岩体抗滑桩课程设计

1、.课程设计任务书学生：专业班级：土木指导老师：工作单位：土木匠程与建筑学院题目：滑坡治理抗滑桩设计初始条件：本课程设计初始条件包含滑坡计算剖面图及条分图、滑坡岩土计算物理力学参数和滑坡当前的稳固性系数以及设计安全系数。详细详见指导老师所给的设计资料（附件1）。要求达成的主要任务：（1）滑坡推力计算及推力曲线绘制，确立抗滑桩设计荷载；（2）抗滑桩力计算并绘制力争；（3）抗滑桩配筋计算；（4）抗滑桩结构设计画图；（5）编制设计说明书。本次课程设计要求达成的主要任务及要求详见指导老师所给的设计资料（附件1及附件2）。.z.抗滑桩工程设计（24）目录设计基础资料及任务要求1.13.1.23.1.34.

2、桩身推力计算2.1.42.2.52.3.6桩身力计算3.17.3.27.3.37.3.48.3.58.3.610.抗滑桩配筋计算4.111.4.2.214.3.314.4.314.5.41附图1.2.z.设计基础资料及任务要求1.1设计基础资料（初始条件）某滑坡剖面图以下列图所示，已知天然状态下其安全系数K1.15。依据工程需求，拟采纳抗滑桩对该滑坡进行加固治理，使其安全系数达到K1.25。滑坡推力计算参数见表1。G为条块的重量，c和分别为滑面的粘聚力和摩擦角，l为条块滑面长，为条块滑面与水平面的夹角。图1某滑坡剖面图表1滑坡推力计算参数条块编号G（KN）c(KPa）(o)l(m)(o)132

3、01918.43339538017.5194634495016.818.33821176017.216.52419154016.417.23122106017.5182017.z.1.2设计任务拟在第滑块处部署一排抗滑桩。桩长18m，此中嵌岩段6m，桩间距4m；桩截面采纳矩形，截面尺寸为12m2（短边垂直于滑向）。抗滑桩由钢筋混凝土现浇而成，混凝土标号采纳C25，受力主筋采纳HRB335钢筋，箍筋采纳HRB235钢筋。由表4供给的滑坡推力计算参数计算滑坡第滑块处的滑坡推力，滑坡推力按三角形散布。抗滑桩前、后滑体厚度基真同样，桩身力计算采纳弹性桩K法，K450MN/m3。试依据以上条件进行抗滑桩

4、的结构设计。K法的影响函数值见附表。1.3设计要求依据讲堂所学容，查阅有关资料达成抗滑桩的结构设计，要求设计思路清楚、方法采纳正确。设计成就应当包含：设计说明书（包含详尽计算过程、以及抗滑桩弯矩、剪力散布图等）和设计图纸（包含抗滑桩纵向配筋图一（A3图幅）和抗滑桩横截面配筋图一（A3图幅）。桩身推力计算2.1传达系数法计算原理依据建筑地基基础设计规（GB500072011），滑坡推力（单位滑坡宽度推力）采纳传达系数法计算，计算模型如图2所示：Ei-1i-1EiWiTiNili图2传达系数法条分计算模型计算公式为：PiPi1iKTiRi式中：Pi为第i条块的滑坡推力（KN），方向平行于滑动面；.

5、z.P1为第i1条块的滑坡推力（），方向平行于第i1滑块的滑动面，当iKNPi10时不考虑，取Pi1=0；P1KW1sin1W1cos1tan1c1l1；Ti为作用于第i条块滑动面上的滑动分力（），TiGisini；KNR为作用于第i条块滑动面上的抗滑分力（），RGcositanicl；iKNiiiii为传达系数，icos(i1i)sin(i1i)tani；为滑动安全系数；Gi为第i滑块的自重重力(KN)；i为第i滑块滑面与水平面的夹角(o)；从水平面开始，顺时针为负，逆时针为正；i1为第i1滑块滑面与水平面的夹角(o)；从水平面开始，顺时针为负，逆时针为正；i为第i滑块滑面处的摩擦角(o)；

