抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、. 目錄1 工程概況2 計(jì)算依據(jù)3 滑坡穩(wěn)定性分析及推力計(jì)算3.1 計(jì)算參數(shù)3.2 計(jì)算工況3.3 計(jì)算剖面3.4 計(jì)算方法3.5 計(jì)算結(jié)果3.6 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)4 抗滑結(jié)構(gòu)計(jì)算5 工程量計(jì)算一、工程概況 擬建段位于重慶市巫溪縣安子平，設(shè)計(jì)路中線在現(xiàn)有公路右側(cè)約100m，設(shè)計(jì)為大拐回頭彎，設(shè)計(jì)路線起止里程為K96+030K96+155，全長(zhǎng)125m，設(shè)計(jì)路面凈寬7.50m，設(shè)計(jì)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)縱坡3.50%,地面高程為720.846m741.70m，設(shè)計(jì)起止路面高程為724.608m729.148m，K96+080-K96+100為填方，最大填方為4.65m，最小填方為1.133m。二、計(jì)算依據(jù)

2、1.重慶市地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)規(guī)范（DB50/5029-2004）；2.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50007-2002）；3.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB 50330-2002）；4.室外排水設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范（GB 50108-2001）；5.砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50003-2001）；6.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50010-2010）；7.錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范（GB 50086-2001）；8.公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D302004）；9. 相關(guān)教材、專著及手冊(cè)。三、 滑坡穩(wěn)定性分析及推力計(jì)算3.1 計(jì)算參數(shù)3.1.1 物理力學(xué)指標(biāo)： 天然工況：1=20.7kN/m3，1=18.6

3、，C1=36kPa 飽和工況：2=21.3kN/m3，2=15.5，C2=29kPa3.1.2 巖、土物理力學(xué)性質(zhì)該段土層主要為第四系殘破積碎石土，場(chǎng)地內(nèi)均有分布，無(wú)法采取樣品測(cè)試，采取弱風(fēng)化泥做物理力學(xué)性質(zhì)測(cè)試成果：弱風(fēng)化泥巖天然抗壓強(qiáng)度24.00Mpa，飽和抗壓強(qiáng)度17.30 Mpa，天然密度2.564g/cm3,比重2.724，空隙度8.25%，屬軟化巖石，軟質(zhì)巖石。表1 各巖土層設(shè)計(jì)參數(shù)建議值表名 稱地層代號(hào)狀 態(tài)承載力值（MPa）樁周土極限摩阻力（MPa）基底摩擦系數(shù)（）含碎石粉質(zhì)粘土Q4dl+el稍密0.130.160.40強(qiáng)風(fēng)化泥巖T2b破碎0.6/0.50弱風(fēng)化泥巖T2b完整1

4、.60/0.603.1.3 滑坡推力安全系數(shù) 3.2 計(jì)算工況選取公路填筑后自然狀態(tài)、飽和狀態(tài)兩種工況對(duì)滑斜坡進(jìn)行計(jì)算。3.3 計(jì)算剖面 3.4 計(jì)算方法采用折線形滑動(dòng)面穩(wěn)定性計(jì)算（傳遞系數(shù)法）傳遞系數(shù)公式：第i條塊的剩余下滑力公式：3.5 計(jì)算結(jié)果（詳見(jiàn)附頁(yè)） 滑坡推力計(jì)算結(jié)果基巖界面工況條塊編號(hào)剩余下滑力工況條塊編號(hào)剩余下滑力天然狀態(tài)1-73.15 飽和狀態(tài)124.952-31.08 26.673-101.28 3-4.58418.52 4103.83552.66 5209.22691.12 6368.11797.57 7401.798127.38 8551.249125.68 9606.

