抗滑桩采用C20混凝土

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Ci——第i块段土的粘聚力(kPa);
φi——第i块段土的内摩擦角(°);
Li——第i块段滑动面的长度(m);
αi——第i块段滑动面与水平面的夹角(°);
βi——第i块段地下水位线与水平面的夹角(°);
Gz为综合影响系数,取0.25;
Kh为水平地震力系数,Ⅷ度地震带取0.2;
γw——水容重;
hiwLi——第i块段水位线以下滑体的重力(kN/m);
2.2 滑体特征
据钻探揭露,根据地面调查和钻孔揭露,滑体组成物质为碎石土,灰色,灰黄色,稍湿,松散~稍密,碎石成分主要为板岩,粒径一般0.5~10cm,少量大于15cm,含量50~60%,其余为粉土,局部粉土较纯,与下伏基岩面接触处粉土土体较为湿润,呈可塑~软塑状态。2.3滑床特征
滑床的起伏状态受下伏基岩面及构造侵蚀作用控制。滑体表面呈折线状起伏。后缘壁为碎石土,稍密~中密,后缘壁坡度55~60°。滑床下伏基岩面卧坡坡度7.2~48°,据ZK1、ZK2、ZK4号孔揭露,岩体风化节理发育,岩层视倾坡内,岩体具较强的亲水性,力学强度较低,沿此容易发生滑动。
二、滑坡基本特征
2.1滑坡平面形态特征
设计路线中桩位于滑坡体中前部,路线距离滑坡后缘45~50m。该滑坡主滑方向3°,纵向长50~55m,前缘宽约100m,后缘与前缘高差约44m,堆积厚度8.7~17.18m,堆积方量约4.9万m3。滑坡在平面上为“圈椅状”斜坡地形,滑坡后缘可见宽5~30cm,深0.5~1.0m的拉裂缝,中部也可见拉张裂缝,滑坡壁两侧可见纵向张拉裂缝,前缘剪出口位于公路外侧陡坡中部,滑坡边界清晰。滑体的组成物质为碎石土。滑动面近似于船底形,滑体主要沿土层内部和下伏基岩面滑动。
其余符号意义同式1。
3.3.2 工况选择
由滑坡的成因分析可知,大气降雨和地震是诱发滑坡的主要因素,故本次选取以下3种工况进行滑坡稳定性验算及推力计算。工况1:天然状态;工况2:暴雨状态;工况3:地震状态。
3.3.3 参数采用
该滑体土类型主要为碎石土。根据经验数据,本次计算对滑体重度取值为:天然重度20kN/m3,饱和重度为22kN/m3。
代入公式
1 EI[ (-0.2116)+ (-0.1150)+ (0.9625)+ (1.0729)]=29421
2 EI[ (- 0.8540)+ (-0.4231)+ (0.1724)+ (0.9500)]=5884
桩底,
=h+3.3=12.8m,
=-1.6143 =-11.7306 =-17.9186 =-15.0755
(1)计算桩的刚度
桩的变形系数
桩的换算深度 ,,故可按弹性桩计算。
(2)荷载计算
每根桩承受的水平推力:
每根桩前的剩余下滑力:
桩前被动土压力:
桩前的抗力取剩余下滑力和被动土压力的小值,桩前抗力为1516.52kN。
滑坡推力和剩余抗滑力均安矩形分布:

滑面处的剪力:
滑面处弯矩:
(3)求虚点高度
(4)求虚点的 、 、 、 值
据现场调查,K168+680~K168+770滑坡现状整体稳定,仅存在局滑现象。
为分析评价滑坡坡稳定性及其对拟设线路的危害性,本次主要工作内容为工程测量及地质测绘,并辅以控制性钻探、采样测试等。工作中,主要依据以下规程、规范展开:
《公路工程地质勘察规范》(JTJ064—98);
《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T 0218—2006);
岩土支挡与锚固课程设计
一、工程概况
K168+680~K168+770滑坡位于甘孜州道孚县成城北方向约28km,滑坡区前缘为现有省道303线,交通便捷。滑坡主滑方向3°,纵向长约63m,滑体中部横向宽约52m,滑坡面积约3300m2,滑体厚约15m,滑坡方量约4.9×104m3,其规模较小,属小型中层滑坡。
综上所述,该滑坡为顺层发生的近代牵引—推移复合式堆积层滑坡。
近年来,该滑坡前缘及滑体内冲沟两侧还发生了浅层溜滑(照片1),其成因为降雨浸润及地表水对其前缘坡脚的冲刷。
三、滑坡成因及稳定性
3.1 滑坡成因分析
滑坡体组成物质为结构松散的角砾土,因该滑坡位于四川省著名的活动性断裂-鲜水河大断裂附近,历史上该断裂带地震频繁,受断裂影响,岩体风化破碎,基岩面倾角较陡,前缘受鲜水河河水冲刷,致使岩体上覆土体失稳垮塌,加之公路开挖后形成的土质边坡,未进行支护,土体前缘临空,加之雨季地表水大量渗入土体,土体抗剪强度急剧降低后,向下滑动形成滑坡。