6、ci为第i滑块滑面处的粘聚力(KPa)；li为第i滑块滑面处的滑面长度(m)。2.2节余下滑力计算依据2.1中所述的计算方法，笔者分别计算了K=1.15和K=1.25两种状况下各个滑块的节余下滑力Pi，计算过程以下：(1)K1.15P1KG1sin1G1cos1tan1c1l11.151320sin391320cos39tan18.4193312.9KN0;所以：10.PP2P1cos(12)sin(12)tan2KG2sin2G2cos2tan2c2l201.155380sin345380cos34tan1917.5461118.9KNP3P2cos(23)sin(23)tan3KG3sin

7、3G3cos3tan3c3l31118.9cos13sin13tan18.31.154950sin214950cos21tan18.316.838880.3KNP4P3cos(34)sin(34)tan4KG4sin4G4cos4tan4c4l4.z.880.3cos2sin2tan16.51.151760sin191760cos19tan16.517.224623.9KNP5P4cos(45)sin(45)tan5KG5sin5G5cos5tan5c5l5623.9cos(3)sin(3)tan17.21.151540sin221540cos22tan17.216.431346.2KNPPc

8、os(56)sin(56)tan6KG6sin6Gcos6tan6cl66566346.2cos5sin5tan181.151060sin171060cos17tan1817.52012.1KN2K1.25P1KG1sin1G1cos1tan1c1l11.251320sin391320cos39tan18.4193370.1KNPPcos(12)sin(12)tan2KG2sin2Gcos2tan2cl2212270.1cos5sin5tan191.255380sin345380cos34tan1917.5461487.6KNP3P2cos(23)sin(23)tan3KG3sin3G3cos

9、3tan3c3l31487.6cos13sin13tan18.31.254950sin214950cos21tan18.316.8381389.4KNP4P3cos(34)sin(34)tan4KG4sin4G4cos4tan4c4l41389.4cos2sin2tan16.51.251760sin191760cos19tan16.517.2241184.7KNP5P4cos(45)sin(45)tan5KG5sin5G5cos5tan5c5l51184.7cos(3)sin(3)tan17.21.251540sin221540cos22tan17.216.431973.0KNPPcos(56

10、)sin(56)tan6KG6sin6Gcos6tan6cl66566973.0cos5sin5tan181.251060sin171060cos17tan1817.520649.8KN2.3计算结果的整理笔者将两中状况下的计算结果整理出来，详细状况见表2。表2各个滑块节余下滑力Pi计算结果（KN）滑块编号K=1.150.01118.9808.3623.9346.212.1K=1.2570.11487.61389.41184.7973.0649.8滑坡推力曲线2000.0）1500.0NK1000.0力推500.0.zK=1.15K=1.25.图3滑坡推力曲线依据上边表格的计算结果，笔者绘制出

11、两种状况下的推力曲线，如图3.笔者将在第6号滑块处部署一排抗滑桩，故滑坡推力值为：En649.812.1638KN桩身力计算3.1抗滑桩设计资料抗滑桩长18m，此中嵌岩段6m，桩间距4m；桩截面采纳矩形，截面尺寸为212m（短边垂直于滑向）。由表4供给的滑坡推力计算参数计算滑坡第滑块处的滑坡推力，滑坡推力按三角形散布。抗滑桩前、后滑体厚度基真同样，桩身3力计算采纳弹性桩K法，K450MN/m。试依据以上条件进行抗滑桩的结构设计。3.2抗滑桩的规划设计桩：全长18m，此中受荷段h1=12m,锚固段h2=6m；桩间距（中至中）：S=4m；桩截面面积：Fba122m2桩截面惯性矩：Iba31230.

12、67m4；1212ba21223桩截面模量：W660.67m；桩的混凝土（C25）弹性模量：E2.80104MPa；桩的抗弯刚度：EI2.801040.671.87107kNm2；.z.桩的计算宽度：Bp=b+1=2m；KBp桩的变形系数：40.33；4EI桩的计算深度：h26m0.331.98m1.0m属弹性桩；桩底界限条件：按自由端考虑。3.3外力计算每根桩上承受的滑坡推力：ErEnS63842552KN。因为滑坡推力按三角形散布，所以能够求出:bqEr25520.5h1425KN/m.6图4抗滑桩荷载散布图荷载、桩尺寸如上图所示。3.4受荷载段桩身力计算剪力Qybqyy425y218y2

13、h12212（1）弯矩MyQyy18y2y6y333各截面计算结果见表3。表3受荷载段桩身力表y(m)0123456789101112Qy(KN)0187216228845064888211521458180021782592MyKNm0648162384750129620583072437460007986103683.5锚固段桩侧应力和桩身应力计算关于桩底y0.3361.98,有11.4683，20.9862，31.6296，41.1998则：xAMA44213QA23142EI4324243EI432424.z.1036841.199821.46831.62960.3321.871074

