抗滑桩设计计算书

1、精选 word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 工程量计算精选 word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+030K96+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 724.608m729.148m K96+080-K96+100 为填方， 最大填方为4.65m,

2、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(GB50007-2002;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 D302004);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 计算参数物理力学指标：天然工况：Y=20

3、.7kN/m3,百=18.6°, G=36kPa饱和工况：Y=21.3kN/m3,电=15.5°, C2=29kPa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。表1各岩土层设计参数建议值表名称地层代号状态承载力值do（MPa）桩周土极限摩阻力（MPa）基底摩擦系数（卩）含碎石粉质粘土C dl+elQ4稍密0.130.160.40强风化泥岩

4、T?b破碎0.6/0.50弱风化泥岩T2b完整1.60/0.60滑坡推力安全系数Fst1.153.2计算工况选取公路填筑后自然状态、饱和状态两种工况对滑斜坡进行计算3.3计算剖面1.1* 显Hl3.4计算方法采用折线形滑动面稳定性计算（传递系数法）传递系数公式:i i cos( i i i) tan i sin( i 1 J第i条块的剩余下滑力公式:EiFstWsin i W tan i cos i chEi 1 i3.5计算结果（详见附页）滑坡推力计算结果基岩界面工况条块编号剩余下滑力工况条块编号剩余下滑力1-73.15124.952-31.0826.673-101.283-4.58天然状4

5、18.52饱和状4103.83552.665209.22态态691.126368.11797.577401.798127.388551.249125.689606.61填土界面1-84.151-53.652-260.42-196.083-255.53-201.96天然状4222.02饱和状4294.74态5108.45态5268.716191.696382.077-195.45733.198-66.068217.333.6稳定性评价根据计算结果得知斜坡在公路填筑后自然状态下Fs=1.18,饱和状态下Fs=0.95,因此斜坡在公路填筑后在自然状态下为基本稳定状态，饱和状态下处 于不稳定状态。可能

6、诱发滑坡灾害发生，需要进行支挡。四、抗滑结构计算1、抗滑桩设计计算1.1设计资料：物理力学指标：天然工况：Y=20.7kN/m3,帀=18.6°, Ci=36kPa饱和工况：Y=21.3kN/m3,血=15.5°, C2=29kPa根据岩性及地层情况，由于在滑面以上还存在有筑填土层约 7.7m和含碎石粉 质粘土（ Q严1 ）层厚约为1.1m,所以滑面以上土层厚度约h' =8.8m,查取相 关规范可知取该土层的抗滑地基系数为 m=10000KN/ m4，则滑面处的地基系 数采用 A=10000x 8.8=88000KN/ m3泥岩（T2b）由强风化泥岩厚为2.20m和

7、弱风化泥岩厚为0.70m组成桩的埋长为6m。强风化泥岩取抗滑地基系数为 m1 =80000KN/ m4，弱风化泥岩取抗滑地基系数m2=100000KN/ m4。根据多层土的地基系数的取值可得2mh d)h2(hi h2)280000 (2 2.2 3.8) 3.8(2.2 3.8)287044KN / m4桩附近的滑体厚度为8.8m，该处的滑坡推力P=607kN/m，桩前剩余抗滑力E=0kN/m o抗滑桩采用C30钢筋混凝土，其弹性模量Eh=30 x 106 KPa，桩断面为bxh=2m1 2 2W -bh 3mx3m的矩形，截面S=6m 3A 2M0 Qola mla 3M 0 2Q0la,

8、截面模量6，截面对桩中心惯性I bh34.5m412，相对刚度系数El =0.85Ehl = 114750000用，桩的中心距l=6m，桩的计算宽度Bp=b+仁3m，桩 的埋深为la =6m。1.2采用K法计算桩身的内力(1)计算桩的刚度64由查表可知地基系数C °.°8 10 KN /m桩的变形系数0.151m 14EI桩的换算深度为a =0.151 X 6=0.906<1故按刚性桩计算(2)计算外力每根桩承受的水平推力F=607X C0S26 X 6=3273.4KNF 3273.4T -371.93KN /m则 h 8.8滑坡推力按矩形分布；如右图滑面处的剪力Q

