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抗滑桩结构配筋计算(终)

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抗滑桩结构配筋计算 一、计算目的 已知抗滑桩需抵抗的剩余下滑力，进行结构配筋验算。 二、计算依据 《水工混凝土结构设计手册》 《水工建筑物荷载设计规》DL 5077-1997 《水工混凝土结构设计规》 《实用桩基工程手册》中国建筑工业 史佩栋 主编 《材料力学》教材 表1 边坡剩余下滑力(kN) 滑块编号 C1剖面 C2剖面 控制工况 饱和工况 短时暴雨 饱和工况 短时暴雨 剩余下滑力 1103.993 1638.902 452.510 703.491

三、抗滑桩结构计算思路 抗滑桩的结构计算包括2部分：其一为计算抗滑桩的锚固深度（嵌入基岩深度）：其二为计算抗滑桩的力、截面及配筋。本算稿采用工程中常用的悬壁桩简化法计算。 1、基本假定 1) 同覆盖层比较，假定桩为刚性的； 2) 忽略桩与周围覆盖层间的摩擦力、粘结力； 3) 锚固段地层的侧壁应力成直线变化。其中：滑动面和桩底基岩的侧壁应力发挥一致，并等于侧壁容许应力；滑动面以下一定深度的侧壁应力假定相同，并设些等压段的应力之和等于受荷段荷载； 4) 假定边坡剩余下滑力按三角形分布。 2、基本计算公式 1) 锚固深度计算及力计算公式 0,0'pmTByEH即 (1) 061)22()23(,023331'hBhyByhyhEMpmpmmT即 (2) 32hyhm (3)

式中：'TE──荷载，即每根桩承受的剩余下滑力水平分值(kN)； 1h ──桩的受荷段长度（抵抗长度）(m)；

my──锚固段基岩达[σ]区的厚度(m)；

3h ──锚固段基岩弹性区厚度(m)；

pB──桩的计算宽度(m)；按“m”法计算，则1bBp

推导得最小锚固深度：



1'''min22][3][][hBEBEBEh

pTpTpT

 (4)

锚固段基岩达[σ]区的厚度：

22)()(2222121hhhhhym (5)

锚固段基岩弹性区厚度 23hyhm (6)

锚固段地层侧壁应力

pmTBy

E'

(7) 图1 计算简图 2) 截面及配筋验算主要公式 bcsysybhfAfAf0

'' (8)

0hx (9)

)5.01(s (10)

)('0''20ahAfbhfMsyscu (11)

duMM/ (12)

0025.107.0hsAfbhfVsvyvccs (13)

IElqfcB3040 (14)

式中：  ──混凝土相对受压区高度； b──混凝土相对界限受压区高度，Ⅱ级钢筋0.544；

x ──混凝土受压区高度； 0h──截面有效高度；

yf──钢筋抗拉强度设计值，Ⅱ级钢筋310Mpa；

'yf──钢筋抗压强度设计值，Ⅱ级钢筋310Mpa；

d──结构系数，1.2；

cf──混凝土轴心抗压强度设计值，C30，15Mpa； b ──矩形截面宽度； s──截面抵抗矩系数；

sA──受拉区纵向钢筋截面面积；

'sA──受压区纵向钢筋截面面积；

'a──受压钢筋合力点至受压区边缘的距离；

uM──弯矩承载力；

M ──弯矩设计值；

csV ──斜截面受剪承载力；

yvf──箍筋抗拉强度设计值，Ⅱ级钢筋310Mpa；

Bf ──挠度；

0q──剩余下滑力为三角形均布时均布力最大值；

l ──梁自由段的长度；

cE──混凝土弹性模量，C30，30000N/mm2；

I ──梁截面惯性矩；

3、基本计算思路 根据已知桩前剩余下滑力值，拟定截面尺寸，计算求得最小锚固深度，同时根据力分布规律求得各拐点（力图）的力值，以确定各力最大值，再进行结构配筋验算及挠度验算。经过调整截面尺寸及配筋形式确定最合理截面尺寸。 配筋验算思路：由于已求得弯矩、剪力设计值。首先按如下规则配置钢筋。即：根据拟定断面尺寸，受拉筋按最多配三排（三枝），间距为15cm控制；受压钢筋按构造要求只配一排，间距15~30cm控制；即可确定受拉侧和受压侧配筋面积。然后根据配筋进行承载能力计算，求得断面可抵抗的最大力（弯矩和剪力）值；与前述求得的桩体最大力值（弯矩和剪力）进行比较，同时求得桩的最大挠度值。综合判断是否满足要求。 具体计算过程利用microsoft excel2003电子表格进行计算。 4、圆形断面简化计算假定 经讨论，抗滑桩开挖过程拟选用圆形预制混凝土管护壁。则需将圆形断面梁简化为矩形截面进行计算。经过分析后，考虑采用Φ2000mm径的预制混凝土管。根据《材料力学》，圆形断面的接四边形,当2bh(高、宽比)时矩形截面的抗弯承载力最大。直径为2m时，计算得mhmb885.1,333.1。由于外侧有30~40cm的预制混凝土管及后期的灌浆作用，考虑外侧预制混凝土管与部的钢筋混凝土一起承压。将截面的计算高度增加11.5cm，调至2.0m。本算稿将Φ2000mm直径的圆形断面简化为1.333m×2.0m的矩形断面计算。

