(完整版)滑坡抗滑桩设计计算
(完整版)抗滑桩计算
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,423.0010/c E N mm =⨯。
桩的截面惯性矩3341.5 2.011212bh I m ⨯===。
桩的钢筋混凝土弹性模量770.80.8 3.0010 2.4010c E E KPa ==⨯⨯=⨯。
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 4.165765.02.49725.01=⨯=⨯=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 3128.01104.24.52107.24417541<=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=EI B k p H βp K =2(45)2otg ϕ+=215.4(45)2otg ο+=1.662211112h 20.5 6.0 1.6628.816748.75/22p p E h K c kN m =γ+=⨯⨯⨯+⨯=(3)桩身内力计算 ①剪力221p A y 2.7752675.7484.16572)E -(P Q =⨯-=⨯⨯=y y y h ②弯矩23A 75.72y 25.2433y 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 6.36.927258.54512369.272528.54513623232A A 2A A 20=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=++=h Q M h Q M h y ②桩的转角()()rad Ah B h Q M p 00112.06107.25.269.27258.5451262635322A A =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∆ϕ③桩侧应力()()()()2550y 112.8y 10064.108800112.0y .6310107.2y y y y my A -+=⨯-+⨯=∆-+=∆ϕδ④最大侧应力位置 令0yd dyσ=,则 100.8224y 0-= y =0.45m⑤剪力()()y y y m B y y y A B Q p p A 2361221Q 020y -∆--∆-=ϕϕ ()y y -⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=6.3200112.0107.25.2219.27255 ()y y 26.3200112.0105.26125-⨯⨯⨯⨯⨯- 9.27256.27214.9312632+-+-=y y y 0=yy d dQ ,则06.27212524.932=--y ym y 6.3=⑥弯矩()()[]y y my y y A y B y Q M p A A y -+-∆-+=002232121.M ϕ ()()[]y y y y y -⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯⨯-+=6.32106.3310.72200112.05.2121.82725.85451552 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()KN y Q -4347.15 -4198.90 -3561.73 -2357.10 -514.97 2034.70()m y 00.511.522.53()m KN .M y5451.80 6470.91 6798.93 6456.86 5500.68 4021.38 2144.93()m y 3.6 4 4.5 5 5.5 6 ()m KN .M y32.31-2120.52-4082.59-5587.95-6335.64-5989.72根据桩的应力和内力的计算结果,绘出桩的受力图,如下所示:图4-2桩侧应力图图4-3 桩身剪力图图4-4 桩身弯矩图(5)桩侧应力复核比较完整的岩质、半岩质地层桩身对围岩的侧压应力max σ(a kP )应符合下列条件:max 120K K σ≤⋅⋅´´R 式中 1K ´——折减系数,根据岩层产状的倾角大小,取0.5~1.0;2K ´——折减系数,根据岩层破碎和软化程度,取0.3~0.5; 0R ——岩石单轴抗压极限强度,a kP由式得,a a kP kP 25.41281085.1635.07.064.10883=⨯⨯⨯<满足要求(6)桩的结构设计 ①基本指标 混凝土C 25:C25混凝土的轴心抗压强度设计值为211.9/c f N mm =,轴心抗拉强度设计值21.27/t f N mm =。
抗滑桩计算excel(刚性桩—M法)
Qy(kN)
3720.00 2990.19 2098.41 679.22
42.00 -1016.12 -2023.15 -2925.85 -3670.95 -4205.19 -4475.31 -4428.05 -4010.15 -3168.35
0.00
My(kN·m)
11957.14 13642.55 14920.34 15900.67 16009.02 15764.47 15001.42 13758.71 12101.83 10122.90 7940.66 5700.49 3574.38 1760.98
m(kPa/m2)
1320
700
40000
1508.037278
35000
滑面上半年岩土的内摩擦
滑面下岩土的容重 滑面下岩土的内摩擦角 滑面上岩土的容重
角
滑面下岩土的粘聚力
γ1(kN/m3)
φ1(度)
γ2(kN/m3)
φ2(度)
c(KPa)
23.2
38
23.2
15.9
25.2
抗弯刚度
计算宽度
变形系数
0.00
(4)桩侧应力零点、最大负剪力点(通过试算求得)
计算位置 y0=
cy(m)
5.183859822
0
(5)零剪力点、最大弯矩点(通过试算求得)
jy(rad) 0.002028979
sy(KPa/m) 0
Qy(kN) -4497.65
My(kN·m) 7115.10
计算位置 yM= 2.0584
60562928571
3.1395E+11
y0=
5.183859822
由边界条件及 已滑面处内力有:
(完整版)抗滑桩设计与计算
其中,α=
αh2—桩的计算深度(m);
mH—水平方向地基系数随深度而变形的比例系数(KN/m4),其余符号同前。
