抗滑樁推力及樁身內(nèi)力計(jì)算書3.1、已知資料3.1.1抗滑樁設(shè)于滑坡前緣的抗滑部分：如圖8-12所示l-d=2.0l三三三fflo6二l-d=2.0l三三三fflo6二F設(shè)樁處的滑坡推力E=418.13kN/m,滑體厚度h=6.5m;樁前土體厚度h=4m,剩余抗112滑力Ep=200kN/m。E和E均按矩形分布。該處滑面近水平，故不考慮滑坡推力的垂1p直分力。由于樁前土體較薄，故仍按懸臂樁計(jì)算。3.1.2滑體特征滑體表層為黃土覆蓋，下為風(fēng)化嚴(yán)重類似砂土狀的砂礫巖夾頁巖?；矠轱L(fēng)化嚴(yán)重的砂礫巖夾頁巖，當(dāng)作比較好的土層考慮。各層指標(biāo)如下:滑體：容重Y=19.2kN/m3,內(nèi)摩擦角?=35°,c=5.4kPa；11滑床:容重Y=20.5kN/m3，內(nèi)摩擦角?=53°,c=100kPa。地基系數(shù)的比例系數(shù)選用22m=125000kN/m4。3.1.3抗滑樁采用200級鋼筋混凝土斷面為矩形:d=2.0m,B=1.8m樁間距:L二5m混凝土的彈性模量:E=2.7X107kN/m2；w混凝土的容重：Y二25kN/m3；w樁截面積:F=d?B=2X1.8=3.6m2;樁截面模量:W=1Bd2=6x?8x22=12m3樁截面慣性矩:I=—Bd3=—x1.8x23=1.2m41212相對剛度系數(shù):EI=0.8E1=0.8X2.7X107X1.2=2.592X107kN?m2w樁的計(jì)算寬度:B=B+l=1.8+l=2.8mp3.1.4樁的變形系數(shù)aa=(mH-bp)5E-I=J12500X2-8 =0.2667m-1 (4.9)\25.92x106設(shè)樁埋入滑面以下的長度h=6m,貝Uah=0.2667X6=1.60V2.5 應(yīng)按剛性樁計(jì)算3.2、樁側(cè)應(yīng)力（土抗力）和樁身內(nèi)力計(jì)算3.1外力每根樁上的滑坡推力E=EXL=418.13X5=2090.65kN,T1其分布力：q=2090.65 =321.64kN/mT 6.5每根樁前的剩余抗滑力E'=ExL=200x5=1000KN,pp其分布力qp=10040 =250 /m外力移于滑面處:Q=E-E'=2090.65-1000=1090.65KN,0TpM=E-h-E'-h2=2090.65x65-1000x4=6794.61—2000=4794.61kN?m，0T2p222C=hm=6x125000 =750000kN/m3003.2樁側(cè)應(yīng)力和樁身內(nèi)力計(jì)算滑動(dòng)面以上樁側(cè)應(yīng)力和樁身內(nèi)力計(jì)算：可用一般力學(xué)方法，y‘由樁頂向下計(jì)算。(1)樁側(cè)應(yīng)力。yTOC\o"1-5"\h\zy'=0~2.5m,b'=—=321.64—=114.87KN /m2yB2.8pq—q321.64 —250y'=2.5~6.5m,b=亠^/r= =25.59KN /m2yB2.8/(2)列表計(jì)算剪力Q和彎矩Myy表1yqtqpQyMy0.00321.64250.000.000.001.00321.64250.00321.64160.822.00321.64250.00643.28643.282.50321.64250.00804.101005.133.00321.64250.00839.921416.134.00321.64250.00911.562291.875.00321.64250.00983.203239.256.00321.64250.001054.844258.276.50321.64250.001090.664794.65