四、计算过程 1、利用电子表格计算时输入数据汇总 表2 相关输入数据

编号 受荷段 长度(m) 桩间距 (m) 剩余 下滑 力(kN) 角度 (°) 砼保护层(mm) 界限受 压区高 度ζb 钢筋屈 服强度 fy(Mpa) 砼抗压 强度fc

(Mpa)

桩截面

尺寸(m)

Z1 13 3 1700 17

35 0.544 310 15 1.2×2 宽×高

Z2 13 3 1700 17 Z3 11 3 1700 17 Z4 10 3 1700 17 Z5 10 3 1700 17 Z6 8.5 3 1700 17 Z7 7.5 3 1700 17 Z8 7 3 1700 17 Z9 6 5 700 17 Z10 5 5 700 17 2、抗滑桩Z1计算过程表 表3 锚固长度计算过程表 项 目 单 位 数 据 计算宽度Bp (m) 2.333 剩余下滑力水平分力E'T (kN) 4877.15 基岩容许压应力(kN/m2) (kN/m2) 1500 抵抗段长度h1 (m) 13 计算锚固长度hmin (m) 7.879 选用锚固长度h2 (m) 8 解方程求ym (m) 1.43 锚段基岩实际应力δ (kN/m2) 1465.11 h3 (m) 6.57

表4 桩身力计算过程表 深度y(m)(分界面以下) 剪力值(kN) 弯矩(kN.m) 0 4877.154 21134.335 1.42 0 16485.253 4.71 -5622.777 6166.312 8 0 0 力最大值 5622.777 21134.335

表5 桩配筋验算表 项 目 单 位 数 据 假定受拉钢筋直径 mm 36 单个钢筋面积 mm2 1017.87 受拉钢筋支数 支 3 受拉钢筋间距 cm 20 受拉钢筋排数 排 3 受拉钢筋根数 根 69 受拉钢筋面积 mm2 70218.17 配筋率 % 2.93 受压钢筋支数 支 1 受压钢筋间距 cm 20 受压钢筋排数 排 1 受压钢筋根数 根 8 受压钢筋面积 mm2 7802.01 箍筋直径 mm 25 箍筋间距S mm 150 箍筋支数 支 8 箍筋面积Asv mm2 3926.99 h0 mm 1797 求ζ 0.5385 项 目 单 位 数 据 求x mm 967.692 判断x与2a > 满足 求αs 0.3935 求Mu kN.m 29669.84 抵抗弯矩值 kN.m 24724.87 抵抗剪力值 kN 17287.70 挠度值 mm 28.71 挠度允许值[l/400] mm 32.50 EI N.mm2 2.48827E+16 EA 剩余下滑力三角形均布时q0 N/mm 750.331

3、计算结果汇总

C2 图2 抗滑桩布置图

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抗滑桩设计与计算

抗滑桩设计与计算

抗滑桩受滑坡推力作用产生位移，则桩侧岩土对桩作用着抗力。 当岩土变形处于弹性变形阶段时，桩受到岩土的弹性抗力作用。岩 土对桩的弹性抗力及其分布与桩的作用范围有关。试验研究表明， 桩在水平荷载作用下，不仅桩身宽度内桩侧土受挤压，而且在桩身 宽度以外的一定范围内的土体也受到影响（空间应力），同时对不同
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力通根保1据过护生管高产线中工敷资艺设料高技试中术卷资0配不料置仅试技可卷术以要是解求指决，机吊对组顶电在层气进配设行置备继不进电规行保范空护高载高中与中资带资料负料试荷试卷下卷问高总题中体2资2配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，卷.编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试写5交、卷重底电保要。气护设管设装备线备置4高敷、调动中设电试作资技气高，料术课中并3试、中件资且卷管包中料拒试路含调试绝验敷线试卷动方设槽技作案技、术，以术管来及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内 故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
抗滑桩设计及计算