四.根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位(位移),内力及侧壁应力等,并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。
矩形桩:Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1
圆形桩:Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1)
③根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸,计算桩的变形系数(α或β)及其计算深度(αh或βh),据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。
桩的截面形状应从经济合理及施工方便可虑。目前多用矩形桩,边长2~3m,以1.5×2.0m及2.0×3.0m两种尺寸的截面较为常见。
2比较完整的岩质、半岩质地层
桩身对围岩的侧向压应力σmax(kPa)应符合下列条件:
σmax≤K1/. K2/.R0
式中,K1/—折减系数,根据岩层产状的倾角大小,取0.5~1.0;
K2/—折减系数,根据岩层的破碎和软化程度,取0.3~0.5;
R0—岩石单轴极限抗压强度,(kPa)。
2桩底支承条件
抗滑桩的顶端,一般为自由支承;而底端,由于锚固深度不同,可以分为自由支承、铰支承和固定支承三种,通常采用前两种。
抗滑桩设计的步骤
1抗滑桩设计计算步骤
一.首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度,分析滑坡的稳定状态和发展趋势。
二.根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标,计算滑坡推力。
三.根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。
①根据滑坡推力大小、地形及地层性质,拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。
抗滑桩计算
抗滑动桩验算计算项目:平昌东站后侧滑坡PX1------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:桩总长: 19.000(m)嵌入深度: 7.000(m)截面形状: 方桩桩宽: 1.200(m)桩高: 1.800(m)桩间距: 5.000(m)嵌入段土层数: 1桩底支承条件: 铰接计算方法: K法土层序号土层厚(m) 重度(kN/m3) 内摩擦角(度) 土摩阻力(kPa) K(MN/m3) 被动土压力调整系数1 50.000 24.500 37.00 500.00 80.000 1.000桩前滑动土层厚: 0.000(m)锚杆(索)参数:锚杆道数: 0锚杆号锚杆类型竖向间距水平刚度入射角锚固体水平预加筋浆强度( m ) ( MN/m ) ( 度 ) 直径(mm) 力(kN) fb(kPa)物理参数:桩混凝土强度等级: C35桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)桩纵筋级别: HRB400桩箍筋级别: HPB300桩箍筋间距: 200(mm)场地环境: 一般地区墙后填土内摩擦角: 28.000(度)墙背与墙后填土摩擦角: 14.000(度)墙后填土容重: 22.000(kN/m3)横坡角以上填土的土摩阻力(kPa): 20.00横坡角以下填土的土摩阻力(kPa): 270.00坡线与滑坡推力:坡面线段数: 7折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)1 12.974 5.1332 3.000 0.0003 25.000 10.0004 0.000 1.5005 9.500 0.0006 0.000 -1.5007 50.000 0.000地面横坡角度: 6.000(度)墙顶标高: 0.000(m)参数名称参数值推力分布类型矩形桩后剩余下滑力水平分力 0.000(kN/m)桩前剩余抗滑力水平分力 0.000(kN/m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)注意:内力计算时,滑坡推力、库仑土压力分项(安全)系数 = 1.200===================================================================== 第 1 种情况: 滑坡推力作用情况[桩身所受推力计算]假定荷载矩形分布:桩后: 上部=0.000(kN/m) 下部=0.000(kN/m)桩前: 上部=0.000(kN/m) 下部=0.000(kN/m)桩前分布长度=0.000(m)(一) 桩身内力计算计算方法: K 法背侧--为挡土侧;面侧--为非挡土侧。
抗滑桩方案(完整版)
抗滑桩方案(完整版)目录K179+465~+510左侧边坡抗滑桩工程施工方案第一章编制依据(1)K179+490左侧边坡治理工程设计图。
(2)国家和交通部的适用于本工程的设计施工规范、质量检验与验收标准等。
(3)施工现场实际情况及调研结果,施工时间的选择。
(4)现有的施工技术水平、施工管理水平和机械设备配备能力。
第二章工程概况1、设计概况ZK179+490左侧边坡位于十堰市竹山县宝丰镇境内。
此段为公路左侧为一路堑边坡,起始桩号ZK179+430~+510,沿路线方向长约80m,边坡后缘与剪出口高差约40m,ZK179+510为下坝隧道进口。
目前边坡表面变形情况显著,二级坡坡面出现垮塌,并出现多条贯穿的横向裂缝,次生裂缝若干,边坡直接威胁到下方的高速公路施工安全。
边坡区内交通条件便利,施工便道直通本工点,施工进场、材料运输条件比较便利。
采用抗滑桩进行支挡,并结合相应的排水措施一级边坡坡面防护维持原设计方案,采用浆砌拱型骨架护坡防护,一级坡坡率为1:1;二级坡坡率为1:1.25,二级边坡坡面维持原设计,采用浆砌拱型骨架护坡防护,并在二级坡上部布置抗滑桩。
桩板墙:在ZK179+465~+510左侧边坡中部布置钢筋混凝土抗滑桩,共12根,以抵抗边坡体的剩余下滑推力。
抗滑桩为1.6m×2.4m、桩间距为5m,桩长20~24m,桩身采用C30砼浇注,并在桩与桩之间放置2米高的挡土板,防止土体从桩间剪出;桩顶标高以地面实际标高为准。
根据开挖和钻探的实际情况,下部岩土体为强~中风化板岩,工程地质条件较差,因此锚固段为整个桩长的1/3~1/2。
地表、地下排水措施:边坡边界外设置截排水沟,截水沟位置可根据现场情况调整。