3.3.6 计算结果分析
滑坡稳定性验算及推力计算结果详见表。由计算结果可知,滑坡在各种工况状态下均处于不稳定状态。
注:计算中,根据《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004-89),在Ⅷ度地震状态下计算时水平地震系数Kh=0.20,稳定性系数K=0.85,采用安全系数K=1.05,剩余下滑力为1292,4KN,坡体处于不稳定状态。
该抗滑桩的设计总长19m,计算可按两个控制截面考虑配筋。控制截面Ⅰ―Ⅰ取桩身最大弯矩截面,控制截面Ⅱ―Ⅱ取地下6m深处截面;
结构的重要性系数取1.0,则控制截面Ⅰ―Ⅰ处的设计弯矩为 kN·m,Ⅱ―Ⅱ截面设计弯矩为 kN·m。
混凝土的保护层厚度取80mm,若为单排布置,则取桩截面的有效高度 2900mm,
地质测绘
工程地质测绘
km2Βιβλιοθήκη Baidu
0.01
1:500
断面测绘
m/条
200/2
1:500
工程钻探
m/孔
88.03/3
水质分析

1
通过本次勘察,基本达成了以下预期目的与任务:调查滑坡区地质环境,详细查明滑坡范围、成因、滑动史、活动迹象;了解滑坡结构组成、空间分布特征;初步分析评价滑坡稳定性,预测滑坡发展趋势及其可能规模;提供了滑坡防治设计所需的岩土物理力学参数。
= 9.2437 = -0.3578 = -15.6105 =-23.1403
代入公式有
3 (-1.6143)+ (-11.7306)+ (-17.9186)+ (-15.0755)]=0
4 (9.2437)+ (-0.3578)+ (-15.6105)+ (-23.1403)]=0
联立①②③④四个方程解得
ψj——第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段的传递系数(j=i)
2)推力计算基本公式
Pi=Pi-1×ψj+Fst×Ti-Ri
式中:Pi、Pi-1——分别为第i块、第i-1块滑体的剩余下滑力(kN/m);
Fs——推力计算安全稳定系数,本次滑坡推力计算采用Fst=1.10、1.15、1.20及1.25四种状态进行;
Ph——地震力(kN/m),Phi=GzKhWi
Nwi——孔隙水压力(kN/m),Nwi=γwhiwLi
TDi——渗透压力平行滑面的分力(kN/m),TDi=γwhiwLicosαisinβicos(αi-βi)
RDi——渗透压力垂直滑面的分力(kN/m),RDi=γwhiwLicosαisinβisin(αi-βi)
2.4滑面(带)特征
滑面(带)以ZK1号孔为界,上部沿砾卵石土、下部沿下伏强风化基岩面发育,滑带土具有颗粒组成较细,力学强度较低的特性。滑面(带)埋深8.7~17.18m不等,组成物质主要为粉土,可塑~软塑,具揉皱现象,沿滑坡壁及滑床表面可见清晰的擦痕。
2.5 滑坡变形特征
除滑坡区地形地貌宏观变形特征有所指示外,该滑坡变形特征不明显(已遭后期破坏),因此从以下几方面对滑坡的滑动之初的运动特征予以综合分析:
、计算Ⅰ―Ⅰ截面受力钢筋截面积;混凝土的受压区高度:
Ⅰ―Ⅰ截面受力钢筋截面积:
按简化方法计算则的:
简化计算结果下于按混凝土结构梁承载力计算的结果,但两者相差不是很大,可以接受。
选用46根Ф36,实有 ,满足要求。可三根一束布置在桩受拉侧,考虑对钢筋净距的要求,实际布置按两排,靠近桩边的一侧一排10束,靠桩的一排布置内6束。若重新按实际布置后的桩截面的有效高度核算,承载力仍能满足要求。
1)滑坡纵向长约50m,滑坡堆积层厚约8.7~17.18m,堆积物以碎石土为主且其颗粒粒度具有由上至下变细的趋势,滑体物质与后缘坡洪积物质相同,说明该滑坡最初的滑坡物质由坡洪积层组成。
2)其主滑方向约3°,与区内岩层走向相当,说明了该滑坡为顺岩土界面的滑动,其滑移方式为牵引—推移复合式。
3)滑体前缘叠于坡残积层之上,故滑坡属于近代滑坡;同时,滑坡细部整体变形特征已遭后期剥蚀、掩埋等破坏,可见其发生时间较早。
3.3.4滑坡稳定状态划分
根据《工程地质勘察规范》滑坡稳定状态划分见下表:
滑坡稳定性系数Kf
Kf<1.00
1.00≤Kf<1.05
1.05≤Kf<1.15
