梁计算 弹性 锚固段 刚性 力学平衡法 地基系数法
一般情况下，砂土地基为刚性桩，采用力学平衡法，岩石地基是弹性 桩，采用地基系数法。
经过以上三个步骤可进行计算，得到抗滑桩计算书草稿，其中包括抗 滑桩内力计算和配筋计算两个主要部分，再经过简单整理课得到抗滑桩的 设计计算书。
附件 1：抗滑桩的计算书
1. 设计下滑推力计算 1.1 计算方法
Kf =
∑ (((W ((1 − r ) cos a
i =1 i u n −1 i =1 i
n −1
Li ——第 i 条块滑面长度（m）； ai ——第 i 条块滑面倾角（°）；
β i ——第 i 条块地下水流向（°）；
A ——地震加速度（单位：重力加速度 g）；
Ti ——第 i 块滑动面上的下滑力（kN/m）； Ri ——第 i 块滑动面上的抗滑力（kN/m）；
ψ j ——传递系数；
ru ——空隙压力比；
ϕ (°)
12.3
根据现场地质灾害调查，牛山滑坡曾在最近时期内发生过滑动坡坏。 通过参数反演法结合现场勘查资料，最终确定滑动带土体的力学参数如表
4-2所示。
表 4-2 牛山滑坡体滑坡带土力学参数表 岩类 滑动带 天然重度 (KN/m3) 19.9 饱和重度 (KN/m3) 20.5 天然工况 C（KPa） 5.00
自然工况： 在自然工况下， 利用不平衡推力法计算出的 F 为稳定系数， 是用来定量的判断滑坡体的稳定性的。一般求自然工况下求得的稳定系数 ≥1.0，暴雨地震等工况下＜1.0，这样比较符合客观情况。 （通常采用 EXCLE 表格进行求解。 ）
说明：表中需要填入的信息为红框部分，内容包括条块的面积、容重、条 块倾角、滑动面长度、岩土粘聚力和内摩擦角。 暴雨工况：在暴雨的影响下，计算的稳定系数一般≤1.0。在做设计计 算时采用的暴雨工况下岩土体的 c 值和φ值。 计算过程： ①定治理区需要的设计安全系数。安全是根据规范来确定，考虑到治 理工程的等级危害性等因素，一般在 1.05-1.3 之间，实际设计中多取 1.3，较保守。 ②将滑动条块的数据输入表格， c 值和φ值采用暴雨工况下的值。 ③分 析抗滑段位置， 确定抗滑桩位置。 抗滑桩位置一般位于平缓的抗滑段。 ④查表确定抗滑桩桩后的剩余下滑力和桩前的剩余抗滑力。 ⑤计算抗滑桩前的土压力。 （DZ/T 0219-2006 规范 P12）
2.1.9 抗滑桩计算图件 需要弯矩图、剪力图、位移图、还有内力计算表。
3.抗滑桩配筋计算 根据抗滑桩的最大弯矩进行配筋计算，无特殊要求，桩身不做变形、 抗裂、挠度等项的验算。 钢筋混凝土桩的构造要求：
凝土强度一般采用 C25、C30，不低于 C20，水下不低于 C25。工程中 常用的为 C30。 受力钢筋的保护层厚度≥60mm。 纵向受力钢筋 d≥16mm 净距≥120mm，一般净距取 200mm，有时还 需设置加强筋，间距 2000mm。
ϕ (°)
11
滑坡体条块划分示意图
1.3 设计滑坡推力计算结果 根据计算分析，结果如下表： 设计下滑推力计算表
通过表格计算可得： 设计剩余下滑推力为：242.35kN/m；
第五条块剩余抗滑力为：234.71-196.43=47.28 kN/m。 剩余抗滑力为：Min(第五条块剩余抗滑力、桩前土压力)
（取值参照 《地质灾害防治工程设计规范 （重庆市地方标准） 》 附录 B P38） 的软质岩层。
(取值参照 《地质灾害防治工程设计规范 （重 K 法： 地基较为完整， 岩石地基。 庆市地方标准） 》附录 B p39)
在实际应用中，m 法较为普遍。 2.1.5 桩底支撑条件 分为自由、铰接端、固定端。一般采用铰接端。 2.1.6 滑坡推力的分布 三角分布：液性指数较大，刚度较小，松散。 矩形分布：液性指数小，刚度较大，密实。 梯形分布：介于三角分布和矩形分布之间。 一般选用三角分布。 2.1.7 弹性桩和刚性桩 在设计时要判断桩的类别，m 法和 K 法判断桩的类别方法如下： ① m法 当 ah≤2.5 时 刚性 ；当 ah＞2.5 时 弹性
N wi ——空隙水压力（kN/m）；
K f ——滑坡稳定系数。
滑坡推力计算公式：
P i = Pi −1 ×ψ i −1 + K s × Ti − Ri
（4-2）
其中：
K s ——设计安全系数； P i ——滑坡推力（kN/m）；
下滑力 抗滑力
Ti = Wi (sin ai + A cos ai ) + γ w hiw Li cos ai sin β i cos(ai − β i )
Ri = (Wi (cos ai − A sin ai ) − N wi − γ w hiw Li cos ai sin β i sin( ai − β i )) tan φi + C i Li
传递系数
ψ i −1 = cos(ai −1 − ai ) − sin(ai −1 − ai ) tan φi
Tn = (Wn (sin a n + A cos a n ) + TDn
∏ψ
j =i
n −1
j
= ψ iψ i +1ψ i + 2 .......ψ n −1
式中： ； Wi ——第 i 条块的重量（kN/m） ； φi ——第 i 条块土的内摩擦角（°） ； C i ——第 i 条块土的内聚力（kPa）