一级坡体设置坡体深孔排水管二排,以排除坡体内部积水。
2、工程地质概况2.1 地形地貌该区属构造剥蚀侵蚀低山地貌,海拔高程一般约为425.0~534.0 m,在建边坡从山体坡脚经过,经过区域地表地形整体波状起伏较大。
边坡防护之抗滑桩类型、设计及计算
边坡防护之抗滑桩类型、设计及计算边坡防护之抗滑桩类型、设计及计算⼀、概述抗滑桩是将桩插⼊滑⾯以下的稳固地层内,利⽤稳定地层岩⼟的锚固作⽤以平衡滑坡推⼒,从⽽稳定滑坡的⼀种结构物。
除边坡加固及滑坡治理⼯程外,抗滑桩还可⽤于桥台、隧道等加固⼯程。
抗滑桩具有以下优点:(1) 抗滑能⼒强,⽀挡效果好;(2) 对滑体稳定性扰动⼩,施⼯安全;(3) 设桩位置灵活;(4) 能及时增加滑体抗滑⼒,确保滑体的稳定;(5) 预防滑坡可先做桩后开挖,防⽌滑坡发⽣;(6)桩坑可作为勘探井,验证滑⾯位置和滑动⽅向,以便调整设计,使其更符合⼯程实际。
⼆、抗滑桩类型实际⼯程应⽤中,应根据滑坡类型及规模、地质条件、滑床岩⼟性质、施⼯条件和⼯期要求等因素具体选择适宜的桩型。
三、抗滑桩破坏形式总体⽽⾔,抗滑桩破坏形式主要包括:(1)抗滑桩间距过⼤、滑体含⽔量⾼并呈流塑状,滑动⼟体从桩间挤出;(2) 抗滑桩抗剪能⼒不⾜,桩⾝在滑⾯处被剪断;(3) 抗滑桩抗弯能⼒不⾜,桩⾝在最⼤弯矩处被拉断;(4) 抗滑桩锚固深度及锚固⼒不⾜,桩被推倒;(5)抗滑桩桩前滑⾯以下岩⼟体软弱,抗⼒不⾜,产⽣较⼤塑性变形,使桩体位移过⼤⽽超过允许范围;(6)抗滑桩超出滑⾯的⾼度不⾜或桩位选择不合理,桩虽有⾜够强度,但滑坡从桩顶以上剪出。
对于流塑性地层,滑体介质与抗滑桩的摩阻⼒低,⼟体易从桩间挤出。
此时,可在桩间设置连接板或联系梁,或采⽤⼩间距、⼩截⾯的抗滑桩,因流塑体的⾃稳性差,当地下⽔丰富时,开挖截⾯过⼤的抗滑桩易造成坍塌,对处于滑移状态的边坡,还可能会加速边坡的滑移速度,甚⾄造成边坡失稳。
四、抗滑桩设计01基本要求抗滑桩是⼀种被动抗滑结构,只有当边坡产⽣⼀定的变形后,才能充分发挥作⽤。
因此,抗滑桩宜⽤于潜在滑⾯明确、对变形控制要求不⾼的⼟质边坡、⼟⽯混合边坡和碎裂状、散体结构的岩质边坡。
抗滑桩宜布置在滑体下部且滑⾯较平缓的地段;当滑⾯长、滑坡推⼒⼤时,可与其它加固措施配合使⽤,或可沿滑动⽅向布置多排抗滑桩,多排抗滑桩宜按梅花型布置。
抗滑桩计算
5.3.2.3A型抗滑桩设计计算图5-1 A型桩尺寸示意图1、判别抗滑桩的类型当βh2≤1.0时,抗滑桩属刚性桩;当βh2>1.0时,抗滑桩属弹性桩。
其中:h2为锚固段长度;β为桩的变形系数,以m-1计,可按下式计算:414k⎪⎪⎭⎫⎝⎛=EIBpβ式中:k——地基系数(kN/m3)。
Bp——桩的正面计算宽度(m),Bp=b+1E——桩的弹性模量(kPa);I——桩截面惯性矩(m4):I=ba3÷12抗滑桩的截面尺寸为1.2×1.5,长得计算宽度为Bp=1.2+1=2.2m。
桩的截面惯性矩I=ba3÷12=1.2×1.53÷12=0.3375(m4)桩的变形系数0.08813375.0108.242.2101.044175=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=β0.10.3240.088142<=⨯=hβ,故按刚性桩计算。
2、外力计算(1)每根桩上承受的滑坡推力:E T=E n×S=330.76×4=1203.04kN(2)桩前抗力计算:由于抗滑桩设置在滑坡前缘处,桩前没有土体处于悬臂状态,所以桩前不考虑抗力。
3、受荷段内力计算(见表5-7)假定滑坡推力和桩前抗力都是三角形分布:m kN h E q b T/601.525.01==∆ m kN h E q b R/05.01'==∆ 剪力:221'75.192)(y y h q b q b Q y =∆-∆=弯矩:325.063y yQ M yy == 滑面处的剪力Q 0=1522.60kN ,滑面处弯矩M 0=2283.59kN·m表5-7 桩身受荷段内力表4、锚固段内力计算(1)确定转动中心的位置y 0:采用k 法,有: []202000h 2h 3)23(h ++=h h y计算得: y 0=2.3810(m),距桩顶6.8810(m ) (2)桩的转角 :[]202h -2y K 2Hh B p =ϕ代入相关参数:)(250200.0rad =ϕ(3)桩各点侧应力:φσ∆-+=))((02y y my A y250200.0)381.2(101043⨯-⨯=y y σ)(y -2.381260.2080=y σ(4)桩身各点剪力:2020)(K 21K 21y y B y B H Q p p y -∆+∆-=φφ 最大剪力位置:0Q =dyd y ,则y=2.3810,距桩顶6.8810,即转动中心处剪力最大。
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)(67.632/77.284283.1083.010837.0)(49.51271.010271.0181069.3)245(271.0)245(/191056.0101856.0181032'223'''=====-====⨯⨯+⨯⨯⨯==+=+==-==⨯+⨯⨯=⨯+⨯⨯==+==-==+⨯=+⨯====∑∑∑l K E n l K E m r K K K mh m KN K P h K h l E h l rK K e K P K h e tg K tg K m KN h h h m Ph P P aa P γγαγααααααααγμμγϕϕγγγ由m ,n 值查图(布氏理论曲线)得:62.0=ωm 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 mK K E x mP m P m 8.174607.28185.20276)()(96.2')(23'maxγαγαα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。
7边坡与地质灾害防治工程-抗滑桩结构设计算例
算例1:抗滑桩结构设计已知抗滑桩受荷段H 1=10.0m ,滑坡推力E=1176.8kN/m ,桩间距L=5m 。
桩前滑坡推力分布图形为矩形,桩截面m m a b 32 为矩形。
抗滑桩内力计算结果见图1,采用C30混凝土,纵向受力钢筋选用HRB400级(III 级),箍筋选用HPB335级(Ⅱ级),试对其进行桩身结构设计。
图1抗滑桩计算结果步骤一、根据设计弯矩计算纵向受力钢筋抗滑桩桩总长20m ,计算可按两个控制界面考虑配筋。
控制截面Ⅰ-Ⅰ取桩身最大弯矩截面,控制截面Ⅱ-Ⅱ取地面下7m 深处截面。