3.3滑面下樁側(cè)應(yīng)力和樁身內(nèi)力計(jì)算按角變位法計(jì)算:先按不考慮樁底應(yīng)力重分布時(shí)，計(jì)算y。、①和樁底應(yīng)力°。由公式B0h25)和M(。7+-2Q)得:+6Q°C°dW0 2(Bmh2(3M+2Qh)p°°12(3M.8*2Q5h0Ox612(3缺4794MW2舶090165%6)x6)+6x1090.65x750000x2x1.2: 0=Bmh4+18CdW 2.8x12.500025000-18x<750000x<2794：21 +2x1090-65 x6)cmax=N土1Cd^=1260土1x750000x2x0.000678minF20 3.6 2=350土508.73即：c 二350+508.73二858.73kN/m2maxc二350-508.73二—158.73kN/m2min由于樁底出現(xiàn)拉應(yīng)力，應(yīng)考慮樁底應(yīng)力重分布。此例按第一種情況考慮，由公式(7-32)至(7-34)求①‘、廠和七：0t3-(t3-(3M-2Qh30 ——d)N2Bmh4t2一P=0

6CB0t2-2?8x必000x64=0

6x750000x1.8t3+(3x4794.61t2-2?8x必000x64=0

6x750000x1.812602t3+18.8t2-56=0試算得t=1.65m,12=2.724.49+51.18-56=-0.37(可以)0'=_2^= 2x1260 =0.000686(弧度)CBt2 750000x1.8x2.720y0QCBt2 2 1090.65x750000xl.8x2.72 2x60—0 +h= + Bmh2N3 2.8x125000x62x1260 3=0.252+4=4.252m樁底應(yīng)力由公式（7-35）得a二t'?C二1.65x0.000686x750000二848.93kN/m2(包含計(jì)算誤差)max 0樁側(cè)應(yīng)力。y由公式(7-27)知a二myQ'(y'—y)二my④'y-mQ、yy 0 0二125000x4.252x0.000686y-125000x0.000686y2二364.61y—85.75y2列表2計(jì)算：a 表2yy364.61yy2-85.75y2ay備注（1）（2）（3）（4）（5）=（2）+（4）（6）00.000.000.000.001364.611.00-85.75278.862729.224.00-343.00386.22y=h/32.128775.894.53-388.31387.58y=y/2JJ031093.839.00-771.75322.0841458.4416.00-1372.0086.4451823.0525.00-2143.75-320.70

62187.6636.00-3087.00-899.342）強(qiáng)度條件校核:滑體土換算為滑床土的高度y192h'二ih二—x4二3.75m2y2 20.52h'h=19.2x6.5=6.09miyi20.524y(h+h'4y(h+h')3cosQ22tan533cos53o82x9.75 x1.33二588.78KN/m2〉b二386.22KN/m2 (可以)3x0.602 h3b］二b］二4y2(h:I')tan0hcos0 224x20.5x(6+6.09) “tan53cos53o82x12.090.60282x12.090.602x1.33=2190.26KN/m2>qh=899.34KN/m2可以）3）剪力Qy由公式（7-28）得Q=Q--Bm0'y2(3y-2y)y0 6p 0=1090.65--x2.8x125000x0.000686x4.255y2+-x2.8x125000x0.000686y3二1090.65-510.81y2+80.03y3列表3計(jì)算。Qy表3yQ0y2-510.81y2y380.03y3Qy備注(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)=(2)+(4)+(6)(8)0.001090.650.000.000.000.001090.651.001090.651.00-510.811.0080.03659.871.711090.652.92-1493.665.00400.17-2.842.001090.654.00-2043.248.00640.24-312.353.001090.659.00-4597.2927.002160.81-1345.834.001090.6516.00-8172.9664.005121.92-1960.395.001090.6525.00-12770.25125.0010003.75-1675.856.001090.6536.00-18389.16216.0017286.48-12.03計(jì)算誤差Q=0點(diǎn)的位置，可由表中數(shù)值內(nèi)插求得y=1.71mQ=0彎矩My由公式(7-29)得M=M+Qy-丄Bm^'y3(2y'-y)y0 0 12p 0