9、°=3273.4KN滑面处弯矩 Mo=3273.4X4.4=14403KN/m 滑面至旋转中心的距离y。la 2A 3M 0 2Q0l a mla 4M 0 3Q0l a 26 2 88000 (3 14403 2 3273.4 6) 87044 6 (4 14403 3 3273.4 6)2 3 88000 (2 14403 3273.4 6) 87044 6 (3 14403 2 3273.4 6)=4.0475m桩的转角12 3A 2M0 Q0lamh 3M0 2Q0la32 2Bpla 6A A mlam la459.63612 151.3695 y 0 y1.5183m12

10、 3 880002 14403 3273.4 687044 63 14403 2 3273.4 6因为y y0所以桩身各点的剪力y 2y。I2-Bpm y 3y0 2y63273.41 88000 3 0.001739 y (2 4.0475 y)21 3 87044 0.001739y2(3 4.0475 2y)Qy 3273.4 1858.19y 689.454y2 151.37y22366 8800088000 87044 6870446=0.001739 rad (5)桩身内力及桩侧抗力桩侧抗力 y y。y A my(4.0475 y) 0.001739 (88000 87044 y)

11、619.397459.6361y 151.3695 y2桩侧抗力最大点位置当Qy 0时，即可找出弯矩最大是的y值。经试算求得y=1.309m时，M最大。桩身各点的弯矩1 2 1 3M y M。Q°y &BpA y 3y。y 初卩口 y 2y。y12/14403 3273.4y3 88000 0.001739 y(3 4.0475-y)6丄 3 87044 0.001739 y3(2 4.0475 y)12234My 14403 3273.4y 929.096y229.818y37.84y桩侧抗力、剪力、弯矩计算结果如下图所示:桩侧抗力为0的一点即为剪力最大点，求得当埋深：y=

12、4.0475m时y=0所以最大剪力为Qmax=5505.52KN剪力为0的一点即为弯矩最大点，求得当埋深：y=1.309m时Qy =0所以最大弯矩为Mmax=16691.5KN m1.3抗滑桩结构设计抗滑桩受滑坡推力和锚固地层抗力作用，在荷载作用下产生弯曲转动，为了防止桩体由于荷载作用而产生过大变形与破坏，桩身需要配纵向受力钢筋以抵消弯矩，配置箍筋以抵抗剪力。桩身结构设计计算参考混凝土结构设计规范（GB50010-2002）,按受弯构件考虑。1）桩身截面配置纵向受力钢筋（控制截面受弯）根据前述抗滑桩内力计算结果，取控制截面1-1所受弯矩进行计算按混凝土结构正截面受弯承载力计算模式， 计算受力钢

13、筋，计算可按单筋截面考虑，经简化的计算如图抗滑桩总长约为15m，计算可按两个控制截面考虑配筋。控制截面I -I取桩身 最大弯矩截面若结构重要系数取1.0,则控制截面I -I处的设计弯矩为Mmax。 混凝土保护层厚度取80mm,若为单排布，则桩截面有效高度ho 2900mm= 由力的平衡条件得ifcbX fyAs由力矩平衡条件得M1 fcbx（h° X）2联立上述两式求解，得MAsX-fy（h0 乙）式中，X为截面受压区高度，可按下式求得/ 2 2 21 fcbh。（ 1 fc bh°2 fcbMxfcb1为混凝土受压区等效式中，M为设计弯矩（KN.m）; As为受拉钢筋截面