若结构重要性系数取1.0,则控制截面Ⅰ-Ⅰ处的设计弯矩为37081kN.m ,Ⅱ-Ⅱ截面设计弯矩为15058kN.m 。
混凝土保护层厚度取80mm ,若为单排布筋,则桩截面有效高度h 0≈2800mm 。
计算Ⅰ-Ⅰ截面受力钢筋截面积:® 混凝土受压区高度8294000068978332.8328600488()c x mm ® Ⅰ-Ⅰ截面受力钢筋截面积620370811046537.4()488()300(290022s y M A mm x f h ® 若按简化方法计算所需受力钢筋截面积620370811047357.6()0.90.93002900s y M A mm f h 简化计算结果大于按混凝土结构梁承载力计算结果,但两种计算方法相差约3%左右,可接受。
选60根32实有A s =48252mm 2,满足要求。
可采取3根一束布置于受拉侧,考虑对钢筋净距要求,实际布置为两排,每排10束。
计算Ⅱ-Ⅱ截面受力钢筋截面积:® 混凝土受压区高度187.622()188()c x mm mm ® Ⅱ-Ⅱ截面受力钢筋截面积620150*********.9()188()300(290022s y M A mm x f h ® 若按简化方法计算所需受力钢筋截面积620150581019231.16()0.90.93002900s y M A mm f h 简化计算结果大于按梁受弯承载力计算结果,偏安全。
(完整版)抗滑桩设计计算书
目录1 工程概况2 计算依据3 滑坡稳定性分析及推力计算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 稳定性评价4 抗滑结构计算5 工程量计算一、工程概况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侧约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720.846m~741.70m.设计起止路面高程为724.608m~729.148m.K96+080-K96+100为填方.最大填方为4.65m.最小填方为1.133m。
二、计算依据1.《重庆市地质灾害防治工程设计规范》(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.《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB 50086-2001);8.《公路路基设计规范》(JTG D30—2004);9. 相关教材、专著及手册。
三、滑坡稳定性分析及推力计算3.1 计算参数3.1.1 物理力学指标:天然工况:γ1=20.7kN/m3.φ1=18.6°.C1=36kPa饱和工况:γ2=21.3kN/m3.φ2=15.5°.C2=29kPa3.1.2 岩、土物理力学性质该段土层主要为第四系残破积碎石土.场地内均有分布.无法采取样品测试.采取弱风化泥做物理力学性质测试成果: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/cm3,比重2.724.空隙度8.25%.属软化岩石.软质岩石。
(完整版)抗滑桩计算
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,423.0010/c E N mm =⨯。
桩的截面惯性矩3341.5 2.011212bh I m ⨯===。
桩的钢筋混凝土弹性模量770.80.8 3.0010 2.4010c E E KPa ==⨯⨯=⨯。
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 4.165765.02.49725.01=⨯=⨯=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 3128.01104.24.52107.24417541<=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=EI B k p H βp K =2(45)2otg ϕ+=215.4(45)2otg ο+=1.662211112h 20.5 6.0 1.6628.816748.75/22p p E h K c kN m =γ+=⨯⨯⨯+⨯=(3)桩身内力计算 ①剪力221p A y 2.7752675.7484.16572)E -(P Q =⨯-=⨯⨯=y y y h ②弯矩23A 75.72y 25.2433y 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 6.36.927258.54512369.272528.54513623232A A 2A A 20=⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=++=h Q M h Q M h y ②桩的转角()()rad Ah B h Q M p 00112.06107.25.269.27258.5451262635322A A =⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=+=∆ϕ③桩侧应力()()()()2550y 112.8y 10064.108800112.0y .6310107.2y y y y my A -+=⨯-+⨯=∆-+=∆ϕδ④最大侧应力位置 令0yd dyσ=,则 100.8224y 0-= y =0.45m⑤剪力()()y y y m B y y y A B Q p p A 2361221Q 020y -∆--∆-=ϕϕ ()y y -⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯-=6.3200112.0107.25.2219.27255 ()y y 26.3200112.0105.26125-⨯⨯⨯⨯⨯- 9.27256.27214.9312632+-+-=y y y 0=yy d dQ ,则06.27212524.932=--y ym y 6.3=⑥弯矩()()[]y y my y y A y B y Q M p A A y -+-∆-+=002232121.M ϕ ()()[]y y y y y -⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯⨯-+=6.32106.3310.72200112.05.2121.82725.85451552 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()KN