滑坡治理抗滑桩设计

课程设计任务书

学生姓名：专业班级：土木

指导老师：工作单位：土木工程与建筑学院

题目：滑坡治理抗滑桩设计

初始条件：

本课程设计初始条件包括滑坡计算剖面图及条分图、滑坡岩土计算物理力学参数和滑坡目前的稳定性系数以及设计安全系数。具体详见指导老师所给的设计资料（附件1）。

要求完成的主要任务：

（1）滑坡推力计算及推力曲线绘制，确定抗滑桩设计荷载；（2）抗滑桩内力计算并绘制内力图；（3）抗滑桩配筋计算；（4）抗滑桩结构设计绘图；（5）编制设计说明书。本次课程设计要求完成的主要任务及要求详见指导老师所给的设计资料（附件1及附件2）。

抗滑桩工程设计（24）

目录

1 设计基础资料及任务要求

1.1设计基础资料（初始条件） (3)

1.2设计任务 (3)

1.3设计要求 (4)

2桩身推力计算

2.1传递系数法计算原理 (4)

2.2剩余下滑力计算 (5)

2.3计算结果整理 (6)

3 桩身内力计算

3.1抗滑桩设计资料 (7)

3.2抗滑桩的规划设计 (7)

3.3外力计算 (7)

3.4受荷段桩身内力计算 (8)

3.5锚固段桩身内力计算 (8)

3.6桩的内力状况图 (10)

4 抗滑桩配筋计算

4.1配筋计算的基本资料 (11)

4.2抗弯正截面计算 (12)

4.3受拉钢筋的不等长配置 (13)

4.4斜截面抗剪计算 (13)

4.5设计标准及参考资料 (14)

5 附图

附图1…………………………………………………….…抗滑桩纵向配筋图附图2…………………………………………………….....抗滑桩横向配筋图

1 设计基础资料及任务要求

1.1 设计基础资料（初始条件）

某滑坡剖面图如下图所示，已知天然状态下其安全系数 1.15

K=。根据工程需求，拟采用抗滑桩对该滑坡进行加固治理，使其安全系数达到 1.25

K=。滑坡推力计算参数见表1。G为条块的重量，c和ϕ分别为滑面的粘聚力和内摩擦角，l为条块滑面长，θ为条块滑面与水平面的夹角。

图1 某滑坡剖面图

1.2 设计任务

拟在第⑥滑块处布置一排抗滑桩。桩长18m，其中嵌岩段6m，桩间距4m；桩截面采用矩形，截面尺寸为1×2m2（短边垂直于滑向）。抗滑桩由钢筋混凝土现浇而成，混凝土标号采用C25，受力主筋采用HRB335钢筋，箍筋采用HRB235钢筋。由表4提供的滑坡推力计算参数计算滑坡第⑥滑块处的滑坡推力，滑坡推力按三角形分布。抗滑桩前、后滑体厚度基本相同，桩身内力计算采用弹性桩K法，K＝450MN/m3。试根据以上条件进行抗滑桩的结构设计。K法的影响函数值见附表。

1.3 设计要求

根据课堂所学内容，查阅相关资料完成抗滑桩的结构设计，要求设计思路清

晰、方法选用正确。设计成果应该包括：设计说明书（包括详细计算过程、以及抗滑桩弯矩、剪力分布图等）和设计图纸（包括抗滑桩纵向配筋图一张（A3图幅）和抗滑桩横截面配筋图一张（A3图幅））。

2 桩身推力计算

2.1传递系数法计算原理

按照《建筑地基基础设计规范》（GB50007－2011），滑坡推力（单位滑坡

宽度推力）采用传递系数法计算，计算模型如图2所示：

图2 传递系数法条分计算模型

计算公式为： i i i i i R T K P P -⋅+⋅=-ψ1

式中：i P 为第i

条块的滑坡推力（KN ），方向平行于滑动面；

1-i P 为第1i -条块的滑坡推力（KN ），方向平行于第1i -滑块的滑动面， 当

1i P -<0时不考虑，取1i P -=0；

11111111tan cos sin l c W KW P --=φθθ；

i T 为作用于第i 条块滑动面上的滑动分力（KN ），i i i G T θs i n =； i R 为作用于第i 条块滑动面上的抗滑分力（KN ），i i i i i i l c G R +=φθt a n c o

s ；

i ψ为传递系数，i i i i i i φθθθθψtan )sin()cos(11---=--； K 为滑动安全系数；

i -1

i G 为第i 滑块的自重重力(KN )；

i θ为第i 滑块滑面与水平面的夹角(º)；从水平面开始，顺时针为负，逆时针为正；

1-i θ为第1i -滑块滑面与水平面的夹角(º)；从水平面开始，顺时针为负，逆时针为正；i φ为第i 滑块滑面处的内摩擦角(º)；

i c 为第i 滑块滑面处的粘聚力(KPa )；

i l 为第i 滑块滑面处的滑面长度(m )。

2.2 剩余下滑力计算

按照2.1中所述的计算方法，笔者分别计算了K=1.15和K=1.25两种情况下

各个滑块的剩余下滑力i P ，计算过程如下：

(1) 1.15K = 11111111sin cos tan P KG G c l θθϕ=--

1.151320sin391320cos39tan18.41933=⨯--⨯ 1

2.90;KN =-< 所以：10.=P

[]21121222222222cos()sin()tan sin cos tan P P KG G c l θθθθϕθθϕ=---+-- 0 1.155380sin345380cos34tan1917.546=+⨯--⨯ 1118.9KN = []32232333333333cos()sin()tan sin cos tan P P KG G c l θθθθϕθθϕ=---+--

()1118.9cos13sin13tan18.3 1.154950sin 214950cos21tan18.3=⨯-+⨯- 16.838-⨯880.3KN = []43343444444444cos()sin()tan sin cos tan P P KG G c l θθθθϕθθϕ=---+-- ()880.3cos 2sin 2tan16.5 1.151760sin191760cos19tan16.5=⨯-+⨯- 17.224-⨯623.9KN = []54454555555555cos()sin()tan sin cos tan P P KG G c l θθθθϕθθϕ=---+-- 623.9cos(3)sin(3)tan17.2 1.151540sin 221540cos22tan17.2⎡⎤=⨯---+⨯-⎣⎦ 16.431-⨯346.2KN = []65565666666666cos()sin()tan sin cos tan P P KG G c l θθθθϕθθϕ=---+-- ()346.2cos5sin5tan18 1.151060sin171060cos17tan18=⨯-+⨯- 17.520-⨯12.1KN =

()2 1.25K = 11111111sin cos tan P KG G c l θθϕ=--

1.251320sin391320cos39tan18.41933=⨯--⨯