5、61填土界面天然狀態(tài)1-84.15飽和狀態(tài)1-53.652-260.42-196.083-255.53-201.964222.024294.745108.455268.716191.696382.077-195.45733.198-66.068217.333.6 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)根據(jù)計(jì)算結(jié)果得知斜坡在公路填筑后自然狀態(tài)下Fs=1.18，飽和狀態(tài)下Fs=0.95，因此斜坡在公路填筑后在自然狀態(tài)下為基本穩(wěn)定狀態(tài)，飽和狀態(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)?？赡苷T發(fā)滑坡災(zāi)害發(fā)生，需要進(jìn)行支擋。四、抗滑結(jié)構(gòu)計(jì)算1、抗滑樁設(shè)計(jì)計(jì)算1.1設(shè)計(jì)資料： 物理力學(xué)指標(biāo)： 天然工況：1=20.7kN/m3，1=18.6，C1=36kPa

6、 飽和工況：2=21.3kN/m3，2=15.5，C2=29kPa 根據(jù)巖性及地層情況，由于在滑面以上還存在有筑填土層約7.7m和含碎石粉質(zhì)粘土（Q4dl+el）層厚約為1.1m，所以滑面以上土層厚度約h=8.8m，查取相關(guān)規(guī)范可知取該土層的抗滑地基系數(shù)為m=10000KN/，則滑面處的地基系數(shù)采用A=100008.8=88000KN/泥巖（T2b）由強(qiáng)風(fēng)化泥巖厚為2.20m和弱風(fēng)化泥巖厚為0.70m組成,樁的埋長(zhǎng)為6m。強(qiáng)風(fēng)化泥巖取抗滑地基系數(shù)為=80000KN/，弱風(fēng)化泥巖取抗滑地基系數(shù)=100000KN/。根據(jù)多層土的地基系數(shù)的取值可得樁附近的滑體厚度為8.8m，該處的滑坡推力P=607

7、kN/m，樁前剩余抗滑力E=0kN/m。抗滑樁采用C30鋼筋混凝土，其彈性模量Eh=30 KPa，樁斷面為bh=2m x3m的矩形，截面S=6m2，截面模量 ，截面對(duì)樁中心慣性矩，相對(duì)剛度系數(shù)EI0.85EhI114750000m2，樁的中心距l(xiāng)=6m，樁的計(jì)算寬度Bp=b+1=3m，樁的埋深為=6m。1.2 采用K法計(jì)算樁身的內(nèi)力 （1）計(jì)算樁的剛度由查表可知地基系數(shù)樁的變形系數(shù)樁的換算深度為=0.1516=0.9061 故按剛性樁計(jì)算。（2）計(jì)算外力 每根樁承受的水平推力 F=607C0S266=3273.4KN則 滑坡推力按矩形分布；如右圖 滑面處的剪力Q0=3273.4KN 滑面處彎矩

8、M0=3273.44.4=14403KN/m(3) 滑面至旋轉(zhuǎn)中心的距離 =4.0475m (4) 樁的轉(zhuǎn)角 =0.001739 rad （5）樁身內(nèi)力及樁側(cè)抗力 樁側(cè)抗力 樁側(cè)抗力最大點(diǎn)位置 ， 因?yàn)?, 所以樁身各點(diǎn)的剪力當(dāng)時(shí)，即可找出彎矩最大是的y值。經(jīng)試算求得y=1.309m時(shí)，M最大。樁身各點(diǎn)的彎矩 樁側(cè)抗力、剪力、彎矩計(jì)算結(jié)果如下圖所示：樁側(cè)抗力為0的一點(diǎn)即為剪力最大點(diǎn)，求得當(dāng)埋深：y=4.0475m時(shí)=0所以最大剪力為=5505.52KN剪力為0的一點(diǎn)即為彎矩最大點(diǎn)，求得當(dāng)埋深：y=1.309m時(shí)=0所以最大彎矩為=16691.5KN m1.3 抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗滑樁受滑坡推力和錨

9、固地層抗力作用，在荷載作用下產(chǎn)生彎曲轉(zhuǎn)動(dòng)，為了防止樁體由于荷載作用而產(chǎn)生過(guò)大變形與破壞，樁身需要配縱向受力鋼筋以抵消彎矩，配置箍筋以抵抗剪力。樁身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算參考混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102002)，按受彎構(gòu)件考慮。 1）樁身截面配置縱向受力鋼筋（控制截面受彎）根據(jù)前述抗滑樁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果，取控制截面I-I所受彎矩進(jìn)行計(jì)算。按混凝土結(jié)構(gòu)正截面受彎承載力計(jì)算模式，計(jì)算受力鋼筋，計(jì)算可按單筋截面考慮，經(jīng)簡(jiǎn)化的計(jì)算如圖抗滑樁總長(zhǎng)約為15m，計(jì)算可按兩個(gè)控制截面考慮配筋?？刂平孛?取樁身最大彎矩截面若結(jié)構(gòu)重要系數(shù)取1.0，則控制截面-處的設(shè)計(jì)彎矩為=16691.5KN.m?；炷帘Ｗo(hù)層厚度取80