a=L（mBp/EI）1/5 m 地基系数随深度变化的比例系数 Bp 桩的等效宽度 ② K 法 bh≤1.0 时 刚性 ；当 bh＞1.0 时 弹性
b=L（KBp/EI）1/4
m—地基系数随深度变化的比例系数（kN/m4） K—地基系数（kN/m3） Bp—桩正面的计算宽度；方桩 Bp=B+1 圆桩 Bp=0.9（B+1） E—桩的弹性模量（kPa） 砼的弹性模量×0.8~0.85 I—桩的截面惯性矩（m4）
力、 桩前土压力)， 在不好计算时可以取 0，
这样比较保守。
桩前土物理参数，一般 不需考虑，默认值即 可。
设计下滑推力计算表：
说明：表中红色部分为输入的土体条块的物理参数，绿色部分为需要的设 计值。
步骤三
锚杆设计时锚固段长 度计算需要的参数
钢筋配筋计算： 混凝土：一般选用 C30 及以上； 保护层厚度：≥80mm，一般取 80mm 比较合适； 桩纵筋级别：一般 HRB335，HRB400； 箍筋级别：可以是 HPB235，也可以使 HRB335； 纵筋形式为均匀配置，间距为 200mm
设计下滑推力：如上表，红框区域为自己填写内容，计算自动完成， 分析可得条块 4、5 为阻滑段，抗滑桩设计位置为条块 4 和条块 5 之间，如 下图：
通过表格计算可得： 设计剩余下滑推力为：242.35kN/m； 第五条块剩余抗滑力为：234.71-196.43=47.28 kN/m。 剩余抗滑力为：Min(第五条块剩余抗滑力、桩前土压力) 2.抗滑桩的内力计算 2.1 确定桩的尺寸 2.11 桩型 目前常用的抗滑桩设计有两种桩型： ①圆桩（理正）桩径 1.2-2m，滑坡推力方向不确定时采用;
三种支撑条件，多为铰接 M 法：A 和 A1 多为一个 值：A=M×l(受荷段长度)
M 法值的确定根据表 B 进行 只有设计锚 杆时才需要 土层的物理参数
K 法 时 采 用 表 1 的 参
步骤二
剖面形状参数，一般不 需考虑，默认值即可。
推力分布有 3 种情况根 据土的性质进行选择 多为三角形。
设计剩余下滑推力为：242.35kN/m； 第 五 条 块 剩 余 抗 滑 力 为 ： 234.71-196.43=47.28 kN/m。 剩余抗滑力为： Min( 第五条块剩余抗滑
桩的混凝土（C20）弹性模量：
E = 2.6 × 10 4 MPa
桩的抗弯刚度： EI = 2.6 × 104 × 4.5 = 1.17 × 105 桩的计算宽度：BP =b+1=3m 桩的变形系数： α =
5
mB P = EI
5
40000 × 3 = 0.252 1.17 × 108
桩的计算深度： αh2 = 0.252 × 6 = 1.512 < 2.5m 桩底边界条件：按自由端考虑 3.外力计算
2 计算公式：EP = × γ1 × h1 × tan2 (45 + 1 2 φ1 2
式中：
)
EP—被动土压力（kN/m） γ1 、φ1—分别为桩前岩土体的重度（kN/m3）和内摩擦角（°）
h1—抗滑桩受到荷载段长度（m）
⑥确定设计下滑推力桩前剩余抗滑力取值为查表取得桩前抗滑力和计 算桩前土压力里较小的值。桩后剩余下滑推力查表值。以上表为例，抗滑 桩设计位置。以上两个值将在抗滑桩是设计中用到。计算表格如下：
②方桩（ATSP）1.5×2.0-2.5×4.0m，滑坡推力方向确定是优先采用。 2.1.2 桩长 一般嵌入段的长度为总长度的 1/3-2/5，实际设计中一般取 1/2，即嵌 入段和滑动面以上自由端 1：1。 2.1.3 桩间距 桩间距一般 5-10m 比较合适，在实际设计中也可以近一些，比如直径 1.2 的抗滑桩桩间距可以 2m。 （考虑到土压力拱的问题） 2.1.4 计算方法 常用地基系数法，其中又分为 m 法和 K 法两种方法，可根据不同的地 质条件进行选用；若是刚性桩，通过力学平衡求解。 地基系数法又分为以下两种方法： m 法：适用于滑床为硬塑-半坚硬的砂粘土、碎石土或者风化破碎成土
2.桩的规划设计 桩：全长 16m，其中受荷段 h1=10m，锚固段 h2=6m 桩间距（中至中） ：S=6m 桩截面面积： F = b × a = 2 × 3 = 6m 2 桩截面惯性矩： I = 桩截面模量： W =
1 1 ba 3 = × 2 × 33 = 4.5m 4 12 12 1 2 1 ba = × 2 × 32 = 3m 3 6 6
抗滑桩设计说明书 1.设计下滑推力的计算 1.1 画出潜在滑动面 根据前期勘察的资料对地层岩性进行分析，特别要注意岩土分界面和 软弱夹层等特殊岩土体的分布。 一般采用不平衡推力法， 滑动面为折线形。 1.2 划分条块计算下推力 滑块划分一般化为 5 块，具体可视情况而定。计算方法为不平衡推力 法。计算内容分为多种工况，一般要考虑到滑坡的关键性影响因素，在江 苏地区，主要考虑的是自然工况和暴雨工况。
4.常用计算软件的应用 4.1 理正抗滑桩计算软件 进入抗滑桩设计页面后，首先会出现下图对话框：
滑动稳定安全系数， 此处一般为 1.0， 安全系数我们在计算设计滑坡推力 时已经考虑进去。
此处一般为 1.0。
输入完安全系数后，进入计算对话框，这这里主要输入各种参数。
步骤一
输入桩的物理参数， 即设计值。