(完整版)滑坡抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算

1、抗滑樁設(shè)計(jì)一：設(shè)計(jì)題目某高速公路K15+620K15+880 滑坡處治設(shè)計(jì)。二：設(shè)計(jì)資料1：概述某高速公路 K15+620K15+880 位于崩坡積塊石土斜坡前緣，原設(shè)計(jì)為路塹墻支擋塊石土， 泥巖已護(hù)面墻防護(hù)。 開(kāi)挖揭露地質(zhì)情況與設(shè)計(jì)差異較大， 在坡題前緣全斷面開(kāi)挖臨空后，受預(yù)計(jì)暴雨作用塊石土形成牽引式滑坡?；掳l(fā)生后，對(duì)該滑坡進(jìn)行施工圖勘測(cè)， 并結(jié)合工程地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告， 對(duì)該滑坡提出處置的方案。 K15+620K15+880 滑坡采用“清方 +支檔 +截排水”綜合處理，滑坡處治平面布置圖見(jiàn)附圖 1，要求對(duì)抗滑樁進(jìn)行設(shè)計(jì)。2：工程地質(zhì)條件該高速公路K15+620K15+880 滑坡區(qū)位于條狀低山

2、斜坡中上部，沿該段公路左側(cè)展布，前緣高程 304m 左右，后緣高程 355m 左右，地形坡角約 30 度?；w縱向長(zhǎng)約 105 米，寬 200300 米，滑體厚度 820 米，面積接近 1.5×104m2，體積約 15×104m3。主滑動(dòng)方向 202°，屬于大型牽引式塊石土滑坡。通過(guò)地質(zhì)測(cè)繪及鉆探揭露，滑體物質(zhì)主要由崩坡積塊石土（Q4c+dl）組成。塊石土呈紫紅、灰褐等色，稍濕濕，松散稍密，成份主要為砂巖、少量粉砂質(zhì)泥巖，多為中等風(fēng)化，棱角狀，粒徑20cm50cm，約占 60%，次為小塊石，約占 10%，其間由紫紅色低液限粘土充填。在滑體后部相對(duì)較薄，厚m；在滑體

3、中部、前端分布較厚，厚 924m?；瑒?dòng)帶（面）多為塊石土與基巖的接觸帶，滑帶厚 0.2 0.6m 左右，滑帶土中小塊石含量較低（ <5） ,低液限粘土濕、可塑軟塑，有搓揉現(xiàn)象，見(jiàn)鏡面、擦痕等?；参镔|(zhì)主要為侏羅系沙溪廟組泥巖、砂巖。泥巖多為紫紅色，主要由粘土礦物組成，砂質(zhì)含量不均，局部富集，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)、厚層狀構(gòu)造；砂巖多為灰白色，主要由長(zhǎng)石、石英、云母等礦物組成，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造。巖層產(chǎn)狀265o 290o 15o 28o,基巖頂面的產(chǎn)狀近似于巖層產(chǎn)狀。巖體內(nèi)見(jiàn)節(jié)理、裂隙發(fā)育，裂隙產(chǎn)狀 273o 72o、210o65o。該滑坡的變形跡象明顯，包括拉張裂縫、滑塌、地裂縫等。

4、拉張裂縫主要沿后緣基巖陡壁的壁腳分布，分布高程一般在 340 350m 左右，縫寬一般 1020cm，長(zhǎng)度一般 6 15m，一般無(wú)下錯(cuò)，可見(jiàn)深度 30cm，延伸方向 100o左右。隨著滑坡變形發(fā)展，該滑坡可分為 I、 II 級(jí)。 I 級(jí)滑坡主要位于路線左側(cè)的第一級(jí)塊石堆積坡體，為滑坡的主要推力來(lái)源。該段滑體深厚，下滑變形強(qiáng)烈，裂縫密集，前緣溜塌、鼓出明顯。 II 級(jí)滑坡位于整個(gè)滑坡的右后緣塊石堆積坡體上，滑體厚度較小，變形不強(qiáng)烈，主要受一級(jí)牽引所致。3 平面圖及主要計(jì)算斷面：見(jiàn)附圖。（由教師提供電子版的圖，所需尺寸直接由圖上量?。? 主要計(jì)算參數(shù)與數(shù)據(jù)根據(jù)地勘單位提供的室內(nèi)試驗(yàn)值、推薦值，結(jié)合