4794.61+1090.65『丄x2.8x125000x0.000686x4.255y3+—x2.8x125000x0.000686y612二4794.61+1090.65y-170.27y3+20.01y4列表4計(jì)算。表4yM=47904.611090.65yy3-170.27y3y420.01y4My備注(1)（2）（3）（4）（5）（6）(7)(8)=(2)+(3)+(5)+(7)(9)0.004794.610.000.000.000.000.004794.611.004794.611090.651.00-170.271.0020.015735.001.714794.611865.015.00-851.398.55171.095979.33Mmax2.004794.612181.308.00-1362.1616.00320.165933.913.004794.613271.9527.00-4597.2981.001620.815090.084.004794.614362.6064.00-10897.28256.005122.563382.495.004794.615453.25125.00-21283.75625.0012506.251470.366.004794.616543.90216.00-36778.321296.0025932.96493.15計(jì)算誤差最大彎矩點(diǎn)即Q=0的位置，y=1.71m，最大彎矩已如表4所列。y Q=0

M二5979.33KN-mmax5）滑面和樁頂位移x=0'y'=0.000686x4.255=0.00292m=2.92mm00x=0（y'+h）=0.000686x（4.255+6.5）=0.00738m=7.38mm頂01Q圖yM圖y圖1剛性樁的Q、M圖yy第三章剛性抗滑樁的配筋設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)參數(shù)依據(jù)

《鋼筋砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》 （TJ10-74）和（TJ10-85）楊文淵《土木工程設(shè)計(jì)手冊》交通出版社1985砼參數(shù)：根據(jù)TB10025-2001《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》10.3.1條樁身混凝土強(qiáng)度等級宜采用C20,故本設(shè)計(jì)采用C20混凝土。鋼筋參數(shù)：采用HRB335熱軋鋼筋3.2樁截面配筋率卩的取值和截面高度h的確定配筋率卩的取值攪滑樁是一種特殊的“梁”,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求樁在破壞時(shí),具有“塑性破壞”特征即受拉鋼筋首先到達(dá)屈服,然后砼受壓破壞。要使樁的破壞屬于“塑性破壞”或使結(jié)構(gòu)具有較好的延性,樁截面配筋率卩應(yīng)滿足：聽（卩,卩minmax）（1）平衡梁的概念與卩的計(jì)算max梁在破壞時(shí),鋼筋的屈服與砼的受壓破壞同時(shí)發(fā)生,此時(shí)梁稱為平衡配筋梁①相應(yīng)的配筋率卩稱為平衡配筋率（卩）max卩若增大，則鋼筋應(yīng)力尚未達(dá)屈服，砼卻發(fā)生受壓破壞，稱之超筋梁相應(yīng)于超筋梁,把具有“塑性破壞”特征的梁稱為適筋梁可知，平衡梁是超筋梁

適筋梁的界限情況，平衡配筋率又稱為界限配筋率，即可知，平衡梁是超筋梁

適筋梁的界限情況，平衡配筋率又稱為界限配筋率，即卩max②《砼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TJ10-85），根據(jù)正截面強(qiáng)度計(jì)算方法和平衡梁的破壞特性,提出卩計(jì)算公式：max

/-R卩 bwa/-R卩 bwamaxRa<R:砼的彎曲抗壓強(qiáng)度waR:鋼材屈服強(qiáng)度ax—0h0+ x—0h0+ a)0.0033E0E:鋼材彈模a卩=0.550x9.6=0.0176=1.76『max300 0（2）少筋梁的概念和最少配筋率卩的計(jì)算:min如圖，為祖不同配盤率梁的 ~b曲線:MsU可是：隨配筋率卩減少，M/M增大，梁的極限彎矩M減少。一旦卩減少到使Muucr與M重合時(shí)，裂縫出現(xiàn)鋼筋應(yīng)力即達(dá)屈服。u此時(shí)配筋率稱為最少配筋率卩（它是少筋梁與適筋梁的界限）min若卩〈卩，稱少筋梁R:砼抗拉強(qiáng)度tR:砼抗拉強(qiáng)度tR:鋼材屈服強(qiáng)度a根據(jù)M=M，可得卩=0-45Xh/hXcr u min 0