y Q -4347.15 -4198.90 -3561.73 -2357.10 -514.97 2034.70()m y 00.511.522.53()m KN .M y5451.80 6470.91 6798.93 6456.86 5500.68 4021.38 2144.93()m y 3.6 4 4.5 5 5.5 6 ()m KN .M y32.31-2120.52-4082.59-5587.95-6335.64-5989.72根据桩的应力和内力的计算结果,绘出桩的受力图,如下所示:图4-2桩侧应力图图4-3 桩身剪力图图4-4 桩身弯矩图(5)桩侧应力复核比较完整的岩质、半岩质地层桩身对围岩的侧压应力max σ(a kP )应符合下列条件:max 120K K σ≤⋅⋅´´R 式中 1K ´——折减系数,根据岩层产状的倾角大小,取0.5~1.0;2K ´——折减系数,根据岩层破碎和软化程度,取0.3~0.5; 0R ——岩石单轴抗压极限强度,a kP由式得,a a kP kP 25.41281085.1635.07.064.10883=⨯⨯⨯<满足要求(6)桩的结构设计 ①基本指标 混凝土C 25:C25混凝土的轴心抗压强度设计值为211.9/c f N mm =,轴心抗拉强度设计值21.27/t f N mm =。
(完整版)滑坡抗滑桩设计计算
抗滑桩设计一:设计题目某高速公路 K15+620~K15+880 滑坡处治设计。
二:设计资料1:概述某高速公路K15+620~K15+880位于崩坡积块石土斜坡前缘,原设计为路堑墙支挡块石土,泥岩已护面墙防护。
开挖揭露地质情况与设计差异较大,在坡题前缘全断面开挖临空后,受预计暴雨作用块石土形成牵引式滑坡。
滑坡发生后,对该滑坡进行施工图勘测,并结合工程地质勘测报告,对该滑坡提出处置的方案。
K15+620~K15+880滑坡采用“清方+支档+截排水”综合处理,滑坡处治平面布置图见附图1,要求对抗滑桩进行设计。
2:工程地质条件该高速公路 K15+620~K15+880 滑坡区位于条状低山斜坡中上部,沿该段公路左侧展布,前缘高程304m 左右,后缘高程355m 左右,地形坡角约30 度。
滑体纵向长约105 米,宽200~300 米,滑体厚度8~20 米,面积接近1.5×104m2,体积约15×104m3。
主滑动方向202°,属于大型牵引式块石土滑坡。
通过地质测绘及钻探揭露,滑体物质主要由崩坡积块石土(Q4c+dl)组成。
块石土呈紫红、灰褐等色,稍湿~湿,松散~稍密,成份主要为砂岩、少量粉砂质泥岩,多为中等风化,棱角状,粒径20cm~50cm,约占60%,次为小块石,约占10%,其间由紫红色低液限粘土充填.在滑体后部相对较薄,厚5~8m;在滑体中部、前端分布较厚,厚9~24m.滑动带(面)多为块石土与基岩的接触带,滑带厚0.2~0。
6m 左右,滑带土中小块石含量较低(〈5%),低液限粘土湿、可塑~软塑,有搓揉现象,见镜面、擦痕等.滑床物质主要为侏罗系沙溪庙组泥岩、砂岩。
泥岩多为紫红色,主要由粘土矿物组成,砂质含量不均,局部富集,泥质结构、厚层状构造;砂岩多为灰白色,主要由长石、石英、云母等矿物组成,泥、钙质胶结,细粒结构,厚层状构造。
岩层产状265º~290º∠15º~28º,基岩顶面的产状近似于岩层产状。
抗滑桩计算(刚性桩M法)
jy(rad) 0.002028979
sy(KPa)
420.7176109 546.448433 636.6721308 703.3333391 710.5981538 694.3004789 642.4956798 555.1837564 432.3647088 274.0385369 80.20524081 -149.1351795 -413.9827241 -714.337393 -1421.568103
Qy(kN)
3720.00 2990.19 2098.41 679.22
42.00 -1016.12 -2023.15 -2925.85 -3670.95 -4205.19 -4475.31 -4428.05 -4010.15 -3168.35
0.00
My(kN·m)
11957.14 13642.55 14920.34 15900.67 16009.02 15764.47 15001.42 13758.71 12101.83 10122.90 7940.66 5700.49 3574.38 1760.98
m(kPa/m2)
1320
700
40000
1508.037278
35000
滑面上半年岩土的内摩擦
滑面下岩土的容重 滑面下岩土的内摩擦角 滑面上岩土的容重
角
滑面下岩土的粘聚力
γ1(kN/m3)
φ1(度)
γ2(kN/m3)
φ2(度)
c(KPa)
23.2
38
23.2
15.9
25.2
抗弯刚度
计算宽度
变形系数
2.4
16008
合力至边缘距离
a0(m)
0.2 (3)纵向受力钢筋配置
抗滑桩计算书
抗滑桩计算书一、引言抗滑桩是指为了增加桩基与土壤之间的摩擦阻力而采取的一种措施。
它在土壤较松散或地基承载力较低的情况下,能够有效地提高桩基的抗滑性能,确保工程的安全稳定。
本文将详细介绍抗滑桩的计算方法。
二、抗滑桩计算方法1. 确定土壤参数在进行抗滑桩计算之前,首先需要获取相关的土壤参数。
包括土壤的内摩擦角、容重、黏聚力等。
这些参数可以通过现场勘探或室内试验获得。
2. 计算桩基侧阻力桩基侧阻力是抗滑桩的关键参数,可以通过以下公式计算得到:R = (α × β × c + σ × tanφ) × Ap其中,R为桩基侧阻力,α为侧阻力系数,β为土壤侧阻力分担系数,c为土壤黏聚力,σ为土壤有效应力,φ为土壤内摩擦角,Ap 为桩身周边面积。
3. 计算桩基端阻力桩基端阻力主要由桩尖端的摩擦力和端面摩擦力组成。
可通过以下公式计算得到:Qb = (α × β × c + σ × tanφ) × Ap其中,Qb为桩基端阻力。
4. 计算抗滑桩的抗滑安全系数抗滑安全系数是评价抗滑桩抗滑性能的重要指标。
可以通过以下公式计算得到:FS = (Qs + Qb) / R其中,FS为抗滑安全系数,Qs为水平荷载作用下的桩基摩阻力。
5. 判断抗滑桩的安全性当抗滑安全系数FS大于等于1时,表示抗滑桩的抗滑性能满足设计要求,工程可以继续进行;当FS小于1时,表示抗滑桩的抗滑性能不足,需要采取进一步的加固措施。
三、抗滑桩计算实例为了更好地理解抗滑桩的计算方法,下面以一个实际工程为例进行说明。