5、實(shí)測(cè)斷面反算參數(shù)，確定計(jì)算參數(shù)及數(shù)據(jù)如下：設(shè)計(jì)采用滑面參數(shù) C=20kPa =10o。 =22.5kN/m3 滑坡穩(wěn)定安全系數(shù) K=1.20設(shè)計(jì)計(jì)算書一、下滑力計(jì)算C=20KPa，1022.5kN / m3滑坡安全系數(shù) k=1.20計(jì)算每延米滑塊數(shù)據(jù)，所需數(shù)據(jù)由圖上按比例尺量出?；潞缶壐叱藺i ( m2 )Wi (kN )li (m)i ( )第一塊14.73331.412.571第二塊270.56086.2532.328第三塊185.44171.820.342第四塊215.94857.7514.453第五塊187.254213.0515.253第六塊87.671972.620.76塊號(hào)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塊號(hào)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由于抗滑樁設(shè)置在第四塊末端，上圖紅線所示作用在樁上單位寬度的滑坡推力荷載即為E43-3 處，結(jié)合上表計(jì)算克制，2026.4kN/m 樁前剩余抗滑力取ERE5E61292.8KN/m二、抗滑樁的設(shè)計(jì)與計(jì)算1、與樁有關(guān)的相關(guān)系數(shù)選定抗滑樁的樁間距為L(zhǎng)=6m，樁截面采用截面尺寸為2*3m 的矩形截面，樁長(zhǎng)為 16m，采用 C20 混凝土，其彈性模量Eh26.5 103 kN / m2 ，抗滑樁處滑面以上土厚h18m ，滑面以下土厚h28m ?；埠突w的C=

9、20KPa，1022.5kN / m3 。2、作用在抗滑樁上的力（1）荷載計(jì)算作用在樁前的荷載（單位寬度上）K ptan2 (45)1.422被動(dòng)土壓力為122122Ep2h1 K p2ch1K p2 22.510 1.42220101.42 5891.55kN / m因此，被動(dòng)土壓力 Ep>樁前抗力 ER1292 .8kN/ m ，故樁前土的抗力 1292.8kN/m作用在單樁上的荷載抗滑樁間距 L=6m，設(shè)作用在樁上的水平推力及剩余抗滑力均按矩形分布，則有水平推力分布荷載qHTHEH L2026.46kN/mh1h181519.8剩余抗滑力分布荷載qRTRER L1292.86kN/

10、mh1h18969.6故最終作用在單樁上的分布荷載 qqHqR 1519 .8 969.6550.2kN / m在滑面處，有M A1 qh121550.2 8217606.4kN / m22Q Aqh1 550.28 4401 .6kN / m3 滑體的地基系數(shù)（用m 法）根據(jù)以上兩個(gè)表確定畫面處的地基系數(shù)K=A=64100kN/ m3 ；錨固段土的地基系數(shù)隨著深度變化的系數(shù)才用m=33800kN/ m44 判斷樁的剛度性質(zhì)抗滑樁是面積為 2*3 的矩形樁，則 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其計(jì)算深度h20.25822.5 ，可按剛性樁計(jì)算。5、錨固段的內(nèi)力計(jì)算根據(jù)查表確定滑面處的彈性抗力系數(shù)K=A=64100kN/ m3計(jì)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計(jì)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)側(cè)應(yīng)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、受荷段的內(nèi)力計(jì)算抗 滑 樁 受 荷 段 h2 =8m ， 滑 坡 推 力 為 EH2026.4kN/m剩 余 抗 滑 力 取ER1292.8KN/m ，樁間距 L=6m。剪力Q(qHqR ) y550.2 y彎矩MQ ? y275.1y22受荷段樁身內(nèi)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樁側(cè)壓應(yīng)力曲線圖樁身剪力圖7、校核地基強(qiáng)度因?yàn)殄^固層為風(fēng)化破碎巖層， 則樁的橫向壓應(yīng)力應(yīng)小于或等于地基的橫向容許承載力。地基 y 點(diǎn)的橫向容許承載力按下式計(jì)算：4（ yh1）tanc4max22.5 ( y 8) 0.176 20cos0.985三、樁側(cè)應(yīng)力復(fù)核樁身對(duì)地層的側(cè)壁壓應(yīng)力max （t/ m2 ）應(yīng)符合下列條件4（ yh1）tanc4max22.5 ( y 8) 0.176 20cos0.98516.25 y211.21

16、(kPa)假設(shè)下滑力不發(fā)生改變，將內(nèi)摩擦角改為35，4h1）tanc4 22.5( y 8) 0.7 20max （ y0.819cos110 y713.1(kPa)由以上兩式可以列表如下裝埋深（ m）側(cè)應(yīng)力（kPa）容許側(cè)應(yīng)力 容許側(cè)應(yīng)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則當(dāng) 10 時(shí)，樁側(cè)

