抗滑桩结构配筋计算(终)

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抗滑桩结构配筋计算
、计算目的
已知抗滑桩需抵抗的剩余下滑力，进行结构配筋验算
、计算依据
《水工混凝土结构设计手册》
《水工建筑物荷载设计规范》DL 5077-1997
《水工混凝土结构设计规范》
《实用桩基工程手册》中国建筑工业出版社史佩栋主编
《材料力学》教材
表边坡剩余下滑力
三、抗滑桩结构计算思路
抗滑桩的结构计算包括2部分：其一为计算抗滑桩的锚固深度（嵌入基岩深度）：其二为计算抗滑桩的内力、截面及配筋。

本算稿采用工程中常用的悬壁桩简化法计算。

1、基本假定
1）同覆盖层比较，假定桩为刚性的；
2）忽略桩与周围覆盖层间的摩擦力、粘结力；
3）锚固段地层的侧壁应力成直线变化。

其中：滑动面和桩底基岩的侧壁应力发挥一致，
并等于侧壁容许应力；滑动面以下一定深度内的侧壁应力假定相同，并设些等压段内的应力之
和等于受荷段荷载；
4）假定边坡剩余下滑力按三角形分布。

2、基本计算公式
1）锚固深度计算及内力计算公式
、H =0,即E T - WmBp =0 （1）
m ' h 1 h 3
y m h 3
1 2
、M =0,即 E T （ 3 y m ；）-C m B p （；
；）—§ 二 B p hh =0
y m h 3
式中：E T ——荷载，即每根桩承受的剩余下滑力水平分值 （kN ）;
h i ——桩的受荷段长度（抵抗长度）（m ）;
y m ---------- 锚固段基岩达［（T ］区的厚度（m ）； h a ——锚固段基岩弹性区厚度（m ）； B p ——桩的计算宽度（m ）；按“口”法计算，则B^b 1 推导得最小锚固深度：
(2) (3)
I
E T
h 2
T ——
-
二I
E
T
冋B p 0］B
锚固段基岩达
［（T ］区的厚度：
-（h i +h 2）+ J （h i 卄2）2 + y m 二
3E T
2h i p 2h ；
2
锚固段基岩弹性区厚度
h a 二 y m -h 2
锚固段地层侧壁应力
(4)
(5)
(6)
(7)
y m B p
M u 二「s bh 0 f y A s (h ° -a ')
M <M u / d
A
V cs =O.O7f c bh o 1.25f yv sv
h o s
f
_
q °l 4 B 30E c I
式中:
混凝土相对受压区高度;
2）截面及配筋验算主要公式
(8)
(9) (10)
(11)
(12) (13)
(14)
图1 计算简图
x = h °
b --- 混凝土相对界限受压区高度，u级钢筋0.544;
x——混凝土受压区高度；h o ——截面有效高度；
f y ——钢筋抗拉强度设计值，U级钢筋310Mpa；
f y ——钢筋抗压强度设计值，U级钢筋310Mpa；
d——结构系数，1.2；
f c——混凝土轴心抗压强度设计值，C30, 15Mpa；b ——矩形截面宽度；
:-s——截面抵抗矩系数；
A s ——受拉区纵向钢筋截面面积;
A s——受压区纵向钢筋截面面积;
a ------ 受压钢筋合力点至受压区边缘的距离;
M u——弯矩承载力;
M——弯矩设计值;
V cs——斜截面受剪承载力;
箍筋抗拉强度设计值，U级钢筋310Mpa；
挠度;
q°——剩余下滑力为三角形均布时均布力最大值；
l——梁自由段的长度；
2
E c ——混凝土弹性模量，C30，30000N/mm ；
I——梁截面惯性矩；
3、基本计算思路
根据已知桩前剩余下滑力值，拟定截面尺寸，计算求得最小锚固深度，同时根据内力分布规律求得各拐点（内力图）的内力值，以确定各内力最大值，再进行结构配筋验算及挠度验算。

经过调整截面尺寸及配筋形式确定最合理截面尺寸。

配筋验算思路：由于已求得弯矩、剪力设计值。

首先按如下规则配置钢筋。

即：根据拟定断面尺寸，受拉筋按最多配三排（三枝），间距为15cm控制；受压钢筋按构造要求只配一排，间距15~30cm控制；即可确定受拉侧和受压侧配筋面积。

然后根据配筋进行承载能力计算，求得断面可抵抗的最大内力（弯矩和剪力）值；与前述求得的桩体最大内力值（弯矩和剪力）
进行比较，同时求得桩的最大挠度值。

综合判断是否满足要求
具体计算过程利用microsoft excel2003电子表格进行计算。

4、圆形断面简化计算假定
经讨论，抗滑桩开挖过程拟选用圆形预制混凝土管护壁。

则需将圆形断面梁简化为矩形截
面进行计算。

经过分析后，考虑采用①2000mm内径的预制混凝土管。

根据《材料力学》，圆形断面的内接四边形，当h.b「.2(高、宽比)时矩形截面的抗弯承载力最大。

直径为2m时，计算得b =1.333m,h = 1.885m。

由于外侧有30~40cm的预制混凝土管及后期的灌浆作用，考虑外侧预制混凝土管与内部的钢筋混凝土一起承压。

将截面的计算高度增加11.5cm,调至2.0m。

本算稿将①2000mm直径的圆形断面简化为1.333m x 2.0m的矩形断面计算。

四、计算过程
1、利用电子表格计算时输入数据汇总
表2 相关输入数据
2、抗滑桩Z1计算过程表
表3 锚固长度计算过程表
表4 桩身内力计算过程表
表5 桩配筋验算表
3、计算结果汇总
图2 抗滑桩布置图
表6 计算结果汇总表
9
10
剖面图 K -
% 丹
r.。