(完整版)滑坡抗滑桩设计计算

1、抗滑桩设计一：设计题目某高速公路K15+620K15+880 滑坡处治设计。二：设计资料1：概述某高速公路 K15+620K15+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+620K15+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+620K15+880 滑坡区位于条状低山

2、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 200300 米，滑体厚度 820 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20cm50cm，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m；在滑体

3、中部、前端分布较厚，厚 924m。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、210o65o。该滑坡的变形迹象明显，包括拉张裂缝、滑塌、地裂缝等。

4、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 1020cm，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

5、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 =10o。 =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，1022.5kN / m3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。滑坡后缘高程Ai ( m2 )Wi (kN )li (m)i ( )第一块14.73331.412.571第二块270.56086.2532.328第三块185.44171.820.342第四块215.94857.7514.453第五块187.254213.0515.253第六块87.671972.620.76块号Wi

6、 ( kN)i ( )C i ( kPa)l i (m)C i l ii ( )tanWi cos i (kN)Wi cos i tan i (kN )(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)1331.4712012.5250100.176107.919.026086.25282032.3646100.1765373.8945.834171.8422020.3406100.1763100.3545.744857.7532014.45289100.1764851.1853.854213.0532015.25305100.1764207.3740.561972.662020.7414

7、100.1761961.8345.3块号i 1iicos(12) sin(12)tanii Ei*1(kN)Ei* (kN )i EiWi sini (kN)K Wi sini (kN)(10)(11)313.343762857.33428.82791.483349.8254.2305.04220.5264.6206.2247.431 (kN )Ei (kN )（ 12）（ 13）(14)=(13)*(15)（ 15） =10+14-9-5（16） =13*17(17)=11+16-9-5144.341072430.61127.11292.665.41902.43-1411292.63132.

8、41902.44300.54390.6662086.21197.62864.12026.45-825-780.96-31-553.1-511.9由于抗滑桩设置在第四块末端，上图红线所示作用在桩上单位宽度的滑坡推力荷载即为E43-3 处，结合上表计算克制，2026.4kN/m 桩前剩余抗滑力取ERE5E61292.8KN/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Eh26.5 103 kN / m2 ，抗滑桩处滑面以上土厚h18m ，滑面以下土厚h28m 。滑床和滑体的C=

9、20KPa，1022.5kN / m3 。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）K ptan2 (45)1.422被动土压力为122122Ep2h1 K p2ch1K p2 22.510 1.42220101.42 5891.55kN / m因此，被动土压力 Ep>桩前抗力 ER1292 .8kN/ m ，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qHTHEH L2026.46kN/mh1h181519.8剩余抗滑力分布荷载qRTRER L1292.86kN/

10、mh1h18969.6故最终作用在单桩上的分布荷载 qqHqR 1519 .8 969.6550.2kN / m在滑面处，有M A1 qh121550.2 8217606.4kN / m22Q Aqh1 550.28 4401 .6kN / m3 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/ m3 ；锚固段土的地基系数随着深度变化的系数才用m=33800kN/ m44 判断桩的刚度性质抗滑桩是面积为 2*3 的矩形桩，则 BPb1=2+1=3m已知 m=33800kN/ m4EI 0.8Eh I0.826.510612 3395.4 106 kN / m

11、125 mBP53380030.25 m1EI95.4 106其计算深度h20.25822.5 ，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/ m3计算 y0 及y0h 2 A( 2Q Ah23M A)mh(3Q Ah24M A)2 3A(Q A h22M A)mh(2Q A h23M A)8264100(24401 .68317606 .4)338008(34401 .68417606 .4)2364100(24401 .68217606 .4)338008( 24401 .68317606 .4)=4.73m12 3A(Q A h2 2M A

12、 )mh(2Q A h23M A)BP h23 6 A( A mh2 ) m 2h2212 3 64100 ( 4401.68 217606.4)338008( 2 4401.6 8 3 17606.4)383664100(64100338008)33800282=0.0018rad计算y、 Q y、 M yy( y0y)( A my)(4.73y)( 64100 33800 y) 0.0018545.7 172.4 y 60.8 y 2QyQA1 BP A y( 2 y0y)1 BP m y2 (3y0 2y)264401 .6113 64100 0.0018 y ( 2 4.73 y)3

13、338000.0018 y226(3 4.732 y)4401.61637 .2y258.6 y 260.8 y3M yM AQA y1 BP A y 2 (3 y0y)1 BP m y 3 ( 2 y0y)61217606 .44401 .6 y13 641000.0018 y2(34.73 y)613338000.0018 y3( 24.73y)1217606 .44401.6 y818.6 y286.2 y315.2 y4y (m)侧应力QM0545.74401.617606.41657.32566.621118.42647.3579.222688.83515.7-1195.822347

