滑坡抗滑桩设计计算

滑坡抗滑桩设计计算抗滑桩设计一:设计题目K15+620~K15+880滑坡处治设计。某高速公路二:设计资料1:概述某高速公路K15+620~K15+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+620~K15+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+620~K15+880滑坡区位于条状低山斜坡中上部，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。104m2，滑体纵向长约105米，宽200~300米，滑体厚度8~20米，面积接近1.5X体积约15X104m3。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20cm,50cm，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;在滑体中部、前端分布较厚，厚9,24m。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265°,290°?15°,28°，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273°?72°、210°?65°。该滑坡的变形迹象明显，包括拉张裂缝、滑塌、地裂缝等。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10,20cm，长度一般6,15m，一般无下错，可见深度30cm，延伸方向100°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=20kPa①=10o°y=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22.5kN/mC=20KPa，滑坡安全系数k=1.20,,10: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2W(kN)l(m),(:)A(m)iiii14.73331.412.571第一块270.56086.2532.328第二块185.44171.820.342第三块215.94857.7514.453第四块187.254213.0515.253第五块87.671972.620.76第六块W(kN),(:)C(kPa)l(m),(:)Wcos,Wcos,tan,(kN)Wsin,Wsin,(kN)(kN)K(kN)tan,:Cl块号iiiiiiiiiiiiiiii(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)1331.4712012.5250100.176107.919.0313.3437626086.25282032.3646100.1765373.8945.82857.33428.834171.8422020.3406100.1763100.3545.72791.483349.844857.7532014.45289100.1764851.1853.8254.2305.0454213.0532015.25305100.1764207.3740.5220.5264.661972.662020.7414100.1761961.8345.3206.2247.43**,,,,E(kN)E(kN),,cos(12),sin(12)，tan,(kN),E块号E(kN)i,1iii,1iiiiii,1(12)(13)(14)=(13)*(15)(15)=10+14-9-5(16)=13*17(17)=11+16-9-5144.34——1072430.61127.11292.665.41902.43-1411292.63132.41902.44300.54390.6662086.21197.62864.12026.4825780.9-31553.1511.9由于抗滑桩设置在第四块末端，上图红线所示3-3处，结合上表计算克制，作用在桩上单位宽度的滑坡推力荷载即为E,2026.4kN/m桩前剩余抗滑力取4E,E,E,1292.8KN/mR56二、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32长为16m，采用C20混凝土，其弹性模量，抗滑桩处滑面E,26.5，10kN/mh以上土厚h,8m，滑面以下土厚h,8m。滑床和滑体的C=20KPa，,,10:1222.5kN/m。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）,2,K,tan（45，）,1.42p2被动土压力为112222E,,hK，2chK,，22.5，10，1.42，2，20，101.42,5891.55kN/mppp1122E,1292.8kN/m因此，被动土压力＞桩前抗力，故桩前土的抗力1292.8kN/mERp,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TEL2026.4，6HHq,,,,1519.8kN/m水平推力分布荷载Hhh811TEL1292.8，6RRq,,,,969.6kN/m剩余抗滑力分布荷载Rhh811q,q,q,1519.8,969.6,550.2kN/m故最终作用在单桩上的分布荷载HR在滑面处，有1122M,qh,，550.2，8,17606.4kN/mA122Q,qh,550.2，8,4401.6kN/mA1