10、mm，若為單排布，則樁截面有效高度2900mm。由力的平衡條件得 由力矩平衡條件得 聯(lián)立上述兩式求解，得 式中，x為截面受壓區(qū)高度，可按下式求得 式中，M為設(shè)計(jì)彎矩（KN.m）；As為受拉鋼筋截面積；為混凝土受壓區(qū)等效矩形應(yīng)力圖系數(shù)，當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C50時(shí)，取1.0；為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（KPa）；為鋼筋的抗力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（KPa);b為樁截面寬度（m);為截面有效高度（m)；a為受拉鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度（m)。采用C30混凝土，縱向受力鋼筋選用HRB400級(jí)（III級(jí)），箍筋及架立鋼筋選用HPB300(I級(jí))，則其他參數(shù)如上所述。A.計(jì)算-截面受力鋼筋截面積 混凝土受壓區(qū)高度

11、取x的值為208.76mm-截面受力鋼筋截面積選用21根32mm的HRB400鋼筋截面面積為As=16890.3滿足要求，可采取3根一束，共7束布置于受拉側(cè)。2）樁身截面配置箍筋（控制截面受剪）抗滑樁樁身除承受彎矩以外，還承受著剪應(yīng)力。因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必須進(jìn)行剪應(yīng)力的檢算。為了施工方便，樁身不宜設(shè)斜筋，斜面上的剪應(yīng)力由混凝土和箍筋承受。樁身剪力極值有位于滑面處的3273.4KN和位于滑面一下4.0475m處的5505.52KN，同樣，結(jié)構(gòu)重要系數(shù)取1.0，則設(shè)計(jì)剪力按5505.52KN考慮。 驗(yàn)算截面尺寸：因?yàn)?所以截面尺寸滿足要求。驗(yàn)算是否按計(jì)算配箍筋： 可見(jiàn)，設(shè)計(jì)剪力大于混凝土提供的抗剪

12、能力，只需要配置構(gòu)造箍筋即可， 所以實(shí)配箍筋為，采用雙肢箍，配筋詳見(jiàn)下圖。I-I截面配筋圖上述計(jì)算出的縱向受力鋼筋布置于截面受拉側(cè)，即抗滑樁的內(nèi)側(cè)。受壓側(cè)布置構(gòu)造鋼筋以形成骨架，此處選7根HPB400級(jí)26mm，另外，各選7根HRB400級(jí)26mm布置于抗滑樁的兩側(cè)邊，見(jiàn)上圖。1.4 樁側(cè)應(yīng)力驗(yàn)算滑床中、上部主要為三疊系中統(tǒng)巴東組（T2b）青灰色泥巖組成，巖層產(chǎn)狀為16141，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度約為2.2 m，其下為中等微風(fēng)化。巖石的單軸抗壓強(qiáng)度為R=24 MPa。屬于完整的巖質(zhì)、半巖質(zhì)地層。錨固段地層為比較完整的巖質(zhì)地層，樁身對(duì)地層的側(cè)壓應(yīng)力應(yīng)符合下列條件： 巖層產(chǎn)狀傾角大小決定，根據(jù)巖層構(gòu)造取0

13、.5； 取決巖石的裂隙、風(fēng)化及軟化程度，取0.3； 圍巖單軸抗壓極限強(qiáng)度，R24000kPa。 故滿足要求。2、抗滑樁間擋土板設(shè)計(jì)2.1 擋土板的擬定擋土板材料及施工：采用C30混凝土，選用HRB335級(jí)鋼筋，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制由于抗滑樁凈距，且擋土板深入抗滑樁長(zhǎng)度至少為30cm，所以擋土板尺寸擬定如下： 板墻尺寸：截面為矩形，截面 尺寸bh =1000250 ，板長(zhǎng)a=3600,如下圖所示22 荷載確定 當(dāng)土體為粘性土?xí)r，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2002）對(duì)邊坡支擋結(jié)構(gòu)土壓力計(jì)算提出如下規(guī)定，計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)的土壓力時(shí)，可按主動(dòng)土壓力計(jì)算。由板墻測(cè)土地質(zhì)條件，按庫(kù)倫主動(dòng)土壓力計(jì)算：滑面處的庫(kù)

