抗滑桩设计计算(验算)

抗滑桩防护方案计算验算

抗滑桩原设计长度为15米，桩基埋入承台深度为4.5米，桩基另侧采用万能杆件支撑（见附后图）。由于承台基坑开挖较深，在承台施工时万能杆件横向支撑干扰较大，给施工带来很大的不便。为此提出抗滑桩防护修改方案：1、取消万能杆件横向支撑；2、加大抗滑桩入土埋置深度，由4.5米增至9米，总桩长增至19米；3、在桩顶部设1.2m×0.8m系梁连接所有抗滑桩，加强桩顶部的整体稳定性。具体验算如下：

一、桩长及桩身最大弯矩计算

开挖深度10米，桩下土层为新黄土和圆砾土，土的内摩擦角取35°，土的重度γ=18KN/m3，无地下水，采用人工挖孔灌注桩支护。取1米为计算单元，计算桩入土深度及最大弯矩。

顶部车辆荷载P=10KN/m2。

1、桩的入土深度

14

.06224.0696.64)(67.63

2

/77.284283

.1083.010837

.0)(49

.51271.010271.0181069

.3)2

45(271

.0)2

45(/191056

.0101856.018

10

3

2'223

''

'==

===-====⨯⨯+⨯⨯⨯==+=+==-=

=⨯+⨯⨯=⨯+⨯⨯==+==-==+⨯=+⨯===

=

∑∑∑l K E n l K E m r K K K m

h m KN K P h K h l E h l r

K K e K P K h e tg K tg K m KN h h h m P

h P P a

a P γγαγααααααααγμμγϕ

ϕ

γγγ

由m ，n 值查图（布氏理论曲线）得：62.0=ω

m x t m l x 89.82.171.662.083.10=+==⨯==μω

故挖孔桩总长为10＋8.89=18.9m （按19m 施工） 2、桩的最大弯矩计算

∑∑•=-=---+==-=

m KN x K K x l E M m

K K E x m

P m P m 8.174607.28185.20276

)()(96.2'

)(23

'max

γαγαα

设桩中心距按1.5米布置

则每根桩最大弯矩为1746.8×1.5=2620KNm 最大弯矩在承台底2.96m 处。 二、桩身配筋验算：

桩直径取1.25m ，钢筋净保护层厚度取5.5cm ；纵向钢筋20根，直径20mm ，fy=310N/mm2；桩身混凝土C30，fcm=16.5N/mm2；

可）

矩为则桩身能承受的最大弯(][0.26208.5003)sin sin (sin 32][:6411.0225.13044.0625.05.0)75.01(75.010962

.0max max max 33max 2M M M m KN A f f M b b b A

f A f b t

s s y cm t cm s y >=•=++=

=-==--+-+===

π

παππαγπαγααα

三、挠度、变形计算

（一）按挠度基本公式简单计算主动土压力作用下桩顶挠度 C30混凝土的有关参数：Eh=3.0×10^4MPa

4

4

0598.02

64m d Ih =⨯=

π(假设桩身半截面承压)

钢筋的有关参数：Eg=2.0×10^5MPa

4

440265.04

]

)'()'[(m x r x r Ig =--+=

π

X=0.006m

I0=Ig+Ih=0.0863m4

桩的抗弯刚度取0.8Eh*I0=2071546875N*m2

桩间距按1.5米计，主动土压力简化为直角三角形得：

承台底面以上桩荷载图式如下：

力为50KN，计算得桩顶挠度为1.9cm，最大弯矩为－2060KN·m；

3、其他条件相同，顶部系梁水平力为100KN，计算得桩顶挠度为0.9cm，最大弯矩为－1540KN·m；

（二）承台底土压缩变形计算：

忽略承台底以下的桩变形、主动土压力及承台底0.84m范围内的被动土压力，承台底以下的被动土压力简化为对顶的两个三角形，假定土的变形与土压力成正比例关系。计算图式如下(1.5m宽)：

由∑∑==00E M ，

得(E 为土压力)： Ep1=259.13/1.5=172.75KN/m Ep2=168.72/1.5 =112.48 KN/m 由无粘性土被动土压力计算公式：

m H K H p 28.275.1722

1

2=⇒=γ

2.28<2.96（可）

根据上面假定，以顶部土压力计算土的压缩变形：

因桩整排布置，不计土压力水平扩散角，只计向下的扩散角。 土的分层厚度取0.4×1.25＝0.5m ，计算深度取3米 黄土的压缩木量取10MPa ，沉降经验系数取0.2

则承台底以下0.84m 处的压缩变形为：

m h si

i

m S i s E 005.010

1010627.845.02.06

3

10

1

＝⨯⨯⨯⨯⨯=∑

=σ

根据前面图式，桩绕底部以上3.17m 发生转动 得桩顶位移为：0.016m ，

则桩顶总位移为4.5cm~2.5cm 。为了减小桩顶位移，必须增大系梁水平方向的惯性矩（加大系梁宽度）。

（三）桩顶系梁位移计算：

因为桩顶采用系梁连接，桩在承台两侧基本堆成布置，假设系梁在角点刚结，不发生位移，采用变形控制检算受力大小，不计钢筋对变形的影响。

系梁采用C30混凝土，Eh=3.0×10^4MPa 截面尺寸取宽1.2m ，高0.8m 。 0.8EI/2=13824×10^5 N*m2

5米长系梁端部水平位移控制在1cm 内。 计算图式如下： 假定荷载图：

结果弯矩图：