3滑体的地基系数（用m法）配甘点人帽。口场蛆贰岳鬻!虬牌酬俯Ltbf蠢霰b书fl为甬iil4WmhW*i/；<iu的仕中址卜UI&HU1出况1？”・」Wl-1的nianjiimi1mn2机1]蛀ei?用桥Ig\,Hirtfu中株igj>ihmi2IANI-4Jttl4必由fi村市招1心F：UgLfic«w-idcino1n(NI-71HXI-5WiW'ft:声时IHiUrn-DliMKIi%1O>-Ng6L诡f1wnwi-iMomMIXMl-MIXM..|4为十图就H推*，VI责最虹％糊鄙1,早*J如吊土，％咨射阳稣片棒.，日心嘤乳&串由.上RI叱苗叩LM&W丑圮，Ftb1.'.'：:□■■：.，上由iMW□Mm、』％«-勺■:ns土•IL4*?■■■-.■■1『♦=H"・l・»••.；Mi?'JKK-71K;1MAiL.%M'-1*MllBiJ.^-inne°fa.ll--_Mjm"t：j.m,:=i.<S-'.1,-iikt-!匹*或51卜:心1.I：Tr^K'v■!'!-(-5p."i'KZ■bi-1■■■ii4t.tL?4.'1..:?U._2|i.~*-riIF-K.«L_v.>LP.:1乐:r<■■'m■irri»ik1i..ii.J(l>1.QuJ-''.-.-tSW«-：.二晚y祐'■1-s~JHt-斗LUh.iir--i.~.?cnAijju-1-y<«!5&*W7二4«・-2LUiK£-fr心x.口M僧；LiC-SUHi>.i=--i*.j?I*l?tif-Il土iLC-'Ky♦4K■■1LL；底二■,小_.*ruz4-NC--t^tCg为Ln-网盘叫li.l'.'-IUkiiixir<-n=!、ir>上n-.-.l1'.+!■-J!■；：l|.Z--l'..,l'A4H>-/!«/B.i-l.-JI.1H4>-二、5■:b.^-l>.'!■"就d：TflTV?■.Rf.wl'flT口w&■洋女寻*、fT¥%」1丁1=rH■-7m■114■-T:;C¥1■Win-Tri皿mW•'航in■wW-fS•|M5•i>ml!.lb-l>.!l>i*.r-i'?i-Ij.L-1!J«-|ili.^h-l'niiUnIhn~h-门mii：n-1!■■fl~flflmP?Kir*o.j1l(f-?l!l-^BIv.!—•心H.1；-Iff1l.^l-'«iU.=.U-:IUU.Ub.-:IL>''IEIF3根据以上两个表确定画面处的地基系数K=A=64100kN/;锚固段土的地4基系数随着深度变化的系数才用m=33800kN/m4判断桩的刚度性质B,b，1抗滑桩是面积为2*3的矩形桩，则=2+1=3mP已知m=33800kN/mmB33800,3,1P55,,,,0.25m6EI95.4,10，可按刚性桩计算。其计算深度,h,0.25,8,2,2.525、锚固段的内力计算3根据查表确定滑面处的弹性抗力系数K=A=64100kN/my及,，计算0h,,2A（2Qh，3M），mh（3Qh，4M）A2AA2Ay,0,,23A（Qh，2M），mh（2Qh，3M）A2AA2A8，2，64100，（2，4401.6，8，3，17606.4），33800，8，（3，4401.6，8，4，17606.4）,,,,,2，3，64100，（2，4401.6，8，2，17606.4），33800，8，（2,4401.6，8，3，17606.4）=4.73m3A（Qh，2M），mh（2Qh，3M）A2AA2A,,322,,Bh6A（A，mh），mhP22212，3，64100，（4401.6，8，2，17606.4），33800，8，（2，4401.6，8，3,17606.4）,,,322,,3，86，64100，（64100，33800，8），33800，8=0.0018rad,计算，、Q、Myyy,,（y,y）（A，my）,,（4.73,y）（64100，33800y），0.0018y02,545.7，172.4y,60.8y112Q,Q,BA,y（2y,y）,Bm,y（3y,2y）yAP0P02611,4401.6,，3，64100，0.0018y，（2，4.73,y）,，3，33800，2620.0018y，（3，4.73,2y）23,4401.6,1637.2y,258.6y，60.8y1123虬M，Qy,BA,y（3y,y）,Bm,y（2y,y）yAAP0P061212,17606.4,4401.6y,,3,64100,0.0018y,(3,4.73,y),613,3,33800,0.0018y,(2,4.73,y)12234,17606.4,4401.6y,818.6y,86.2y,15.2yy(m)QM侧应力0545.74401.617606.41657.32566.621118.42647.3579.222688.83515.7-1195.822347.64262.5-2393.620489.6-112.3-2649.417874.4-608.7-1598.415626.4-1226.71124.215234.88-1966.300最大值-1966.34401.622776.270最大值位置2.3046、受荷段的内力计算hE,抗滑桩受荷段=8m,滑坡推力为2026.4kN/m剩余抗滑力取2HE,Q,(q,q)y,550.2y1292.8KN/m，桩间距L=6m。