14、积;精选 word矩形应力图系数，当混凝土强度等级不高于C50 时,i取1.0; fc为混凝土轴心抗压强度设计值（KPa）;fy为钢筋的抗力强度设计值（KPa）;b为桩截面宽度（m）;ho为截面有效高度（m）；a为受拉钢筋的混凝土保护层厚度（m）。22采用C30混凝土，fc 14.3N/mm，ft 1.43N /mm，纵向受力钢筋选用HRB4002级（III级），fy 36°N/mm，箍筋及架立钢筋选用HPB300（I级），2 fy 270N / mm，则其他参数如上所述。A.计算I -1截面受力钢筋截面积混凝土受压区高度/2F221 fcbh01 fc bx14.3 2000829

15、40000 76969408.215591.24mmx28600208.76mm取x的值为208.76mm -1截面受力钢筋截面积M16691.5 1062A16584.5mmfy（h0-）360 （2900） 2选用21根32mm的HRB400钢筋截面面积为 As=16890.3mm2满足要求，h0 2fcbMxfcb1.0 14.3 2000 2900 .'1.0可采取3根一束，共7束布置于受拉侧。 14.32）桩身截面配置箍筋（控制截面受剪） 2000抗滑桩桩身除承受弯矩以外，还承受着剪应力。因此在设计计算时，必须进 29002 2 14.3 2000 16691.5 10行剪应

16、力的检算。为了施工方便，桩身不宜设斜筋，斜面上的剪应力由混凝土和精选 word箍筋承受。桩身剪力极值有位于滑面处的 3273.4KN 和位于滑面一下4.0475m处的5505.52KN,同样，结构重要系数取1.0,则设计剪力按5505.52KN考虑。验算截面尺寸：因为 0.25 cfcbh00.25 1.0 14.3 2000 290020735KN V 5505.52 KN所以截面尺寸满足要求。验算是否按计算配箍筋：0.7 ftbh00.7 1.43 2000 29005805800 N 5805.8KN5505.52KN可见，设计剪力大于混凝土提供的抗剪能力，只需要配置构造箍筋即可，所以实

17、配箍筋为16200，采用双肢箍，配筋详见下图。一qnnn一ar«1riN5C0181OOO>1/11片1N3C7026)/ / / / .I-I截面配筋图uuuajNroQEms精选 word上述计算出的纵向受力钢筋布置于截面受拉侧， 即抗滑桩的内侧。 受压侧布置构 造钢筋以形成骨架，此处选 7根HPB400级26mm,另外，各选7根HRB400 级26mm布置于抗滑桩的两侧边，见上图。1.4 桩侧应力验算滑床中、上部主要为三叠系中统巴东组（Tzb ）青灰色泥岩组成，岩层产状 为161°/ 41°，强风化带厚度约为2.2 m,其下为中等微风化。岩石的单轴抗

18、压强度为R=24 MP&属于完整的岩质、半岩质地层。锚固段地层为比较完整的岩质地层， 桩身对地层的侧压应力 max 应符合下列 条件：k1 k2 R00.3 0.5 240003600k1 岩层产状倾角大小决定，根据岩层构造取0.5；k2 取决岩石的裂隙、风化及软化程度，取0.3;R0 围岩单轴抗压极限强度，R= 24000kPamax 968.3kpak1k2R0 0.3 0.5 24000 3600kpa故满足要求。2、抗滑桩间挡土板设计2.1 挡土板的拟定挡土板材料及施工：采用 C30混凝土，选用HRB335级钢筋，现场预制由于抗滑桩净距10 6 3 3m，且挡土板深入抗滑桩长度

19、至少为 30cm,所以挡 土板尺寸拟定如下：板墙尺寸：截面为矩形，截面 尺寸bx h =1000X 250，板长a=3600如下图所示3&00nj2. 2荷载确定当土体为粘性土时，建筑地基基础设计规范(GB50007-2002对边坡支挡 结构土压力计算提出如下规定，计算支挡结构的土压力时，可按主动土压力计算。由板墙测土地质条件，按库伦主动土压力计算：Ka cos ()0.512sin(0)sin() 2cos cos( 0)1V cos(0)cos()2滑面处的库伦土压力 qkh1Ka 20 8.8 0.51 89.76KN /m1 1Ea qkh1 89.76 8.8395.0KN则