假设某工程的土壤参数如下:内摩擦角φ = 30°土壤容重γ = 18 kN/m³土壤黏聚力c = 20 kPa桩身周边面积Ap = 0.5 m²桩基水平荷载Qs = 100 kN根据给定的土壤参数,可以计算出桩基侧阻力和桩基端阻力:R = (α × β × c + σ × tanφ) × ApQb = (α × β × c + σ × tanφ) × Ap然后,计算抗滑安全系数:FS = (Qs + Qb) / R判断抗滑桩的安全性:如果FS大于等于1,则抗滑桩的抗滑性能满足设计要求;如果FS 小于1,则需要采取进一步的加固措施。
抗滑桩计算书
抗滑桩设计计算书设计资料:物理力学指标: 滑体:γ1=19 kN/m 3,φ1=40°,C 1=0 kPa滑床:γ2=20.6 kN/m 3,φ2=42.3°,C 2=0 kPa根据岩性及地层情况,滑面处的地基系数采用A =300000 kN/m 3,滑床土的地基系数随深度变化的比例系数采用m =80000 kN/m 4,桩附近的滑体厚度为6m ,该处的滑坡推力E =410.00835 kN/m ,桩前剩余抗滑力E'=0 kN/m 。
抗滑桩采用C20钢筋混凝土,其弹性模量E h =28e6 kPa ,桩断面为b×a =1m×1.5m 的矩形,截面S =1.5m 2,截面模量216W ba ==.375m 3,截面对桩中心惯性矩3112I ba ==.28125m 4,相对刚度系数EI =0.85E h ·I =6693750m 2,桩的中心距l =5m ,桩的计算宽度B p =b +1=2m ,桩的埋深h =4m 。
一、采用m 法计算桩身的内力 (1)计算桩的刚度 桩的变形系数5p m B EIα==0.473903699380272m -1桩的换算深度α·h =1.89561479752109<2.5,故按刚性桩计算。
(2)计算外力每根桩承受的水平推力T =410.00835×5=2050.04175kN 每根桩前的剩余抗滑力P =0×5=0kN 桩前被动土压力21111tan 4522p E h ϕγ⎛⎫=︒+= ⎪⎝⎭733.421329758784kN/m 桩前被动土压力大于桩前剩余抗滑力,故桩前抗力按剩余抗滑力控制。
滑坡推力按三角形分布;桩前抗力按三角形分布,如图1。
滑面处的剪力Q 0=2050.04175-0=2050.04175 kN ,滑面处弯矩M 0=2050.04175×2-0×2=4100.0835 kN ·m 。
抗滑桩类型、设计及计算
抗滑桩类型、设计及计算一、概述抗滑桩是将桩插入滑面以下的稳固地层内,利用稳定地层岩土的锚固作用以平衡滑坡推力,从而稳定滑坡的一种结构物。
除边坡加固及滑坡治理工程外,抗滑桩还可用于桥台、隧道等加固工程。
抗滑桩具有以下优点:(1)抗滑能力强,支挡效果好;(2) 对滑体稳定性扰动小,施工安全;(3) 设桩位置灵活;(4) 能及时增加滑体抗滑力,确保滑体的稳定;(5) 预防滑坡可先做桩后开挖,防止滑坡发生;(6)桩坑可作为勘探井,验证滑面位置和滑动方向,以便调整设计,使其更符合工程实际。
二、抗滑桩类型实际工程应用中,应根据滑坡类型及规模、地质条件、滑床岩土性质、施工条件和工期要求等因素具体选择适宜的桩型。
三、抗滑桩破坏形式总体而言,抗滑桩破坏形式主要包括:(1)抗滑桩间距过大、滑体含水量高并呈流塑状,滑动土体从桩间挤出;(2) 抗滑桩抗剪能力不足,桩身在滑面处被剪断;(3) 抗滑桩抗弯能力不足,桩身在最大弯矩处被拉断;(4) 抗滑桩锚固深度及锚固力不足,桩被推倒;(5)抗滑桩桩前滑面以下岩土体软弱,抗力不足,产生较大塑性变形,使桩体位移过大而超过允许范围;(6)抗滑桩超出滑面的高度不足或桩位选择不合理,桩虽有足够强度,但滑坡从桩顶以上剪出。
对于流塑性地层,滑体介质与抗滑桩的摩阻力低,土体易从桩间挤出。
此时,可在桩间设置连接板或联系梁,或采用小间距、小截面的抗滑桩,因流塑体的自稳性差,当地下水丰富时,开挖截面过大的抗滑桩易造成坍塌,对处于滑移状态的边坡,还可能会加速边坡的滑移速度,甚至造成边坡失稳。
四、抗滑桩设计01基本要求抗滑桩是一种被动抗滑结构,只有当边坡产生一定的变形后,才能充分发挥作用。
因此,抗滑桩宜用于潜在滑面明确、对变形控制要求不高的土质边坡、土石混合边坡和碎裂状、散体结构的岩质边坡。
抗滑桩宜布置在滑体下部且滑面较平缓的地段;当滑面长、滑坡推力大时,可与其它加固措施配合使用,或可沿滑动方向布置多排抗滑桩,多排抗滑桩宜按梅花型布置。
抗滑桩计算实例
抗滑桩计算实例一、引言抗滑桩是一种用于抵抗土壤滑移力的结构,常用于土地开发、建筑基础和道路工程等领域。
本文将以一个实际案例为例,详细介绍抗滑桩的计算方法和设计原则。
二、案例描述某市规划了一个新的住宅区,土地地质条件复杂,存在滑坡风险。
为了确保住宅区的安全性,工程师决定使用抗滑桩来增加土体的稳定性。
该住宅区的土壤类型为黏土,坡度为30°,坡高为10米。
三、计算方法1. 确定桩的数量和间距:根据土壤的抗剪强度和坡度,可以计算出所需的桩的数量和间距。
一般来说,桩的间距越小,抗滑效果越好。
在本案例中,根据土壤的特性,工程师决定将桩的间距设为2米。
2. 计算桩的长度:桩的长度应足够穿透坡体并延伸到稳定的土层中。
为了确定桩的长度,需要考虑土壤的抗剪强度、坡度和桩的直径。
根据经验公式,桩的长度可以通过以下公式计算:L = (H * tanθ) / (γ * Nc * A)其中,L为桩的长度,H为坡高,θ为坡度,γ为土壤的单位重量,Nc为土壤的承载力系数,A为桩的横截面积。
3. 确定桩的直径:桩的直径应根据设计要求和施工条件来确定。
通常情况下,桩的直径与桩的长度成正比。
在本案例中,工程师决定使用直径为0.6米的桩。
4. 计算桩的承载力:桩的承载力是指桩能够承受的最大力。
为了保证桩的承载力满足设计要求,需要考虑土壤的抗剪强度、桩的直径和桩身的侧阻力。
根据经验公式,桩的承载力可以通过以下公式计算:Qc = (π * D * L * γ * Nq) / 4其中,Qc为桩的承载力,D为桩的直径,L为桩的长度,γ为土壤的单位重量,Nq为土壤的承载力系数。
四、设计原则1. 桩的数量和间距应根据土壤特性和工程要求来确定,以确保抗滑效果。
2. 桩的长度应足够穿透坡体并延伸到稳定的土层中,以提供足够的承载力。
3. 桩的直径应根据设计要求和施工条件来确定,以保证桩的承载力满足设计要求。
4. 桩的承载力应考虑土壤的抗剪强度、桩的直径和桩身的侧阻力,以确保桩的稳定性。
抗滑桩结构设计计算
采用土压力计算时考虑了桩前覆土产生的被动土压力
覆土重度(kN/m3): 19.000
覆土内摩擦角(度): 25.000
覆土粘聚力(kPa): 50.000
覆土被动土压力调整系数: 0.500
钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范GB 50010--2002》
