巖體抗滑樁課程設(shè)計

1、.課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生：專業(yè)班級：土木指導(dǎo)老師：工作單位：土木匠程與建筑學(xué)院題目：滑坡治理抗滑樁設(shè)計初始條件：本課程設(shè)計初始條件包含滑坡計算剖面圖及條分圖、滑坡巖土計算物理力學(xué)參數(shù)和滑坡當(dāng)前的穩(wěn)固性系數(shù)以及設(shè)計安全系數(shù)。詳細(xì)詳見指導(dǎo)老師所給的設(shè)計資料（附件1）。要求達(dá)成的主要任務(wù)：（1）滑坡推力計算及推力曲線繪制，確立抗滑樁設(shè)計荷載；（2）抗滑樁力計算并繪制力爭；（3）抗滑樁配筋計算；（4）抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計畫圖；（5）編制設(shè)計說明書。本次課程設(shè)計要求達(dá)成的主要任務(wù)及要求詳見指導(dǎo)老師所給的設(shè)計資料（附件1及附件2）。.z.抗滑樁工程設(shè)計（24）目錄設(shè)計基礎(chǔ)資料及任務(wù)要求1.13.1.23.1.34.

2、樁身推力計算2.1.42.2.52.3.6樁身力計算3.17.3.27.3.37.3.48.3.58.3.610.抗滑樁配筋計算4.111.4.2.214.3.314.4.314.5.41附圖1.2.z.設(shè)計基礎(chǔ)資料及任務(wù)要求1.1設(shè)計基礎(chǔ)資料（初始條件）某滑坡剖面圖以下列圖所示，已知天然狀態(tài)下其安全系數(shù)K1.15。依據(jù)工程需求，擬采納抗滑樁對該滑坡進(jìn)行加固治理，使其安全系數(shù)達(dá)到K1.25?；峦屏τ嬎銋?shù)見表1。G為條塊的重量，c和分別為滑面的粘聚力和摩擦角，l為條塊滑面長，為條塊滑面與水平面的夾角。圖1某滑坡剖面圖表1滑坡推力計算參數(shù)條塊編號G（KN）c(KPa）(o)l(m)(o)132

3、01918.43339538017.5194634495016.818.33821176017.216.52419154016.417.23122106017.5182017.z.1.2設(shè)計任務(wù)擬在第滑塊處部署一排抗滑樁。樁長18m，此中嵌巖段6m，樁間距4m；樁截面采納矩形，截面尺寸為12m2（短邊垂直于滑向）?？够瑯队射摻罨炷连F(xiàn)澆而成，混凝土標(biāo)號采納C25，受力主筋采納HRB335鋼筋，箍筋采納HRB235鋼筋。由表4供給的滑坡推力計算參數(shù)計算滑坡第滑塊處的滑坡推力，滑坡推力按三角形散布?？够瑯肚?、后滑體厚度基真同樣，樁身力計算采納彈性樁K法，K450MN/m3。試依據(jù)以上條件進(jìn)行抗滑樁

4、的結(jié)構(gòu)設(shè)計。K法的影響函數(shù)值見附表。1.3設(shè)計要求依據(jù)講堂所學(xué)容，查閱有關(guān)資料達(dá)成抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要求設(shè)計思路清楚、方法采納正確。設(shè)計成就應(yīng)當(dāng)包含：設(shè)計說明書（包含詳盡計算過程、以及抗滑樁彎矩、剪力散布圖等）和設(shè)計圖紙（包含抗滑樁縱向配筋圖一（A3圖幅）和抗滑樁橫截面配筋圖一（A3圖幅）。樁身推力計算2.1傳達(dá)系數(shù)法計算原理依據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)（GB500072011），滑坡推力（單位滑坡寬度推力）采納傳達(dá)系數(shù)法計算，計算模型如圖2所示：Ei-1i-1EiWiTiNili圖2傳達(dá)系數(shù)法條分計算模型計算公式為：PiPi1iKTiRi式中：Pi為第i條塊的滑坡推力（KN），方向平行于滑動面；.

5、z.P1為第i1條塊的滑坡推力（），方向平行于第i1滑塊的滑動面，當(dāng)iKNPi10時不考慮，取Pi1=0；P1KW1sin1W1cos1tan1c1l1；Ti為作用于第i條塊滑動面上的滑動分力（），TiGisini；KNR為作用于第i條塊滑動面上的抗滑分力（），RGcositanicl；iKNiiiii為傳達(dá)系數(shù)，icos(i1i)sin(i1i)tani；為滑動安全系數(shù)；Gi為第i滑塊的自重重力(KN)；i為第i滑塊滑面與水平面的夾角(o)；從水平面開始，順時針為負(fù)，逆時針為正；i1為第i1滑塊滑面與水平面的夾角(o)；從水平面開始，順時針為負(fù)，逆時針為正；i為第i滑塊滑面處的摩擦角(o)；

