1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué)生姓名： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 土木 指導(dǎo)老師： 工作單位： 土木工程與建筑學(xué)院 題目：滑坡治理抗滑樁設(shè)計(jì)初始條件：本課程設(shè)計(jì)初始條件包括滑坡計(jì)算剖面圖及條分圖、滑坡巖土計(jì)算物理力學(xué)參數(shù)和滑坡目前的穩(wěn)定性系數(shù)以及設(shè)計(jì)安全系數(shù)。具體詳見(jiàn)指導(dǎo)老師所給的設(shè)計(jì)資料（附件1）。要求完成的主要任務(wù)：（1）滑坡推力計(jì)算及推力曲線繪制，確定抗滑樁設(shè)計(jì)荷載；（2）抗滑樁內(nèi)力計(jì)算并繪制內(nèi)力圖；（3）抗滑樁配筋計(jì)算；（4）抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)繪圖；（5）編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。本次課程設(shè)計(jì)要求完成的主要任務(wù)及要求詳見(jiàn)指導(dǎo)老師所給的設(shè)計(jì)資料（附件1及附件2）?？够瑯豆こ淘O(shè)計(jì)（24）目錄1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料及任務(wù)要求 1.1設(shè)計(jì)

2、基礎(chǔ)資料（初始條件）.3 1.2設(shè)計(jì)任務(wù).3 1.3設(shè)計(jì)要求.4 2樁身推力計(jì)算2.1傳遞系數(shù)法計(jì)算原理.4 2.2剩余下滑力計(jì)算.5 2.3計(jì)算結(jié)果整理.6 3 樁身內(nèi)力計(jì)算 3.1抗滑樁設(shè)計(jì)資料.73.2抗滑樁的規(guī)劃設(shè)計(jì).7 3.3外力計(jì)算.7 3.4受荷段樁身內(nèi)力計(jì)算.8 3.5錨固段樁身內(nèi)力計(jì)算.8 3.6樁的內(nèi)力狀況圖.10 4 抗滑樁配筋計(jì)算 4.1配筋計(jì)算的基本資料.11 4.2抗彎正截面計(jì)算.124.3受拉鋼筋的不等長(zhǎng)配置.13 4.4斜截面抗剪計(jì)算.13 4.5設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及參考資料.145 附圖附圖1.抗滑樁縱向配筋圖 附圖2.抗滑樁橫向配筋圖 1 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料及任務(wù)要求1.1

3、 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料（初始條件）某滑坡剖面圖如下圖所示，已知天然狀態(tài)下其安全系數(shù)。根據(jù)工程需求，擬采用抗滑樁對(duì)該滑坡進(jìn)行加固治理，使其安全系數(shù)達(dá)到?；峦屏τ?jì)算參數(shù)見(jiàn)表1。G為條塊的重量，和分別為滑面的粘聚力和內(nèi)摩擦角，為條塊滑面長(zhǎng)，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(jì)算參數(shù)條塊編號(hào)（KN）(KPa）()(m)()13201918.43339538017.5194634495016.818.33821176017.216.52419154016.417.23122106017.51820171.2 設(shè)計(jì)任務(wù)擬在第滑塊處布置一排抗滑樁。樁長(zhǎng)18m，其中嵌巖段6m，樁間距4m；樁

4、截面采用矩形，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(hào)采用C25，受力主筋采用HRB335鋼筋，箍筋采用HRB235鋼筋。由表4提供的滑坡推力計(jì)算參數(shù)計(jì)算滑坡第滑塊處的滑坡推力，滑坡推力按三角形分布?？够瑯肚?、后滑體厚度基本相同，樁身內(nèi)力計(jì)算采用彈性樁K法，K450MN/m3。試根據(jù)以上條件進(jìn)行抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。K法的影響函數(shù)值見(jiàn)附表。1.3 設(shè)計(jì)要求 根據(jù)課堂所學(xué)內(nèi)容，查閱相關(guān)資料完成抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)思路清晰、方法選用正確。設(shè)計(jì)成果應(yīng)該包括：設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（包括詳細(xì)計(jì)算過(guò)程、以及抗滑樁彎矩、剪力分布圖等）和設(shè)計(jì)圖紙（包括抗滑樁縱向配筋圖一張（A3圖幅

