抗滑桩设计计算书

1、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工程量计算一、工程概况拟建段位于市巫溪县安子平，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 720.846m741.70m，设计起止路面高程为 724.608m 729.148m，K96+080-K96+100 为填 方，最大填方为4.65m，最小填方为1.133m。二、计算依据1. 市地质灾害防治

2、工程设计规(DB50/5029-2004 );2.建筑地基基础设计规(GB 50007-2002 );3.建筑边坡工程技术规(GB 50330-2002 );4.室外排水设计技术规(GB 50108-2001 );5. 砌体结构设计规(GB 50003-2001 );6. 混凝土结构设计规(GB 50010-2010 );7. 锚杆喷射混凝土支护技术规(GB 50086-2001 );8. 公路路基设计规(JTG D30-2004);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._33.1.1 物理力学指标：天然工况：丫 i=20.7kN/m , © 1=1

3、8.6 ° , G=36kPa饱和工况：Y=21.3kN/m 3,血=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(Q含碎石粉质粘土dl+elQ4稍密0.130.160.40强风化泥岩T2b破碎0.6/0.5

4、0弱风化泥岩T2b完整1.60/0.60滑坡推力安全系数3.2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418.52饱和状4103.83552.

5、665209.22态态691.126368.11797.577401.798127.388551.249125.689606.61填土界面1-84.151-53.652-260.42-.083-255.53-201.96天然状4222.02饱和状4294.74态5108.45态5268.716191.696382.077-.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。可能诱发滑坡灾害发生，需要进行支挡。四、抗滑结构计算1

6、、抗滑桩设计计算1.1设计资料：物理力学指标：天然工况：丫 i=20.7kN/m 3, © 1=18.6 ° , Ci=36kPa3饱和工况：丫 2=21.3kN/m , © 2=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（ Q4dl+el）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=10000 X8.8=88000KN/ m3泥岩（T2b）由强风化泥岩厚为2.20m和弱风化

7、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 h>)h25 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 X106 KPa,桩断面为b X h=2m122W -bh2 3m2x3m的矩形，截面S=6m2,截面模量6，截面对桩中心惯性I 1bh3 4.5m4矩

8、12，相对刚度系数El= 0.85吕1 = 114750000m ,桩的中心 距l=6m ,桩的计算宽度Bp=b+1=3m , 桩的埋深为la =6m。1.2采用K法计算桩身的力(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 0.151 X6=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=607 >C0S26° >6=3273.4KNT 匸 3273.4371.93KN /m则 h 8.8滑坡推力按矩形分布；如右图滑面处的剪力 Qo=3273.4KN滑面处

9、弯矩 M o=3273.4 X4.4=14403KN/m 滑面至旋转中心的距离y。la 2A 3M 0 2Q0l amla 4M 0 3Q0l a2 3A 2M0 Qola mla 3M0 2Q0la6 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

10、.5183m12 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Qy Q。*ABpy 2y。1厂6BPm3y° 2y3273.412880000.001739(2 4.0475 y)桩身各点的弯矩My Mo Qoy 1BpA y2 3y。612BPm y3 2y°12/14403 3273.4 y 3 88000 0.001739 y(3 4.0475-y)-133 87044 0.001739 y (2 4.0475 y)12234My 14403 3273.4y 929.096y229.81

11、8y37.84y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=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（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）

12、根据前述抗滑桩力计算结果，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,贝U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1 fcbx fyAs由力矩平衡条件得M i fcbx（h° X）2联立上述两式求解，得MAsx-fy（h。乙）式中，x为截面受压区高度，可按下式求得/ 2 2 21 fcbh。（ 1 f

13、c bh°2 fcbMxfcb1为混凝土受压区等效式中，M为设计弯矩（KN.m）; As为受拉钢筋截面积;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）;h。为截面有效高度（m）； a为受拉钢筋的混凝土保护层厚度（m）。2 2采用C30混凝土，fc 14-3N/mm，ft 1.43N/mm，纵向受力钢筋选用HRB4002 2级（山级），fy 360N / mm，箍筋及架立钢筋选用HPB300（I级），fy 270N /mm， 则其他参数如上所述。A.计算I - I截面受