17、壓應(yīng)力不合格， 35 時(shí)合格，但當(dāng)增大內(nèi)摩擦角時(shí)，下滑力需重新計(jì)算。為避免麻煩，暫不進(jìn)行計(jì)算。以 10 且側(cè)壓力合格考慮進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。四、抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、 基本指標(biāo)混凝土為C20：彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值Rw14MP a ，軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)c9.6N / mm2 ，軸心抗拉f t1.1N / mm2受力鋼筋采用 Q335:f y300N / mm2箍筋為 Q235： f y210N / mm23、確定按混凝土構(gòu)建考慮的范圍因樁身彎矩變化大，且上端彎矩較小，故這部分可按混凝土構(gòu)件考慮。由TJ10-74“規(guī)范”第 34 條混凝土樁截面所能承受的彎矩為：RL ba 2 13200 30022522.

18、91kN ? mM3.525229111kg ? cm3.5K2.65錨固段全長(zhǎng)大于此值，自由段 M1 qy21 550.2 y 22522.91 ，22y=3.03m。按混凝土構(gòu)件考慮，不必配置鋼筋。4、根據(jù)設(shè)計(jì)彎矩計(jì)算縱向受力鋼筋結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)01.0 ，最大設(shè)計(jì)彎矩為 M MAX22776 .27 kN / m ，混凝土保護(hù)層厚度取 80mm， am ，則樁截面有效高度。取I-I截面s0.1h0 =3-0.1=2.9m為承受最大設(shè)計(jì)彎矩截面，取II-II 截面處的彎矩為9903.6kN ? m（1）計(jì)算縱向受拉鋼筋面積計(jì)算 I-I 處最大受彎截面受力鋼筋截面積有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鋼筋采用截面面積為1017.9mm2 的36 鋼筋，選 30 根，實(shí)有 AS 30537mm2滿足要求?？扇皇慌挪贾糜谑芾瓊?cè)。計(jì)算 II-II 截面受力鋼筋截面積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可選 10 根36+10 根14，實(shí)有

20、 AS11718mm2 ，滿足要求。采用一根36 和一根14 兩根一束，共十束布置于樁受拉側(cè)。（2）截面復(fù)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：在做材料圖時(shí)，鋼筋截?cái)帱c(diǎn)應(yīng)伸至不需要該鋼筋的截面以外的長(zhǎng)度l mld5d35d5d30d （其中36 : lm960mm，14： l m =420mm）3、根據(jù)設(shè)計(jì)剪力配箍筋樁間剪力極值位于滑面處的4401.6kN 和地面下14m處的2649.4

21、kN,結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取 1.0 ，設(shè)計(jì)剪力先按4401.6kN 考慮。先對(duì)是否需要配箍筋抵抗剪力進(jìn)行驗(yàn)算0.7 ft bh0 =0.71.102000 29004466kN從計(jì)算結(jié)果可知，設(shè)計(jì)剪力不大于混凝土提供的抗剪能力，則不需要配箍筋。該段箍筋可按構(gòu)造要求取。按GB50010 中要求，箍筋的間距取400mm，則箍筋可取 210400五、抗滑樁施工要求及注意事項(xiàng)抗滑樁施工不當(dāng)會(huì)引起滑坡體的活動(dòng)加劇或局部復(fù)活， 因此：為確保施工安全，達(dá)到預(yù)期治理效果，應(yīng)特別注意規(guī)范抗滑樁施工操作及相關(guān)安全要求?？够瑯妒┕ぐ┕?zhǔn)備、裝空開(kāi)挖、地下水處理、護(hù)壁、鋼筋籠制作與安裝、混凝土灌注、混凝土養(yǎng)護(hù)等工序。要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖施工。施工開(kāi)挖過(guò)程中注意對(duì)原有勘查資料的校核，及時(shí)進(jìn)行地質(zhì)編錄，以利于反饋設(shè)計(jì)。（1）施工準(zhǔn)備按工程要求進(jìn)行備料， 選用材料的型號(hào)， 規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求， 有產(chǎn)品合格證和質(zhì)檢單。鋼筋應(yīng)專門建庫(kù)堆放，避免污染和銹蝕。使用普通硅酸鹽水泥。沙石料的雜質(zhì)和有機(jī)制的含量應(yīng)符合 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范 的有關(guān)規(guī)