卩=0.45x2000xU=0.183o,min 1800 300 0%=°.2%燈巾0=Ogx號二OP22。；故取卩=0.222%min注意：其取值與多因素有關(guān)，《規(guī)范》是據(jù)砼等級查表得例C以下，卩=0.15%35 minC?C，卩=0.2%40 60min綜合比較取卩=0.222%min經(jīng)濟(jì)配筋率及卩的選取從結(jié)構(gòu)的受力特征看，截面尺寸的選取，只要(卩小minmax)即可。對于原筋矩形截面的構(gòu)件板的經(jīng)濟(jì)配筋率梁的經(jīng)濟(jì)配筋率0.4~0.8%0.6~1.5%2.樁截面高度h的確定截面寬度b0最大彎矩Mmax對于原筋矩形截面的構(gòu)件板的經(jīng)濟(jì)配筋率梁的經(jīng)濟(jì)配筋率0.4~0.8%0.6~1.5%2.樁截面高度h的確定截面寬度b0最大彎矩Mmax已知下，合理選擇成為砼設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。對矩形截面梁：h1)h的取值范圍：'R:主筋抗拉強(qiáng)度g<R;砼抗彎強(qiáng)度wK:安全系數(shù)1{yThnh=h+hmin01 1 01cythnh=h+hmax02 2 02ch=主筋形的位置ch取（h，h取（h，h）則樁屬于適筋梁（樁）212）h的參考取值：卩=0.6%Th,h033卩=1.5%Th,h044從h、h、h、h選優(yōu)1234h=4.764、h=1.952、h=2.991、h=2.0581234（3）抗剪強(qiáng)度對h的控制h的選擇尚應(yīng)滿足抗剪強(qiáng)度。［砼抗剪力［q］］樁的抗剪能力由｛“心+、亠4『］｛組成，|箍筋抗剪力［qJ[a[a]?hk 0.即[q]=[q]+[q]H K a 0'R:砼的軸心抗壓強(qiáng)度a?:設(shè)計(jì)常數(shù)kh<n:箍筋數(shù)a:設(shè)計(jì)中允許選擇的單根箍筋的最大截面積ks:允許選擇的箍筋布置的最小截面積最終要求h滿足：［q］>KQ （K:設(shè)計(jì)安全系數(shù)）2max23.3樁主斷面主筋配筋設(shè)計(jì)和割筋設(shè)計(jì)依據(jù)M進(jìn)行截面受拉區(qū)鋼筋數(shù)量計(jì)算及布置max另因其它斷面M<M，且變化幅度大，為節(jié)省材料需進(jìn)行割筋設(shè)計(jì)。max主筋配筋設(shè)計(jì)主筋斷面和配筋率卩1=RwRCi-2KM1b-h2-R)max 0w主筋總面積：Alim=r-b-hs10xfsA主筋數(shù)量：n=—rasa二可選主筋的單根截面積(d=28mm,a=615.3mm2)ss綜合荷載系數(shù)K=1.3,KM=1.3X5979.33=7773.13max根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范就算公式計(jì)算配筋率kMmax—s=akMmax—s=afbh21c0二0.1391.0x9.6x1800X180Q2g二1―、汁-2a二1 .1-2x0.139二0.15丫二1+尸=1+J-2x0?139二0.925s_kMA_kMA=max

sfYhys07773.13x106300x0.925x1800=15561.82mm2A15561.82A15561.82n二r=a615.3=25.3取n=26A=26x615.3=15997.8mm2sA15997.8r=r= =0.00494=0.494%>卩=0.222%可以1bh1800x1800 min0設(shè)置兩排鋼筋，取M=kMmx=3886.5652kM7773.13x106max——2fbh21c02x1.0x9.6x1800x18002二0.0695g'二1—：；1-2a二1 ：：1—2X0.0695二0.072s■s1+%.-'1-2x0.0695