5、）和抗滑樁橫截面配筋圖一張（A3圖幅）。2 樁身推力計(jì)算2.1傳遞系數(shù)法計(jì)算原理 按照建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500072011），滑坡推力（單位滑坡寬度推力）采用傳遞系數(shù)法計(jì)算，計(jì)算模型如圖2所示：WiEiEi-11TiliNiii-111圖2 傳遞系數(shù)法條分計(jì)算模型計(jì)算公式為： 式中：為第條塊的滑坡推力（KN），方向平行于滑動(dòng)面；為第條塊的滑坡推力（KN），方向平行于第滑塊的滑動(dòng)面， 當(dāng)0時(shí)不考慮，取=0； 為作用于第條塊滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（KN），； 為作用于第條塊滑動(dòng)面上的抗滑分力（KN），； 為傳遞系數(shù)，； 為滑動(dòng)安全系數(shù)；為第滑塊的自重重力(KN)；為第滑塊滑面與水平面的夾角()

6、；從水平面開(kāi)始，順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正；為第滑塊滑面與水平面的夾角()；從水平面開(kāi)始，順時(shí)針為負(fù)，逆時(shí)針為正；為第滑塊滑面處的內(nèi)摩擦角()；為第滑塊滑面處的粘聚力(KPa)；為第滑塊滑面處的滑面長(zhǎng)度(m)。2.2 剩余下滑力計(jì)算 按照2.1中所述的計(jì)算方法，筆者分別計(jì)算了K=1.15和K=1.25兩種情況下各個(gè)滑塊的剩余下滑力，計(jì)算過(guò)程如下： 所以： 2.3 計(jì)算結(jié)果的整理 筆者將兩中情況下的計(jì)算結(jié)果整理出來(lái)，具體情況見(jiàn)表2。表2 各個(gè)滑塊剩余下滑力計(jì)算結(jié)果（KN）滑塊編號(hào)K=1.150.0 1118.9 808.3 623.9 346.2 12.1 K=1.2570.1 1487.6 138

7、9.4 1184.7 973.0 649.8 圖3 滑坡推力曲線根據(jù)上面表格的計(jì)算結(jié)果，筆者繪制出兩種情況下的推力曲線，如圖3.筆者將在第6號(hào)滑塊處布置一排抗滑樁，故滑坡推力值為：3 樁身內(nèi)力計(jì)算3.1 抗滑樁設(shè)計(jì)資料抗滑樁長(zhǎng)18m，其中嵌巖段6m，樁間距4m；樁截面采用矩形，截面尺寸為12m2（短邊垂直于滑向）。由表4提供的滑坡推力計(jì)算參數(shù)計(jì)算滑坡第滑塊處的滑坡推力，滑坡推力按三角形分布?？够瑯肚?、后滑體厚度基本相同，樁身內(nèi)力計(jì)算采用彈性樁K法，K450MN/m3。試根據(jù)以上條件進(jìn)行抗滑樁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.2 抗滑樁的規(guī)劃設(shè)計(jì)樁：全長(zhǎng)18m，其中受荷段h1=12m,錨固段h2=6m；樁間距（中

8、至中）：S=4m；樁截面面積：樁截面慣性矩：；樁截面模量：；樁的混凝土（C25）彈性模量：；樁的抗彎剛度：；樁的計(jì)算寬度：=b+1=2m；樁的變形系數(shù)：；樁的計(jì)算深度： 屬?gòu)椥詷?；樁底邊界條件：按自由端考慮。3.3 外力計(jì)算每根樁上承受的滑坡推力：。因?yàn)榛峦屏Π慈切畏植?，所以可以求? 圖4 抗滑樁荷載分布圖 荷載、樁尺寸如上圖所示。 3.4 受荷載段樁身內(nèi)力計(jì)算剪力 （1） 彎矩 各截面計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。表3 受荷載段樁身內(nèi)力表y(m)012345678910111201872162288450648882115214581800217825920648162384750129620583