注意:内力计算时,滑坡推力、库仑土压力分项(安全)系数 = 1.200
面侧纵筋 (mm2) 18769 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500 17500
0.000
5
2.000 29.680 -44.520 -68.69
0.000
6
2.500 57.969 -69.563 -66.94
0.000
7
3.000 100.170 -100.170 -65.20
0.000
8
3.500 159.066 -136.342 -63.45
0.000
9
4.000 237.440 -178.080 -61.71
坡线与滑坡推力: 坡面线段数: 2
折线序号 1 2
水平投影长(m) 31.000 17.000
竖向投影长(m) 11.000 15.000
地面横坡角度: 30.000(度) 墙顶标高: 0.000(m)
参数名称
参数值
(完整版)用下滑推力进行抗滑桩计算
规格
直径
根叔
单根长度(m)
每米重量(kg/m)
总重
HRB335
25
8
8.40
3.85
258.72
主受力钢筋
HRB335
25
16
5.50
3.85
338.8
主受力钢筋
HRB335
16
16
8.40
1.58
212.35
桩侧面钢筋
HRB335
18
4
8.40
2.00
67.2
桩前侧钢筋
HRB335
16
(m)
(kN-m)
(kN)
(mm)
1
0
0
0
5.957
2
0.5
3.1325
-18.7975
4.706
3
1.0
25.06-7Βιβλιοθήκη .193.4554
1.5
84.577
-169.1775
2.204
5
2
200.48
-300.76
0.953
6
2.5
391.5625
-469.9375
-0.298
7
3
676.62
-676.71
h0——抗滑桩截面有效高度(mm);
b——抗滑桩截面宽度(mm);
ASV——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积(mm),ASV=nASV1;
S——抗滑桩箍筋间距(mm);
K2——抗滑桩斜截面受剪强度设计安全系数,取1.3。
βc——混凝土强度影响系数,当混凝土强度等级不超过C50时,取βc =1.0;当混凝土强度等级为C80时,取βc =0.8,其间按线性内插法取用。
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抗滑桩设计一:设计题目某高速公路K15+620~K15+880 滑坡处治设计。
二:设计资料1:概述某高速公路K15+620~K15+880位于崩坡积块石土斜坡前缘,原设计为路堑墙支挡块石土,泥岩已护面墙防护。
开挖揭露地质情况与设计差异较大,在坡题前缘全断面开挖临空后,受预计暴雨作用块石土形成牵引式滑坡。
滑坡发生后,对该滑坡进行施工图勘测,并结合工程地质勘测报告,对该滑坡提出处置的方案。
K15+620~K15+880滑坡采用“清方+支档+截排水”综合处理,滑坡处治平面布置图见附图1,要求对抗滑桩进行设计。
2:工程地质条件该高速公路K15+620~K15+880 滑坡区位于条状低山斜坡中上部,沿该段公路左侧展布,前缘高程304m 左右,后缘高程355m 左右,地形坡角约30 度。
滑体纵向长约105 米,宽200~300 米,滑体厚度8~20 米,面积接近1.5×104m2,体积约15×104m3。
主滑动方向202°,属于大型牵引式块石土滑坡。
通过地质测绘及钻探揭露,滑体物质主要由崩坡积块石土(Q4c+dl)组成。
块石土呈紫红、灰褐等色,稍湿~湿,松散~稍密,成份主要为砂岩、少量粉砂质泥岩,多为中等风化,棱角状,粒径20cm~50cm,约占60%,次为小块石,约占10%,其间由紫红色低液限粘土充填。
在滑体后部相对较薄,厚5~8m;在滑体中部、前端分布较厚,厚9~24m。
滑动带(面)多为块石土与基岩的接触带,滑带厚0.2~0.6m 左右,滑带土中小块石含量较低(<5%),低液限粘土湿、可塑~软塑,有搓揉现象,见镜面、擦痕等。
滑床物质主要为侏罗系沙溪庙组泥岩、砂岩。
泥岩多为紫红色,主要由粘土矿物组成,砂质含量不均,局部富集,泥质结构、厚层状构造;砂岩多为灰白色,主要由长石、石英、云母等矿物组成,泥、钙质胶结,细粒结构,厚层状构造。
岩层产状265º~290º∠15º~28º,基岩顶面的产状近似于岩层产状。
岩体内见节理、裂隙发育,裂隙产状273º∠72º、210º∠65º。
该滑坡的变形迹象明显,包括拉张裂缝、滑塌、地裂缝等。
拉张裂缝主要沿后缘基岩陡壁的壁脚分布,分布高程一般在340~350m 左右,缝宽一般10~20cm,长度一般6~15m,一般无下错,可见深度30cm,延伸方向100º左右。
随着滑坡变形发展,该滑坡可分为I、II 级。
I 级滑坡主要位于路线左侧的第一级块石堆积坡体,为滑坡的主要推力来源。
该段滑体深厚,下滑变形强烈,裂缝密集,前缘溜塌、鼓出明显。
II 级滑坡位于整个滑坡的右后缘块石堆积坡体上,滑体厚度较小,变形不强烈,主要受一级牵引所致。
3.平面图及主要计算断面:见附图。
(由教师提供电子版的图,所需尺寸直接由图上量取)4.主要计算参数与数据根据地勘单位提供的室内试验值、推荐值,结合实测断面反算参数,确定计算参数及数据如下:设计采用滑面参数 C=20kPa Ф=10o 。
γ=22.5kN/m3 滑坡稳定安全系数 K=1.20设计计算书一、下滑力计算 C=20KPa ,︒=10ϕ3/5.22m kN =γ 滑坡安全系数k=1.20计算每延米滑块数据,所需数据由图上按比例尺量出。
由于抗滑桩设置在第四块末端,上图红线所示3-3处,结合上表计算克制,作用在桩上单位宽度的滑坡推力荷载即为=4E 2026.4kN/m 桩前剩余抗滑力取=+=65E E E R 1292.8KN/m二、抗滑桩的设计与计算 1、与桩有关的相关系数选定抗滑桩的桩间距为L=6m ,桩截面采用截面尺寸为2*3m 的矩形截面,桩长为16m ,采用C20混凝土,其弹性模量23/105.26m kN E h ⨯=,抗滑桩处滑面以上土厚m h 81=,滑面以下土厚m h 82=。
滑床和滑体的C=20KPa ,︒=10ϕ3/5.22m kN =γ。