剪力RHRy2弯矩M,Q,,275.1y2受荷段桩身内力表y(m)012345678Q(kN)0550.21100.41650.62200.827513301.23851.44410.6M(kN/m)0550.21100.42475.94401.66877.59903.613479.917606.4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：[,（y，h）tan,，c],，[22.5，（y，8），0.176，20]max1cos0.985,三、桩侧应力复核桩身对地层的侧壁压应力（t/m）应符合下列条件max44,[（y，h）tan，c],，[22.5，（y，8），0.176，20],,,max1cos0.985,,16.25y，211.21（kPa）假设下滑力不发生改变，将内摩擦角改为，，，35:[,（y，h）tan,，c],，[22.5，（y，8），0.7，20]max1cos0.819,,110y，713.1（kPa）由以上两式可以列表如下装埋深（m）侧应力（kPa）容许侧应力口]容许侧应力[,,,,,10:,,35:0545.7211.21713.11657.3227.46823.12243.71933.1647.33515.7259.961043.14276.211153.1262.5-112.3292.461263.1-608.7308.711373.1-1226.7324.961483.1-1966.3341.211593.1则当,，10:时，桩侧压应力不合格，，，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R,14MPa混凝土为C20:弯曲抗压强度设计值，轴心抗压设计强度w22,轴心抗拉f,9.6N/mmf,1.1N/mmct2受力钢筋采用Q335:f,300N/mmy2箍筋为Q235:f,210N/mmy3、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：22Rba13，200，300LM,,,25229111kg,cm,2522.91kN,m3.5K3.5，2.651122锚固段全长大于此值，自由段，M,qy,，550.2，y,2522.9122y=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,,1.0结构重要性系数，最大设计弯矩为M,22776.27kN/m，混凝土0MAXha,0.1m保护层厚度取80mm，，则桩截面有效高度二3-0.1=2.9m。取I-I截面0s为承受最大设计弯矩截面，取II-II截面处的弯矩为9903.6kNm,(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6M22776.27，10,,,,0.141s22afh1.0，9.6，2000，2900c10有,,1,1,2,,0.153s有fbh,,1.0,0.153,9.6,2000,290021b0A,bh,,,28397mm,S0f300y22钢筋采用截面面积为1017.9的36钢筋，选30根，实有,mmA,30537mmS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6M9903.6，10,,,,0.061s22afh1.0，9.6，2000，2900c10有,,1,1,2,,0.063s有,,fbh1.0，0.063，9.6，2000，2900210bA,bh,,,11692.8mm,0Sf300y2可选10根36+10根14，实有，满足要求。采用一根36和一,，，A,11718mmS根14两根一束，共十束布置于桩受拉侧。，(2)截面复核,,0.55查表得b,,0.153,,,0.550(非超筋梁)bft,,max(0.2%,0.45，100%),max(0.2%,0.165%),0.2%minfy由公式得Ah28397S,,,,0.5%,,,0.2%(非少筋梁)minbhh2000，290000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ll,l,5d,35d,5d,30d,36:l,(其中960mm，14:=420mm),mmdm3、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2649.4kN,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0.7fbh=0.7，1.10，2000，2900,4466kNt0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10.2.9-10.2.11要求，箍筋的间距取400mm，则箍筋可取210@400,五、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