14、力钢筋截面积混凝土受压区高度2 2 2 21 fcbho1 仁 b h°2 fcbMxfcb1.0 14.3 2000 2900,1.014.32_20002_29 002 2 1 4.320016691.106x14.3 200082940000 76969408.215591.24mmx 28600208.76mm取x的值为208.76mmI - I截面受力钢筋截面积M16691.5 1062asx顽浴 165845mmfy（h0） 360 （2900）2 2选用21根32mm的HRB400钢筋截面面积为 As=16890.3 mm2满足要求,可采取3根一束，共7束布置于受拉侧。

15、2）桩身截面配置箍筋（控制截面受剪）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，必须进行剪应力的检算。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 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 cfcbh。0.25 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.

16、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，所以实配箍筋为16200，采用双肢箍，配筋详见下图。N3(72S)ae0cu-NPMMMN5C0181OOO>|/11片1N3C7026)11 / / ; J/ y / / .N4<0162OODuuuajNro(70rue1-1截面配筋图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（T2b ）青灰

17、色泥岩组成，岩层产状 为161°也1 °，强风化带厚度约为2.2 m,其下为中等微风化。岩石的单轴抗压 强度为R=24 MPa。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：k k? Rq0.3 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= 24000kPa。max 968.3kpakRo 0.3 0.5 240003600kpa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 C3

18、0混凝土，选用HRB335级钢筋，现场预制由于抗滑桩净距l06 3 3m，且挡土板深入抗滑桩长度至少为 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b Xh =1000 X250，板长a=3600,如下图 所示3002. 2荷载确定当土体为粘性土时，建筑地基基础设计规(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 cos2()0.51cos2 cos( 0)1 Sin(0)Sin()2 cos(0)cos()2滑面处的库伦土压力 qkh1Ka 20 8.8 0

19、.51 89.76KN /m1 1Ea -qkh- 89.76 8.8395.0KN则总库伦土压力：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106 3 3mI。1.5t3 1.5 0.33.45mMmax 8qk|2则板跨最大弯矩为81 89.76 3.452133.55KN m82.3板墙配筋设计取桩的永久作用分项系数:1.35取桩结构重要性系数:1.0则设计弯矩:M G 0Mmax 1.35 1.0 133.55180.3KN m取C30混凝土，混凝土轴心抗压强度设计值2c 14.3N/mm，取选用 HRB335级钢筋，钢筋抗压强度设计值2y

20、 300N /mm。保护层厚度c=30mm，40mm，h 值取为 250mm，则 h0 =210mm。由力矩平衡条件得M MuXZE。2)72.58mm为防止出现超筋破坏，应满足血 0.55 210115.5mm即满足要求由力的平衡条件得1fcbxfyAs1.0 14.33001000 72.5823459.6mm为防止出现少筋破坏，应满足minbh 0.00215 1000 250537.5 即满足要求2选用用10 -22100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_滑坡防治工程设计与施工技术规，分布钢筋选用HPB300钢筋，直径为12mm,

21、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：在公路侧布置，延伸出滑坡周界5m按市区域常用排水沟截面设计区间取值，截面尺寸见下图200 200 n 厂 Jfi

22、 1O91111O 寸600OJ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 HR

23、B400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单块挡土板钢筋用量:1000 18 18 2 (12 12 3.14 12)19788.48mm19.8m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：1

24、9.8 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 169536mm单根桩所需74个箍筋，该钢筋用量为74 9536 705664mm 705.7m1.6 HPB300直径为18mm的钢筋，该钢筋作为抗滑桩中的架立钢筋单桩用量：(2 (28402 (12 18 3.14 18) 1840 2 (12 18 3.14 18) 15 137326.8mm 137.4m2、混凝土方量计算2.1单桩混凝土用量：222233 2 14.8 3.14 0.013327.4 3.14 0.016331.2 3.14 0.008705.7 3.14 0.009137.4 88.3m2.2单块板混凝土用量