9、072437460007986103683.5 錨固段樁側(cè)應(yīng)力和樁身應(yīng)力計(jì)算對(duì)于樁底則：那么，滑動(dòng)面以下樁身任一截面的變位和內(nèi)力的計(jì)算公式：根據(jù)以上這些公式和方法，筆者分別計(jì)算了抗滑樁錨固段的彎矩、剪力以及側(cè)向應(yīng)力，計(jì)算公式見(jiàn)于表4、表5和表6。表4 彎矩計(jì)算表y00.00 1.0000 0.0000 0.0000 0.0000 10368 0.30.10 1.0000 0.0990 0.0049 0.0002 10951 0.450.15 0.9999 0.1485 0.0110 0.0005 11108 0.50.17 0.9999 0.1650 0.0136 0.0007 11142 0

10、.60.20 0.9997 0.1980 0.0196 0.0013 11184 0.70.23 0.9995 0.2310 0.0267 0.0021 11194*0.90.30 0.9987 0.2969 0.0441 0.0044 11122 10.33 0.9980 0.3299 0.0544 0.0060 11045 1.50.50 0.9900 0.4940 0.1224 0.0202 10310 20.66 0.9684 0.6558 0.2173 0.0479 9140 2.50.83 0.9229 0.8123 0.3386 0.0934 7706 30.99 0.8403

11、0.9583 0.4848 0.1610 6152 3.51.16 0.7047 1.0866 0.6538 0.2546 4599 41.32 0.4977 1.1870 0.8419 0.3778 3151 4.51.49 0.1989 1.2458 1.0433 0.5332 1898 51.65 -0.2136 1.2463 1.2498 0.7224 919 5.51.82 -0.7621 1.1679 1.4502 0.9453 289 61.98 -1.4683 0.9862 1.6296 1.1998 0 注：標(biāo)*處為彎矩最大值表5 剪力計(jì)算表yy00.00 259220.66

12、 -26570.30.10 13292.50.83 -30330.450.15 77030.99 -3144*0.50.17 5933.51.16 -30320.60.20 25641.32 -27290.70.23 -624.51.49 -22580.90.30 -64251.65 -163310.33 -9045.51.82 -8621.50.50 -196661.98 0注：標(biāo)*處為剪力最大值表6 側(cè)向應(yīng)力計(jì)算表yy00.00 0.00512230420.66 0.00118 5310.30.10 0.0043819712.50.83 0.00053 2390.450.15 0.0040

13、3181330.99 -0.00002 -80.50.17 0.0039217623.51.16 -0.00048 -2160.60.20 0.00369166241.32 -0.00088 -3980.70.23 0.0034815644.51.49 -0.00124 -5600.90.30 0.00306137751.65 -0.00158 -71010.33 0.0028612875.51.82 -0.00190 -8551.50.50 0.0019587861.98 -0.00222 -997*注：標(biāo)*處為側(cè)向應(yīng)力最大值3.6 樁的受力狀況圖根據(jù)3.4所求的受荷段內(nèi)力值和3.5所求的錨

14、固段內(nèi)力值，作出抗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 抗滑樁剪力圖經(jīng)檢驗(yàn)，側(cè)應(yīng)力滿足條件： 故，可以根據(jù)所求得的內(nèi)力圖進(jìn)行抗滑樁的配筋計(jì)算，計(jì)算過(guò)程和結(jié)果將在下一節(jié)中進(jìn)行說(shuō)明和羅列。4 抗滑樁配筋計(jì)算4.1 配筋計(jì)算的基本資料4.2 抗彎正截面計(jì)算圖8 抗滑樁材料圖現(xiàn)已知和，因此可以求解出。4.3 受拉鋼筋的不等長(zhǎng)布置由抗滑樁的彎矩圖可以發(fā)現(xiàn)，并不是每一處的彎矩都是很大的，彎矩的分布具有一定的集中性，為了節(jié)約鋼材，受拉鋼筋采用不等長(zhǎng)布置，具體情況見(jiàn)圖8。截?cái)帱c(diǎn)的位置在圖8中給出，其中考慮了鋼筋的錨固長(zhǎng)度。這樣，抗滑樁的正截面抗彎計(jì)算基本上完成了，在下面將要進(jìn)行斜截面抗剪的計(jì)算內(nèi)容。4.4 斜截面抗剪計(jì)算根據(jù)抗滑樁剪力圖可知