14、1.6296240.98621.199825920.98621.62961.46831.19985.12103m0.33310741.6296240.98621.19981.87MA43412QA2213AEI4324242EI4324241036841.62961.19981.46830.98620.331.8710741.6296240.98621.199825920.986221.46831.62962.55103m0.33210741.6296240.98621.19981.87那么，滑动面以下桩身任一截面的变位和力的计算公式：xyxA1AMAQA22EI33EI45.1210317.

15、7310325.0910333.8610344xA4AMAQAy12EI23EI32.5510311.6810321.2710336.761034My2EI4xA3A44MA1QA22EI3EI1036817854.5241706.1362944.24Qy3EI4xA2A43MA44QA12EI3EI2592113763.0220771.6313685.84yKxy4.5105xy依据以上这些公式和方法，笔者分别计算了抗滑桩锚固段的弯矩、剪力以及侧向应力，计算公式见于表4、表5和表6。.z.表4弯矩计算表yy1234My00.001.00000.00000.00000.0000103680.3

16、0.101.00000.09900.00490.0002109510.450.150.99990.14850.01100.0005111080.50.170.99990.16500.01360.0007111420.60.200.99970.19800.01960.0013111840.70.230.99950.23100.02670.002111194*0.90.300.99870.29690.04410.00441112210.330.99800.32990.05440.0060110451.50.500.99000.49400.12240.02021031020.660.96840.65

17、580.21730.047991402.50.830.92290.81230.33860.0934770630.990.84030.95830.48480.161061523.51.160.70471.08660.65380.2546459941.320.49771.18700.84190.377831514.51.490.19891.24581.04330.5332189851.65-0.21361.24631.24980.72249195.51.82-0.76211.16791.45020.945328961.98-1.46830.98621.62961.19980注：标*处为弯矩最大值表

18、5剪力计算表yyQyyyQy00.00259220.66-26570.30.1013292.50.83-30330.450.1577030.99-3144*0.50.175933.51.16-30320.60.2025641.32-27290.70.23-624.51.49-22580.90.30-64251.65-163310.33-9045.51.82-8621.50.50-196661.980注：标*处为剪力最大值表6侧向应力计算表yyxyyyyxyy00.000.00512230420.660.001185310.30.100.0043819712.50.830.00053239.z.

19、0.450.150.00403181330.99-0.00002-80.50.170.0039217623.51.16-0.00048-2160.60.200.00369166241.32-0.00088-3980.70.230.0034815644.51.49-0.00124-5600.90.300.00306137751.65-0.00158-71010.330.0028612875.51.82-0.00190-8551.50.500.0019587861.98-0.00222-997*注：标*处为侧向应力最大值3.6桩的受力状况图依据3.4所求的受荷段力值和3.5所求的锚固段力值，作出抗

20、滑桩全段的受力状况如图5、图6及图7所示。图5抗滑桩弯矩图图6抗滑桩剪力争.z.经查验，侧应力知足条件：4c)max(htancos故，能够依据所求得的力争进行抗滑桩的配筋计算，计算过程和结果将在下一节中进行说明和罗列。4抗滑桩配筋计算4.1配筋计算的基本资料受力主筋采纳HRB335钢筋（fyfy300N/mm2);箍筋采纳HRB235钢筋（fyv235N/mm2);混凝土采纳C25标号的（fc11.9N/mm2,ft1.27/mm2);受压钢筋采纳一排部署（as70mm);受拉钢筋采纳二排部署（as100mm)最大弯矩设计值MKMy,max1.2111941.341010Nmm;4.2抗弯正

21、截面计算因为As和As均未知，引入条件b可得M1fcbh02b(10.5b)Asfy(h0as)1.3410101.011.91000190020.55(10.50.55)300(190070)0取AsAs,max0.002bh0.002100020004000mm2,.z.采纳225432(As4199mm2)则:xh0h022MfyAs(h0as)1fcb19001900221.3410103004199(190070)1.011.91000579mm验算x2as140mm.且xbh01045mm,故x知足要求。图8抗滑桩资料图现已知As和x，所以能够求解出As。fyAs1fcbxAsfy30041991