抗滑桩结构配筋计算(终)

1、 审定： 审查： 校核： 编写： 抗滑桩结构配筋计算一、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。二、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1 边坡剩余下滑力(kN)滑块编号C1剖面C2剖面控制工况饱和工况短时暴雨饱和工况短时暴雨剩余下滑力1103.9931638.902452.510703.491三、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

2、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 (1) (2) (3)式中：荷载，即每根桩承受的剩余下滑力水平分值(kN)； 桩的受荷段长度（抵抗长度）(m)； 锚固段基岩达区的厚度(m)； 锚固段基岩弹性区厚度(m)； 桩的计算宽度(m)；按“m”法计算，则推导得最小锚固深度：

3、 (4)锚固段基岩达区的厚度： (5)锚固段基岩弹性区厚度 (6)锚固段地层侧壁应力 (7)图1 计算简图2) 截面及配筋验算主要公式 (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14)式中： 混凝土相对受压区高度；混凝土相对界限受压区高度，级钢筋0.544； 混凝土受压区高度；截面有效高度；钢筋抗拉强度设计值，级钢筋310Mpa；钢筋抗压强度设计值，级钢筋310Mpa；结构系数，1.2；混凝土轴心抗压强度设计值，C30，15Mpa； 矩形截面宽度；截面抵抗矩系数；受拉区纵向钢筋截面面积；受压区纵向钢筋截面面积；受压钢筋合力点至受压区边缘的距离；弯矩承载力； 弯矩设计值； 斜截面

4、受剪承载力；箍筋抗拉强度设计值，级钢筋310Mpa； 挠度；剩余下滑力为三角形均布时均布力最大值； 梁自由段的长度；混凝土弹性模量，C30，30000N/mm2； 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1530cm控制；即可确定受拉

5、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2000mm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(高、宽比)时矩形截面的抗弯承载力最大。直径为2m时，计算得。由于外侧有3040cm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

6、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2000mm直径的圆形断面简化为1.333m2.0m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 相关输入数据编号受荷段长度(m)桩间距(m)剩余下滑力(kN)角度()砼保护层(mm)界限受压区高度b钢筋屈服强度fy(Mpa)砼抗压强度fc(Mpa)桩截面尺寸(m)Z1133170017350.544310151.22宽高Z2133170017Z3113170017Z4103170017Z5103170017Z68.53170017Z77.53170017Z873170017Z965700

7、17Z1055700172、抗滑桩Z1计算过程表表3 锚固长度计算过程表项 目单 位数 据计算宽度Bp(m)2.333剩余下滑力水平分力ET(kN)4877.15基岩容许压应力(kN/m2)(kN/m2)1500抵抗段长度h1(m)13计算锚固长度hmin(m)7.879选用锚固长度h2(m)8解方程求ym(m)1.43内锚段基岩实际应力(kN/m2)1465.11h3(m)6.57表4 桩身内力计算过程表深度y(m)(分界面以下)剪力值(kN)弯矩(kN.m)04877.15421134.3351.42016485.2534.71-5622.7776166.312800内力最大值5622.7

8、7721134.335表5 桩配筋验算表项 目单 位数 据假定受拉钢筋直径mm36单个钢筋面积mm21017.87受拉钢筋支数支3受拉钢筋间距cm20受拉钢筋排数排3受拉钢筋根数根69受拉钢筋面积mm270218.17配筋率%2.93受压钢筋支数支1受压钢筋间距cm20受压钢筋排数排1受压钢筋根数根8受压钢筋面积mm27802.01箍筋直径mm25箍筋间距Smm150箍筋支数支8箍筋面积Asvmm23926.99h0mm1797求0.5385求xmm967.692判断x与2a满足求s0.3935求MukN.m29669.84抵抗弯矩值kN.m24724.87抵抗剪力值kN17287.70挠度值

9、mm28.71挠度允许值l/400mm32.50EIN.mm22.48827E+16EA74648000000剩余下滑力三角形均布时q0N/mm750.3313、计算结果汇总图2 抗滑桩布置图表6 计算结果汇总表项 目单 位抗滑桩编号Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7Z8Z9Z10抵抗长度57.5765锚固长度m8.58.577.57.5776.555弯矩承载力Mu/rdN.mm24724.8724724.87224724.8718093.3718093.3718093.3718093.3718093.379401.609401.60弯矩设计值MN.mm21134.3421

10、134.3417882.9016257.1816257.1814905.6915107.4514020.787148.926487.65抗剪承载力VscN17287.7017287.7017287.7017306.9417306.9417306.9417306.9417306.9418028.4718028.47剪力设计值VN5622.785622.785248.584953.884953.884877.1544877.1544877.1543270.563270.56挠度mm28.7128.7117.3913.0713.078.025.514.481.891.1挠度允许值mm32.532.527.5252521.2518.7517.51512.5配筋面积mm270218.1870218.1870218.1845832.4745832.4745832.4745832.4745832.4720370.0020370.00实配受拉钢