6、ci為第i滑塊滑面處的粘聚力(KPa)；li為第i滑塊滑面處的滑面長度(m)。2.2節(jié)余下滑力計算依據(jù)2.1中所述的計算方法，筆者分別計算了K=1.15和K=1.25兩種狀況下各個滑塊的節(jié)余下滑力Pi，計算過程以下：(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計算結(jié)果的整理筆者將兩中狀況下的計算結(jié)果整理出來，詳細(xì)狀況見表2。表2各個滑塊節(jié)余下滑力Pi計算結(jié)果（KN）滑塊編號K=1.150.01118.9808.3623.9346.212.1K=1.2570.11487.61389.41184.7973.0649.8滑坡推力曲線2000.0）1500.0NK1000.0力推500.0.zK=1.15K=1.25.圖3滑坡推力曲線依據(jù)上邊表格的計算結(jié)果，筆者繪制出

11、兩種狀況下的推力曲線，如圖3.筆者將在第6號滑塊處部署一排抗滑樁，故滑坡推力值為：En649.812.1638KN樁身力計算3.1抗滑樁設(shè)計資料抗滑樁長18m，此中嵌巖段6m，樁間距4m；樁截面采納矩形，截面尺寸為212m（短邊垂直于滑向）。由表4供給的滑坡推力計算參數(shù)計算滑坡第滑塊處的滑坡推力，滑坡推力按三角形散布?？够瑯肚啊⒑蠡w厚度基真同樣，樁身3力計算采納彈性樁K法，K450MN/m。試依據(jù)以上條件進(jìn)行抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計。3.2抗滑樁的規(guī)劃設(shè)計樁：全長18m，此中受荷段h1=12m,錨固段h2=6m；樁間距（中至中）：S=4m；樁截面面積：Fba122m2樁截面慣性矩：Iba31230.

12、67m4；1212ba21223樁截面模量：W660.67m；樁的混凝土（C25）彈性模量：E2.80104MPa；樁的抗彎剛度：EI2.801040.671.87107kNm2；.z.樁的計算寬度：Bp=b+1=2m；KBp樁的變形系數(shù)：40.33；4EI樁的計算深度：h26m0.331.98m1.0m屬彈性樁；樁底界限條件：按自由端考慮。3.3外力計算每根樁上承受的滑坡推力：ErEnS63842552KN。因為滑坡推力按三角形散布，所以能夠求出:bqEr25520.5h1425KN/m.6圖4抗滑樁荷載散布圖荷載、樁尺寸如上圖所示。3.4受荷載段樁身力計算剪力Qybqyy425y218y2

13、h12212（1）彎矩MyQyy18y2y6y333各截面計算結(jié)果見表3。表3受荷載段樁身力表y(m)0123456789101112Qy(KN)0187216228845064888211521458180021782592MyKNm0648162384750129620583072437460007986103683.5錨固段樁側(cè)應(yīng)力和樁身應(yīng)力計算關(guān)于樁底y0.3361.98,有11.4683，20.9862，31.6296，41.1998則：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，滑動面以下樁身任一截面的變位和力的計算公式：xyxA1AMAQA22EI33EI45.1210317.

15、7310325.0910333.8610344xA4AMAQAy12EI23EI32.5510311.6810321.2710336.761034My2EI4xA3A44MA1QA22EI3EI1036817854.5241706.1362944.24Qy3EI4xA2A43MA44QA12EI3EI2592113763.0220771.6313685.84yKxy4.5105xy依據(jù)以上這些公式和方法，筆者分別計算了抗滑樁錨固段的彎矩、剪力以及側(cè)向應(yīng)力，計算公式見于表4、表5和表6。.z.表4彎矩計算表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：標(biāo)*處為彎矩最大值表

18、5剪力計算表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：標(biāo)*處為剪力最大值表6側(cè)向應(yīng)力計算表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：標(biāo)*處為側(cè)向應(yīng)力最大值3.6樁的受力狀況圖依據(jù)3.4所求的受荷段力值和3.5所求的錨固段力值，作出抗

20、滑樁全段的受力狀況如圖5、圖6及圖7所示。圖5抗滑樁彎矩圖圖6抗滑樁剪力爭.z.經(jīng)查驗，側(cè)應(yīng)力知足條件：4c)max(htancos故，能夠依據(jù)所求得的力爭進(jìn)行抗滑樁的配筋計算，計算過程和結(jié)果將在下一節(jié)中進(jìn)行說明和羅列。4抗滑樁配筋計算4.1配筋計算的基本資料受力主筋采納HRB335鋼筋（fyfy300N/mm2);箍筋采納HRB235鋼筋（fyv235N/mm2);混凝土采納C25標(biāo)號的（fc11.9N/mm2,ft1.27/mm2);受壓鋼筋采納一排部署（as70mm);受拉鋼筋采納二排部署（as100mm)最大彎矩設(shè)計值MKMy,max1.2111941.341010Nmm;4.2抗彎正

21、截面計算因為As和As均未知，引入條件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.采納225432(As4199mm2)則:xh0h022MfyAs(h0as)1fcb19001900221.3410103004199(190070)1.011.91000579mm驗算x2as140mm.且xbh01045mm,故x知足要求。圖8抗滑樁資料圖現(xiàn)已知As和x，所以能夠求解出As。fyAs1fcbxAsfy30041991