Kf≥1.15
滑坡稳定状态
不稳定
欠稳定
基本稳定
稳定
3.3.5 滑坡稳定性计算
工况一:天然状态下滑坡稳定性分析
根据反算结果,考虑该滑坡目前处于大滑动过的状态,将C、φ值按85%打折,取φ=25°,C=13Kpa;滑坡体天然容重γ=20KN/m3,滑坡安全系数取K=1.15,滑坡推力计算成果见表:
=0.036163 =-0.0035645 =13534.5kN*m =9120.38kN
(5)求桩身内力及侧向应力
锚固段内任意一点侧应力
= + + +
计算点的剪力:
= EI( + + + )
计算点的弯距:
= ( + + + )
计算的各点的桩侧应力、剪力、和弯矩图如下:
(6)桩身受荷段的内力计算:
距桩顶距离(m)
剪力(kN)
弯矩(kN·m)
距桩顶距离(m)
剪力(kN)
弯矩(kN·m)
0
6
2
8
4
19.5
计算结果如图:
(7)地基强度校核:
计算换算深度:
有桩侧应力公式的:
由桩侧的各点应力状况可知,桩侧的最大应力是 ,是小于该点的桩侧的容许应力值,其他各点的应力也是满足要求的。
五、抗滑桩的构造设计:
(1)、根据设计弯矩计算纵向受力钢筋:
工况二:在暴雨不利工况下(边坡土体呈饱和状态)
考虑动水压力增大、滑面抗剪强度降低等因素,采用安全系数K=1.10,滑面抗剪指标φ=23°、C=12Kpa;滑坡体天然容重γ=22KN/m3,推力计算成果见表:
工况三:在地震不利工况下(Ⅷ度地震)
考虑滑坡处于鲜水河活动大段裂附近,地震活动十分强烈,采用安全系数K=1.10,滑面抗剪指标φ=25°、C=13Kpa;滑坡体天然容重γ=20KN/m3,推力计算成果见表:
《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002);
《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001);
《工程测量规范》(GB50026—93)。
完成实物工作量详见表1。
完成工作量一览表表1
项 目
单 位
数 量
备 注
工程测量
控制测量

5
图根点
平面测量
km2
0.01
1:500
断面测量
m/条
200/2
1:500
四、抗滑桩的内力计算
根据岩性情况,滑面处的地基系数采用A=400000kN/m3,滑床的地基系数随深度变化的比例系数采用m=120000kN/m4,桩附近的土层厚度是9.5m左右,该处的滑坡推力E=2044kN/m,桩前抗滑力965.7kN/m,
抗滑桩采用C20混凝土,其弹性模量 =26.5* kPa,桩断面为b*a=2m*3m的矩形,截面F=6 ,截面模量W=b /6=3 ;截面对桩中心的惯性矩I=b /12=4.5 ;相对刚度系数EI=0.8*26.5* *4.5=95.4* kN* ;桩间距(中至中)l=5m;桩的计算宽度 =b+1=3m;桩的埋深h=9.5m,试用初参数(普通法)法的m法,计算桩身的内力。
Ri=( Wi(cosαi-Phsinαi)-Nwi-RDi)tanφi+CiLi
ψj=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tanφi+1
式中:Kf——稳定系数
Ti——作用于第i块段的下滑力(kN/m);
Ri——作用于第i块段的抗滑力(kN/m);
Wi——第i块段滑体的重力(kN/m),暴雨时为该块段的饱水自重;
3.2 滑坡稳定性定性分析
经现场调查,滑坡目前处于相对稳定状态。但在雨季有大量地表水渗入,在动水压力、静水压力作用下,滑面抗剪强度降低,必然引起滑坡体的变形进一步加快,最终导致整个边坡的快速滑动而完全失稳。
3.3 滑坡稳定性计算
4.3.1计算公式
1)稳定性计算基本公式
Kf=
Ti=Wi(cosαi+Phcosαi)+TDi
由桩面及桩底为自由端的边界条件,可建立计算方程。
根据滑面处和桩底处的换算深度,查m法无量纲影响系数表,用内插法求得 、
、 、 、 、 、 、 各值带入
在滑面, ,换算深度 时,查得
=-0.2116; =-0.1150; =0.9625; =1.0729
=-0.8540; =-0.4231; =-0.1724; =0.9500
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