抗滑桩设计及计算


其中
2
1 2
(sin
xch
x
cos
xsh
x)
3
1 2
sin
xs h
x
4
1 4
(sin
xch
x
cos
xsh
x)
①当桩底为固定端时，有 式，联立求解得：
， yB .0代入式（B4.104）中的第1式和第2
②当桩底为铰接端时，有 中的第1式和第3式，联立求解得：
， yB ，0
MB，0
。将B 边 界0 条件QB带入0（4.8）
y0
0
M0 C1B3 B1C3 Q0 D1B3 B1D3
2EI B1A3 A1B3 3EI B1A3 A1B3
M0
EI
A1C3 B1A3
C1A3 A1B3
Q 2E 0I
A1D3 D1A3 B1A3 A1B3
将上述各种边界条件下相应的y0、φ0带入（4.8），即可求得滑动面以下桩身任一截面的位 移、转角、弯矩和剪力。
2. K法 依假定，桩锚固段的挠曲微分方程为：
由式（4.3），有
d4y EI dx4 KhBpy0
KhBp 4EI上式4可写为：
d4y dx4
4
4
y
0
求解常系数微分方程，整理代换后有：
y
m （3）地基反力系数K， 应通过实验确定。 当地基土为多层土时，采用按层厚以等面积加权求平均的方法求算地基反力系数。
地基土为2层时，有 地基土为3层时，有
mm1l12m2(2l1l2)l2 (l1l2)2
m m 1l1 2m 2(2l1l2)l2m 3(2l12l2l3)l3 (l1l2l3)2
A
(完整版)抗滑桩设计与计算

(完整版)抗滑桩设计与计算

当αh2>2.5时，抗滑桩属弹性桩
其中，α=
αh2—桩的计算深度（m）；
mH—水平方向地基系数随深度而变形的比例系数（KN/m4），其余符号同前。
四．根据桩底的边界条件采用相应的公式计算桩身各截面的变位（位移），内力及侧壁应力等，并计算确定最大剪力、弯矩及其部位。
矩形桩：Bp=Kf*Ka*b=1.0*(1+1/b)*b=b+1
圆形桩：Bp=Kf*Ka*d=0.9*(1+1/d)*d=0.9(d+1)
③根据选定的地基系数及桩的截面形式、尺寸，计算桩的变形系数（α或β）及其计算深度（αh或βh），据以判断是按刚性桩还是弹性桩来设计。
桩的截面形状应从经济合理及施工方便可虑。目前多用矩形桩，边长2~3m，以1.5×2.0m及2.0×3.0m两种尺寸的截面较为常见。
2比较完整的岩质、半岩质地层
桩身对围岩的侧向压应力σmax（kPa）应符合下列条件：
σmax≤K1／. K2／.R0
式中，K1／—折减系数，根据岩层产状的倾角大小，取0.5~1.0；
K2／—折减系数，根据岩层的破碎和软化程度，取0.3~0.5；
R0—岩石单轴极限抗压强度，（kPa）。
2桩底支承条件
抗滑桩的顶端，一般为自由支承；而底端，由于锚固深度不同，可以分为自由支承、铰支承和固定支承三种，通常采用前两种。
抗滑桩设计的步骤
1抗滑桩设计计算步骤
一．首先弄清滑坡的原因、性质、范围、厚度，分析滑坡的稳定状态和发展趋势。
二．根据滑坡地质断面及滑动面处岩土的抗剪强度指标，计算滑坡推力。
三．根据地形地质及施工条件等确定设桩的位置及范围。
①根据滑坡推力大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。
抗滑桩锁口盘及护壁配筋(同窗法)

抗滑桩锁口盘及护壁配筋(同窗法)

抗滑桩桩间挡土板配筋计算)公式来源重庆地灾防治工程设计地方标准理正挡土帮助P42附录D简仓法准备数据兰色a>amax单筋不能满足要求双筋或加大扳厚a<amax MAX(As,Asmin)抗滑桩护壁配筋计算1000180153.93804855.2113335红色输入值黄色固定值1000计算值170153.93804905.5178825抗滑桩锁口盘及护壁配筋明细表（结合施工图）抗滑桩高度（m)抗滑桩宽度（m)护壁深度（m）钢筋型号（mm）32312序号单根长度（m）计算根数实取根数总长度（m）1号 2.34040922243.244883 4.648101046.484 3.94101039.45 5.648101056.486 4.94101049.47 2.7164040108.64 810.5886663.528 911.626669.7210 3.5134414.05211 1.3404052 1211.14444.4每口桩用筋（m）724.1护壁弯矩e aik=(Σr j h j+q)K ai-2c iΓK ai5.179132285153.9335226.19467113.524583298283.721483单根锚索水平刚度 1.709594094根6水平刚度10.25756456y c s f bxf A 1α=bf M hh x c 1202α--=C15C20C25C30C35C40C45C50C55D14*E8*G8*F11/F8混凝土强度等级混凝土强度标准值(N/mm 2) 表4.1.3强度种类bf Mh h x c 1202α--=yc s f bxf A 1α=f ck101316.720.123.426.829.632.435.5f tk 1.27 1.5 1.78 2.01 2.2 2.39 2.51 2.64 2.74 1000180普通钢筋强度设计值(N/m m2)表4.2.3-1153.93804符号f y f'y855.21133351710.422667HPB235(Q235)φ210210HPB335(20MnSi)φ3003001-SQRT(1-2*C14)种类热轧钢筋1000HRB400(20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi)φ360360170RRB400(K20MnSi)φR360360钢筋153.93804注：在钢筋混凝土结构中，轴心受拉和小偏心受拉构件的钢筋抗拉强度设计值大于300N/ mm2时，仍应按300N/ mm2取用。