14、倫土壓力則總庫(kù)倫土壓力：取最大庫(kù)倫土壓應(yīng)力均勻作用在單跨板上進(jìn)行設(shè)計(jì)抗滑樁間間距 計(jì)算跨徑 則板跨最大彎矩為2.3 板墻配筋設(shè)計(jì) 取樁的永久作用分項(xiàng)系數(shù)： 取樁結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)： 則設(shè)計(jì)彎矩： 取C30混凝土，混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取選用HRB335 級(jí)鋼筋，鋼筋抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。保護(hù)層厚度c=30mm，h值取為250mm，則=210mm。由力矩平衡條件得 為防止出現(xiàn)超筋破壞，應(yīng)滿足 即滿足要求由力的平衡條件得 為防止出現(xiàn)少筋破壞，應(yīng)滿足 即滿足要求 選用用1022100單排布置，在沿板跨度方向截面受拉一側(cè)布置。 根據(jù)DZ0240-2004_滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范，分布鋼筋選用HPB3

15、00鋼筋，直徑為12mm,布置與受力鋼筋垂直方向，間距200mm，板墻配筋如下圖。3、排水工程 該區(qū)域?qū)僦衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均降雨量1082mm，降雨多集中在59月，尤其是68月多暴雨，日最大降雨量達(dá)192.9mm，小時(shí)最大降雨量超過(guò)65mm。根據(jù)K96+030K96+155工程地質(zhì)詳細(xì)勘察報(bào)告，斜坡坡頂、坡腳無(wú)塘、田、水庫(kù)、河流等地表水體分布?；碌刭|(zhì)條件簡(jiǎn)單，滑體厚度和滑坡規(guī)模都較小，綜合考慮僅需簡(jiǎn)單按區(qū)域性進(jìn)行排水溝設(shè)置。 3.1 排水溝設(shè)計(jì)排水溝材料：采用漿砌條石排水溝布置：在公路內(nèi)側(cè)布置，延伸出滑坡周界5m按重慶市區(qū)域常用排水溝截面設(shè)計(jì)區(qū)間取值，截面尺寸見(jiàn)下圖 排水溝截面尺寸五、工

16、程量計(jì)算1、鋼筋量計(jì)算 該工程中共采用了HRB335、HRB400、HPB300三種鋼筋，其中HRB335鋼筋所用直徑為22mm, HRB400鋼筋所用直徑為26mm、32mm, HPB300鋼筋所用直徑為12mm、16mm、18mm。1.1 HRB335直徑為22mm的鋼筋，該鋼筋全部用于澆筑擋土板單塊擋土板鋼筋用量：因?yàn)榛嬉陨瞎?.8m,而每塊擋土板為1m，所以共需9塊擋土板，其該鋼筋用量為：1.2 HRB400直徑為26mm的鋼筋，該鋼筋全部用于抗滑樁的構(gòu)造鋼筋單樁用量：1.3 HRB400直徑為32mm的鋼筋，該鋼筋全部用于抗滑樁的構(gòu)造鋼筋單樁用量：1.4 HPB300直徑為12mm

17、的鋼筋，該鋼筋作為擋土板的分布鋼筋單塊擋土板鋼筋用量： 因?yàn)榛嬉陨瞎?.8m,而每塊擋土板為1m，所以共需9塊擋土板，其該鋼筋用量為：1.5 HPB300直徑為16mm的鋼筋，該鋼筋作為抗滑樁中的箍筋單個(gè)箍筋用量單根樁所需74個(gè)箍筋，該鋼筋用量為1.6 HPB300直徑為18mm的鋼筋，該鋼筋作為抗滑樁中的架立鋼筋單樁用量：2、混凝土方量計(jì)算2.1 單樁混凝土用量：2.2 單塊板混凝土用量一個(gè)剖面共需9塊板，該用量為2.3 排水溝混凝土用量 3、圬工計(jì)算 該工程中圬工主要為排水溝，排水溝單個(gè)剖面圬工量為由于兩根樁之間距離為6m，所以4、挖填方量挖方量：?jiǎn)蝹€(gè)剖面填方量： 綜上計(jì)算結(jié)果，可知單根樁所控制的