2二■s1+%.-'1-2x0.0695

2二0.964_kMl— max~s2fyhys07773.13x1062x300x0.964x1800—7466.12mm2n'=冬=7466.12-12.13取n-13a615.3sA'—13x615.3—7998.9mm2sA' 7998.9卩'—r— —0.00247—0.247%>卩=0.222%可以1bh1800x1800 min0主筋割筋設(shè)計(jì)構(gòu)造要求:一般?28~?36,每根束之間距10~15cm,排距15~20cm,保護(hù)層厚度12~20cm均可。以主斷面為基礎(chǔ),減少其他斷面的主筋。選材后繪出材料包絡(luò)圖。布筋范圍：180-2X15=150cm，束筋間中-中距離：20+2d=20+6=26cm一排的鋼筋束數(shù)：150^26=5.76取5故有5個(gè)間隔6束鋼筋根據(jù)上面的配筋計(jì)算（兩排鋼筋）可知，第一排鋼筋配13根，采用兩根或者三根一束一束，第1束三根，2~6束均為兩根；第二排也配13根，第1束三根，2~6束均為兩根。排數(shù)距樁頂距離（m）距樁底距離（m）鋼筋長度（m）第一排0.200.2012.10第二排4.741.805.963.4樁的抗剪能力與箍筋設(shè)計(jì)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ10）規(guī)定，當(dāng)柱子各邊縱向受力鋼筋多于3根時(shí)，應(yīng)放置附加鋼筋；考慮到抗滑樁為地下結(jié)構(gòu)，樁身一般在十幾米以上，工人必須在坑內(nèi)上下作業(yè)，不宜設(shè)置過多的箍筋肢數(shù)，因此，規(guī)定不宜采用多于4肢的封閉箍筋，并允許每箍筋在一行上所箍的受拉筋不受限制。本設(shè)計(jì)采用4肢箍，HPB235鋼筋，?10直徑。樁的抗剪能力由［q］和［q］兩部分組成HK

若[q]>KQ，按理論不需箍筋。但應(yīng)按《規(guī)范》中規(guī)定的最大布置間距S布置H2max箍筋，同時(shí)滿足》k=n?aK/b.S>巴訕max若[Q]KQ，則應(yīng)計(jì)算設(shè)計(jì)箍筋：H2Y原理在樁截面h選取中VvY原理在樁截面h選取中Vv箍筋肢數(shù),n箍筋截面積a,K，已確定n取4,a=78?5mm?)Kn-[s]K2Q-0.07R-b-hV箍筋的間距V箍筋的間距S=300mm布置的區(qū)域h=12500-400=12100mmsi，進(jìn)而繪出樁的抗剪能力包絡(luò)圖剛性抗滑樁一般存在兩種受筋\受拉區(qū)主筋剛性抗滑樁一般存在兩種受筋\受拉區(qū)主筋抗剪箍筋箍筋配筋率計(jì)算：4x78.51800x300—0.058％0.7fbh=0.7x1.1x1800x1800=2494.84x78.51800x300—0.058％AnAP—sv— sv1svbsbs?12~?14cm可2~4肢，間距靈活布置

1受壓區(qū)和斷面兩側(cè)的架立筋3.5此外尚有［各種拉肋一般按構(gòu)造布置，多與主筋同型號，間距50cm左右第四節(jié)抗滑樁工程的施工設(shè)計(jì)圖繪制（11）滑坡計(jì)算斷面圖2）樁力結(jié)構(gòu)圖3）樁基抗護(hù)壁圖抗滑樁工程的施工圖包括：4） 樁位布置縱斷面圖抗滑樁工程的施工圖包括：5） 工程布置總平面圖內(nèi)力分布圖（6）還有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中學(xué)需的］材料包絡(luò)圖圍巖應(yīng)力分布圖滑坡（樁力計(jì)算）斷面圖樁力計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示出抗滑樁樁位，巖土分層及滑帶位置圖框、圖標(biāo)及繪圖比例圖框：選擇圖幅尺寸，有各種固定標(biāo)準(zhǔn)尺寸（加寬或加長應(yīng)按1的整倍數(shù)進(jìn)行）8圖標(biāo)：各異應(yīng)畫出圖例外框和巖芯分界線。斷面地表線（line），讀入基點(diǎn)（0，高程H），新點(diǎn)