20、总库伦土压力：222取最大库伦土压应力qk 89.76KN /m均匀作用在单跨板上进行设计抗滑桩间间距1。6 3 3m计算跨径丨l01.5t3 1.5 0.33.45m1 2 1 2Mmaxqkl289.76 3.452 133.55KN m则板跨最大弯矩为882.3板墙配筋设计取桩的永久作用分项系数：g 1.35取桩结构重要性系数：° 1.0则设计弯矩：M G。皿吋 1.35 1.0 133.55180.3KN m2取C30混凝土，混凝土轴心抗压强度设计值fc 14.3N/mm，取选用HRB3352级钢筋，钢筋抗压强度设计值fy 300N /mm 。b%0.55 210115.5m

21、m即满足要求保护层厚度c=30mm， s40mm，h 值取为 250mm,贝U hj=210mm由力矩平衡条件得M Mu1 fcbx(h°2)x72.58mm为防止出现超筋破坏，应满足xbho由力的平衡条件得1 fcbx1fcbxfyAs1.0 14.33001000 72.5823459.6mm为防止出现少筋破坏，应满足 Asminbhminbh 0.00215 1000 250 537.5 即满足要求2选用用1022100单排布置，As 3801mm，在沿板跨度方向截面受拉一侧布置根据DZ0240-2004_f坡防治工程设计与施工技术规范，分布钢筋选用HPB300钢筋，直径为12

22、mm布置与受力钢筋垂直方向，间距 200mm,板墙配筋 如下图。360018122003、排水工程该区域属中一亚热带季风气候，年平均降雨量 1082mm,降雨多集中在59 月，尤其是68月多暴雨，日最大降雨量达192.9mm,小时最大降雨量超过65mm。 根据K96+030K96+155工程地质详细勘察报告，斜坡坡顶、坡脚无塘、田、 水库、河流等地表水体分布。滑坡地质条件简单，滑体厚度和滑坡规模都较小， 综合考虑仅需简单按区域性进行排水沟设置。3.1排水沟设计排水沟材料：采用浆砌条石排水沟布置：在公路内侧布置，延伸出滑坡周界5m按重庆市区域常用排水沟截面设计区间取值，截面尺寸见下图200 20

23、0 nJfi 1O91 >11600排水沟截面尺寸五、工程量计算1钢筋量计算该工程中共采用了 HRB335、HRB4O0 HPB300三种钢筋，其中HRB335钢筋 所用直径为22mm, HRB400钢筋所用直径为26mm 32mm, HPB300钢筋所用直 径为 12mm、16mm 18mm。1.1 HRB335直径为22mm的钢筋，该钢筋全部用于浇筑挡土板单块挡土板钢筋用量：3600 10 10 2 (12 22 3-14 22) 42661-6mm因为滑面以上共8.8m而每块挡土板为1m，所以共需9块挡土板，其该钢筋用量为：42661.6 9 383954.4mm 384m1.2

24、HRB400直径为26mm的钢筋，该钢筋全部用于抗滑桩的构造钢筋单桩用量.14800 21 21 2 (12 26 3.14 26) 327332.88mm 327.4m1.3 HRB400直径为32mm的钢筋，该钢筋全部用于抗滑桩的构造钢筋单桩用量.14800 21 21 2 (12 32 3.14 32) 331148.16mm 331.2m1.4 HPB300直径为12mm的钢筋，该钢筋作为挡土板的分布钢筋精选 word单块挡土板钢筋用量：1000 18 18 2 (12 12 3.14 12) 19788.48mm 19.8m因为滑面以上共8.8m而每块挡土板为1m,所以共需9块挡土板，其该钢筋 用量为： 19.8 9 178.2m1.5 HPB300直径为16mm的钢筋，该钢筋作为抗滑桩中的箍筋单个箍筋用量 2 (3000 160) 2 (2000 160) 2 5.5 16 9536mm单根桩所需 74个箍筋，该钢筋用量为 74 9536 705664mm 705.7m1.6 HP