抗滑桩计算
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4.3.3 1-1′剖面抗滑桩设计
(1)抗滑桩各参数的确定或选取
在滑坡力最大处即边坡1-1′剖面潜在变形区滑面条块21(剩余下滑力828.7KN )附近处设置一排钢筋混凝土抗滑桩,间距为6m ,共布置8根抗滑桩。初拟抗滑桩桩身尺寸为b×h=1.5m×2.0m。桩长12m ,自由段h 1为6m ,锚固段h 2为6m 。采用C30混凝土,查资料得,C30混凝土,42
3.0010/c
E N m m
=⨯。
桩的截面惯性矩3
3
4
1.5
2.0
112
12
b h
I
m
⨯==
=。
桩的钢筋混凝土弹性模量7
7
0.80.8 3.0010
2.4010c E E K P a
==⨯⨯=⨯。
桩的计算宽度 1.51 2.5p
B m
=+=。
1-1剖面滑动面以下为较完整的岩层(泥灰岩),对于较完整的岩层,其地基系数的选取参考下表(表4-1):
H V H V 剖面处滑面以下是泥灰岩,岩石饱和单轴抗压强度标准值为16.85MPa ,根据上表侧向K H 可取:K H =2.7×105kN/m3
按K 法计算,桩的变形系数β为:
所以抗滑桩属于刚性桩,所谓刚性桩是指桩的位置发生了偏离,但桩轴线仍保持原有线型,变形是由于桩周土的变形所致。这时,桩犹如刚体一样,仅发生了转动的桩。
桩底边界条件:按自由端考虑。 (2)外力计算
每根桩的滑坡推力:kN L 2.497267.828E n r =⨯=⨯=E ,按三角形分布,其
kN
h E P r 4.16576
5.02.49725.01
=⨯=
⨯=
桩前被动土压力计算:
抗滑桩自由段长度h 1=6m,自由段桩前土为块石土,按勘察报告提高的参数,块石土的c=8.81kP a ψ=15.4O γ=15.4kN/m 3
128.01104.24.52107.244
175
41
<=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=EI B k p H β
p
K
=2
(45)
2
o
tg
ϕ+
=2
15.4(45)
2
o
tg
ο
+
=1.66
2
2
11112h 20.5 6.0 1.6628.816748.75/2
2
p p
E h K
c k N m
=γ+=
⨯⨯⨯+⨯⨯=
(3)桩身内力计算 ①剪力
2
2
1
p A
y
2.7752
675
.7484.16572
)
E -(P Q
=⨯-=
⨯⨯
=
y
y y h
②弯矩
23
A
75.72y 25.243
3
y y M
Q y y
=⋅
=
⋅=
各截面计算结果见下表(表4-2):
(4)锚固段桩侧应力和桩身内力计算 ①滑动面至桩的转动中心的距离
该滑面地基系数随深度为常数,K=A=K v =K s =2.7×105kN/m 3
滑动面至桩的转动中心的距离为:
()
()
()()
m
6.36.927258.54512369.272528.54513623232
A A
2A A 20=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=
++=
h Q M
h Q M h y
②桩的转角
()
()
rad
Ah B h Q M
p 00112.06
10
7.25.269.27258.545126263
5
3
2
2
A A
=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=
+=
∆ϕ
③桩侧应力 ()()(
)
()2
5
5
y 112.8y 10064.108800112
.0y .6310
10
7.2y
y y y my A -+=⨯-+⨯=∆-+=∆ϕδ
④最大侧应力位置 令
y
d d y
σ=,则
100.8224y 0
-=
y =0.45m
⑤剪力
()()y y y
m B y y y A B
Q
p p
A
236
122
1Q
2
0y
-∆-
-∆-
=ϕϕ
()y y -⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-
=6.3200112.010
7.25.22
19.27255
()y y
26.3200112.010
5.26
12
5
-⨯⨯⨯⨯⨯-
9
.27256.27214.931263
2
+-+-=y y y
=y
y
d
dQ ,则
6.27212524.932
=--y y
m
y 6.3=
⑥弯矩
()()[]y y my y y A y
B y Q M
p A A
y
-+-∆-+=002
23212
1.M
ϕ
()()
[]
y y y y
y -⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯⨯-+=6.3210
6.3310
.72200112.05.212
1.82725.854515
5
2
8.54518.272513604233.23234++--=y y y y 锚固段桩侧应力、桩身剪力及弯矩计算汇总如下