2、作用在抗滑桩上的力(1)荷载计算● 作用在桩前的荷载(单位宽度上)42.1)245(tan 2=+=ϕp K被动土压力为mkN K ch K h E p p p /55.589142.11020242.1105.2221221222121=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=γ因此,被动土压力p E >桩前抗力m kN E R /8.1292=,故桩前土的抗力1292.8kN/m● 作用在单桩上的荷载抗滑桩间距L=6m ,设作用在桩上的水平推力及剩余抗滑力均按矩形分布,则有水平推力分布荷载m kN h L E h T q H H H /8.1519864.202611=⨯===剩余抗滑力分布荷载m kN h L E h T q R R R /6.969868.129211=⨯===故最终作用在单桩上的分布荷载m kN q q q R H /2.5506.9698.1519=-=-= 在滑面处,有 m kN qh M A /4.1760682.5502121221=⨯⨯==m kN qh Q A /6.440182.5501=⨯==3 滑体的地基系数(用m法)根据以上两个表确定画面处的地基系数K=A=64100kN/3m;锚固段土的地m基系数随着深度变化的系数才用m=33800kN/44 判断桩的刚度性质抗滑桩是面积为2*3的矩形桩,则1=2+1=3mB+=bPm已知m=33800kN/4m kN I E EI h /104.9532121105.268.08.0636⨯=⨯⨯⨯⨯⨯== 156525.0104.95333800-=⨯⨯==m EI mB P α 其计算深度5.22825.02<=⨯=h α,可按刚性桩计算。
5、锚固段的内力计算根据查表确定滑面处的弹性抗力系数K=A=64100kN/3m ① 计算ϕ及0y [][])32()2(32)43()32(222220A A A A A A A A M h Q mh M h Q A M h Q mh M h Q A h y ++++++=[][])4.17606386.44012(833800)4.17606286.44012(6410032)4.17606486.44013(833800)4.17606386.44012(6410028⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==4.73m[][]22223222)(6)32()2(312h m mh A A h B M h Q mh M h Q A P A A A A +++++=ϕ [][]223833800)83380064100(64100683)4.17606386.44012(833800)4.17606286.4401(64100312⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯==0.0018rad② 计算y y M Q 、、y σ0018.0)3380064100)(73.4())((0⨯+-=+-=y y my A y y y ϕσ28.604.1727.545y y -+=)23(61)2(21020y y y m B y y y A B Q Q P P A y ----=ϕϕ )273.43(0018.033800361)73.42(0018.0641003216.44012y y y y -⨯⨯⨯⨯⨯--⨯⨯⨯⨯⨯-= 328.606.2582.16376.4401y y y +--=)2(121)3(610302y y y m B y y y A B y Q M M P P A A y ----+=ϕϕ)73.42(0018.0338003121)73.43(0018.0641003616.44014.1760632y y y y y -⨯⨯⨯⨯⨯--⨯⨯⨯⨯⨯-+=4322.152.866.8186.44014.17606y y y y +--+=6、受荷段的内力计算抗滑桩受荷段2h =8m ,滑坡推力为=H E 2026.4kN/m 剩余抗滑力取=R E 1292.8KN/m ,桩间距L=6m 。
剪力 y y q q Q R H 2.550)(=-=弯矩 21.2752y yQ M =•=受荷段桩身内力表桩侧压应力曲线图桩身剪力图7、校核地基强度因为锚固层为风化破碎岩层,则桩的横向压应力应小于或等于地基的横向容许承载力。
地基y 点的横向容许承载力按下式计算:]20176.0)8(5.22[985.04]tan h y [cos 41max +⨯+⨯⨯=++≤y c ϕγϕσ)(三、桩侧应力复核桩身对地层的侧壁压应力max σ(t/2m )应符合下列条件]20176.0)8(5.22[985.04]tan h y [cos 41max +⨯+⨯⨯=++≤y c ϕγϕσ)()(21.21125.16kPa y +=假设下滑力不发生改变,将内摩擦角改为︒=35ϕ, ]207.0)8(5.22[819.04]tan h y [cos 41max +⨯+⨯⨯=++≤y c ϕγϕσ)( )(1.713110kPa y +=由以上两式可以列表如下则当︒=10ϕ时,桩侧压应力不合格,︒=35ϕ时合格,但当增大内摩擦角时,下滑力需重新计算。
为避免麻烦,暂不进行计算。
以︒=10ϕ且侧压力合格考虑进行下一步设计。
四、抗滑桩结构设计 1、 基本指标混凝土为C20:弯曲抗压强度设计值a 14w MP R =,轴心抗压设计强度2/6.9mm N f c =,轴心抗拉2/1.1mm N f t =受力钢筋采用Q335: 2/300mm N f y =箍筋为Q235:2/210mm N f y = 3、确定按混凝土构建考虑的范围因桩身弯矩变化大,且上端弯矩较小,故这部分可按混凝土构件考虑。
由TJ10-74“规范”第34条混凝土桩截面所能承受的弯矩为:m kN cm kg K ba R M L •=•=⨯⨯⨯=≤91.25222522911165.25.3300200135.322锚固段全长大于此值,自由段91.2522y 2.550212122≤⨯⨯==qy M ,y=3.03m 。
按混凝土构件考虑,不必配置钢筋。
4、根据设计弯矩计算纵向受力钢筋结构重要性系数0.10=γ,最大设计弯矩为m /kN 27.22776=MAX M ,混凝土保护层厚度取80mm ,m a s 1.0=,则桩截面有效高度0h =3-0.1=2.9m 。
取I-I 截面为承受最大设计弯矩截面,取II-II 截面处的弯矩为9903.6kN •m(1)计算纵向受拉钢筋面积计算I-I 处最大受弯截面受力钢筋截面积 有141.029*******.90.11027.2277626201=⨯⨯⨯⨯==h f a M c s α 有153.0211=--=s αξ有=⨯⨯⨯⨯===300290020006.9153.00.1010yb S f bh f bh A ξαρ283972mm钢筋采用截面面积为1017.92mm 的φ36钢筋,选30根,实有230537mm A S =满足要求。