14、.64262.5-2393.620489.65-112.3-2649.417874.46-608.7-1598.415626.47-1226.71124.215234.88-1966.300最大值-1966.34401.622776.27最大值位置802.3046、受荷段的内力计算抗 滑 桩 受 荷 段 h2 =8m ， 滑 坡 推 力 为 EH2026.4kN/m剩 余 抗 滑 力 取ER1292.8KN/m ，桩间距 L=6m。剪力Q(qHqR ) y550.2 y弯矩MQ ? y275.1y22受荷段桩身内力表y(m)Q (kN)M(kN/m)0123456780550.21100.41

15、650.62200.827513301.23851.44410.60550.21100.42475.94401.66877.59903.613479.917606.4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：4（ yh1）tanc4max22.5 ( y 8) 0.176 20cos0.985三、桩侧应力复核桩身对地层的侧壁压应力max （t/ m2 ）应符合下列条件4（ yh1）tanc4max22.5 ( y 8) 0.176 20cos0.98516.25 y211.21

16、(kPa)假设下滑力不发生改变，将内摩擦角改为35，4h1）tanc4 22.5( y 8) 0.7 20max （ y0.819cos110 y713.1(kPa)由以上两式可以列表如下装埋深（ m）侧应力（kPa）容许侧应力 容许侧应力 10350545.7211.21713.11657.3227.46823.12647.3243.71933.13515.7259.961043.14262.5276.211153.15-112.3292.461263.16-608.7308.711373.17-1226.7324.961483.18-1966.3341.211593.1则当 10 时，桩侧

17、压应力不合格， 35 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 10 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Rw14MP a ，轴心抗压设计强度fc9.6N / mm2 ，轴心抗拉f t1.1N / mm2受力钢筋采用 Q335:f y300N / mm2箍筋为 Q235： f y210N / mm23、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：RL ba 2 13200 30022522.

18、91kN ? mM3.525229111kg ? cm3.5K2.65锚固段全长大于此值，自由段 M1 qy21 550.2 y 22522.91 ，22y=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01.0 ，最大设计弯矩为 M MAX22776 .27 kN / m ，混凝土保护层厚度取 80mm， am ，则桩截面有效高度。取I-I截面s0.1h0 =3-0.1=2.9m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M22776.27 106

19、sa1 f ch021.09.62000290020.141有11 2 s0.153有AS1fbbh01.0 0.153 9.62000 29002bh0f y30028397 mm钢筋采用截面面积为1017.9mm2 的36 钢筋，选 30 根，实有 AS 30537mm2满足要求。可三根一束一排布置于受拉侧。计算 II-II 截面受力钢筋截面积sM9903.6 1060.061a1f ch021.0 9.6 2000 29002有112 s0.063有ASbh01fbbh0 1.00.063 9.6 2000 290011692 .8mm2f y300可选 10 根36+10 根14，实有

20、 AS11718mm2 ，满足要求。采用一根36 和一根14 两根一束，共十束布置于桩受拉侧。（2）截面复核查表得 b0.550.153b0.550（非超筋梁）minmax( 0.2%,0.45f t100%)max( 0.2%, 0.165%) 0.2%f y由公式得AS28397h0.2% （非少筋梁）bh00.5%min2000 2900h0注：在做材料图时，钢筋截断点应伸至不需要该钢筋的截面以外的长度l mld5d35d5d30d （其中36 : lm960mm，14： l m =420mm）3、根据设计剪力配箍筋桩间剪力极值位于滑面处的4401.6kN 和地面下14m处的2649.4

21、kN,结构重要性系数取 1.0 ，设计剪力先按4401.6kN 考虑。先对是否需要配箍筋抵抗剪力进行验算0.7 ft bh0 =0.71.102000 29004466kN从计算结果可知，设计剪力不大于混凝土提供的抗剪能力，则不需要配箍筋。该段箍筋可按构造要求取。按GB50010 中要求，箍筋的间距取400mm，则箍筋可取 210400五、抗滑桩施工要求及注意事项抗滑桩施工不当会引起滑坡体的活动加剧或局部复活， 因此：为确保施工安全，达到预期治理效果，应特别注意规范抗滑桩施工操作及相关安全要求。抗滑桩施工包含施工准备、装空开挖、地下水处理、护壁、钢筋笼制作与安装、混凝土灌注、混凝土养护等工序。要严格按设计图施工。施工开挖过程中注意对原有勘查资料的校核，及时进行地质编录，以利于反馈设计。（1）施工准备按工程要求进行备料， 选用材料的型号， 规格符合设计要求， 有产品合格证和质检单。钢筋应专门建库堆放，避免污染和锈蚀。使用普通硅酸盐水泥。沙石料的杂质和有机制的含量应符合 混凝土结构工程施工及验收规范 的有关规