抗滑桩设计计算.docx

课程名称：路基及支挡结构

设计题目： 抗滑桩设计与计算
院 系： 土木工程系
专 业：
年 级：
姓 名：
指导教师：

课 程 设 计 任 务 书

专 业 姓 名 学 号
开题日期： 年 月 日 完成日期： 年 月 日
题 目 抗滑桩设计计算

一、设计的目的
抗滑桩是一种重要的支挡结构，在铁路、公路、水运及建筑等部门应用十分广泛，本课程设计旨在培养学生独立设计抗滑桩的能力，通过本次设计，学生应系统掌握重力式挡土墙的设计理论和方法。
二、设计的内容及要求
（一）工程概况与地质条件
某公路滑坡主轴断面如图1所示，滑体为碎石土堆积层，，，，滑床为弱风化页岩，地基系数，地基侧向容许压应力。
为整治此滑坡，建议在滑坡前缘设一排钢筋混凝土抗滑桩，悬臂段长9～10m，桩底视作自由端，混凝土的弹性模量安全系数，试设计该抗滑桩。

图 滑坡主轴断面示意图
滑体分块参数如表1所示。
表1 滑体分块体积及相应滑面抗剪强度设计参数
条块编号
条块体力
ci（kPa）
φi（°）
1
500
5
20
2
4950
5
20
3
6600
5
20
4
6700
5
20
5
3280
5
20
抗滑桩悬臂段滑坡推力呈矩形分布。
（二）、设计依据
本课程设计依据《铁路路基支挡结构设计规范》 （TB 10025-2006）进行，相应的技术标准应按该规范执行。
（三）、设计步骤
1、采用传递系数法计算滑坡推力；
2、拟定桩身截面尺寸与平面布置；
3、计算抗滑桩悬臂段内力；
4、计算抗滑桩锚固段内力与变位
（1）确定桩的计算宽度；
（2）确定桩的类型（刚性桩、弹性桩）；
（3）计算锚固点处桩身内力与变位；
（4）计算锚固点以下桩身内力与桩侧土体抗力；
5、验算桩顶位移（不大于10cm），若不满足重复2～4步；
6、验算桩侧地层强度，若不满足重复2～5步；
7、桩身配筋。
（四）、设计要求
为该滑坡工程设计满足工程需的抗滑桩工程(悬臂段长9～10m)，并提交以下成果资料：
（1）抗滑桩设计验算资料；
（2）绘制桩身内力图；
（3）绘制抗滑桩工程横断面图；
（4）绘制抗滑桩桩身配筋图。
（5）本课程设计成果应于2012年12月1日前提交。
（五）、设计内容
1、计算滑坡推力的计算方法，一般采用传递系数法。
按加大自重下滑力考虑安全系数时，计算公式为：

式中 ——传递系数；
根据公式计算滑坡推力计算见下面表格
编号

1
500
5
17
40
60.5
0.305
200
246.211
2
4950
5
17
31.8
18.5
0.305
159
4694.202
3
6600
5
17
37
22
0.305
185
6119.413
4
6700
5
17
42.8
17
0.305
214
6407.241
5
3280
5
17
18.2
8.5
0.305
91
3243.972

编号

1
435.177
75.274
522.213
-
-
246.939
2
1570.658
1435.161
1884.789
42
0.538
423.622
3
2472.403
1870.892
2966.884
-3.5
1.016
1341.731
4
1958.890
1958.890
2350.668
5
0.969
1478.651
5
484.814
991.781
581.777
8.5
0.943
894.585
通过上面的表格计算得出,同时桩前没有被动土压力。
作用在单根抗滑桩上的推力等于
—桩间距；桩间距宜为6~10.但现在考虑到每延米滑坡推力比较大，所以取桩间距为6。
作用在单根抗滑桩上的总推力等于
2、抗滑桩平面尺寸拟定
桩长确定：考虑到推力比较大同时嵌固段长度悬臂段，所以桩长取20,
滑面之上的悬臂段长：一般取值在8~10，取9，
滑面之下的嵌固段长：11
桩的截面尺寸：2.53.0（人工挖孔桩）

3、计算抗滑桩悬臂段内力
规定抗滑桩悬臂段滑坡推力呈矩形分布。
所以作用在悬臂段的均布荷载为

悬臂段的剪力计算公式如下
距桩顶距离
弯矩
剪力
0.0
0.00
0.00
1.0
298.20
596.39
2.0
1192.78
1192.78
3.0
2683.76
1789.17
4.0
4771.12
2385.56
5.0
7454.88
2981.95
6.0
10735.02
3578.34
7.0
14611.56
4174.73
8.0
19084.48
4771.12
9.0
24153.80
5367.51

—距桩顶的距离
悬臂段的弯矩计算公式如下

根据公式计算的悬臂段内力见右侧表格
4、计算抗滑桩锚固段内力与变位
（1）确定桩的计算宽度
矩形截面桩，当桩宽度时，计算宽度
所以抗滑桩的计算宽度
（2）确定桩的类型
基础的变位系数

确定桩的类型：弹性桩；刚性桩
本抗滑桩，故为弹性桩
（3）计算锚固点处桩身内力与变位
设桩底为自由端，采用K法计算
当桩底为自由端时，锚固点的位移与转角采用下式计算：

锚固段顶点桩身的弯矩和剪力为：

取

按照上式求解得：

（4）计算锚固点以下桩身内力与桩侧土体抗力

计算结果如下面的表格和图示

通过计算知道：
①、桩身最大弯矩=28419.02892，出现在滑面以下2
②、最大正负剪力=5367.51（滑面处）和-4598.88889（滑面以下6）
③、桩顶位移

—桩在地面处的水平位移，
—桩在地面处的转角，
—悬臂段的桩长，
悬臂段时桩顶在水平推力作用下产生的水平位移

所以=3.146<10,满足要求
④、嵌固段最大横向压应力为844.412<容许压应力[]＝2000
5、抗滑桩结构配筋
抗滑桩结构设计按极限应力状态法。桩身采用C35混凝土，混凝土弹性模量，轴心抗压强度，受拉强度；受拉钢筋与箍筋采用Ⅱ级钢筋HRB400，钢筋抗拉强度设计值。桩断面为的矩形，截面积S=7.5，结构重要性系数永久荷载分项系数。
（1）、纵向钢筋设计
内力计算结果表明。滑动面以下2桩身弯矩最大，28419.02892，
桩身设计弯矩为

将抗滑桩视为受弯构件，按单筋矩形梁设计，截面有效高度。根据正截面抗弯承载力公式，纵向受拉钢筋屈服与受压区混凝土破环同时发生时（即适筋梁）的相对受压区高度
纵向受力钢筋设计面积为

选用HRB335级的钢筋作为纵向受拉钢筋，则根数为

纵向钢筋采用4根钢筋点焊而成的束筋布筋方式。束筋横向间距290.采用3排布筋，排间距200，每排9束。混凝土保护层厚度70。
的根数应保证不小于最小配筋率要求，即
，满足要求
（2）箍筋设计
内力计算结果表明，滑动面处桩身剪力最大，，所以桩身设计剪力为

按受受弯构件的受剪计算，因为/=2.7/2.5=1.08<4.0,斜截面抗剪强度为

桩身截面尺寸大小满足最小截面尺寸的要求
验算是否需要配置箍筋和弯起钢筋

因此不需要配置抗剪箍筋，只需要按照构造配筋。选用HRB335级的钢筋,单肢箍筋形式，箍筋间距。

三、指导教师评语

四、成 绩

指导教师 (签章)
年 月 日