1、滑坡抗滑樁設計計算抗滑樁設計一：設計題目某高速公路 K15+620K15+880滑坡處治設計。二：設計資料1:概述某高速公路K15+620K15+880位于崩坡積塊石土斜坡前緣，原設計為路塹 墻支擋塊石土，泥巖已護面墻防護。開挖揭露地質情況與設計差異較大，在坡 題前緣全斷面開挖臨空后，受預計暴雨作用塊石土形成牽引式滑坡。滑坡發生 后，對該滑坡進行施工圖勘測，并結合工程地質勘測報告，對該滑坡提出處置 的方案。K15+620K15+880滑坡采用“清方+支檔+截排水”綜合處理，滑坡處 治平面布置圖見附圖1,要求對抗滑樁進行設計。2： 工程地質條件該高速公路 K15+620K15+880滑坡區位于條

2、狀低山斜坡中上部，沿該段 公路左側展布，前緣高程304m左右，后緣高程355m左右，地形坡角約30度。 滑體縱向長約105米，寬200300米，滑體厚度820米，面積接近1.5X 104m2, 體積約15X 104m3。主滑動方向202°，屬于大型牽引式塊石土滑坡。通過地質測繪及鉆探揭露，滑體物質主要由崩坡積塊石土（ Q4c+dl）組成。 塊石土呈紫紅、灰褐等色，稍濕濕，松散稍密，成份主要為砂巖、少量粉 砂 質泥巖，多為中等風化，棱角狀，粒徑20cm50cm，約占60%，次為小塊石，約占10%，其間由紫紅色低液限粘土充填。在滑體后部相對較薄，厚58 m； 在滑體中部、前端分布較厚，厚

3、 924m。滑動帶（面）多為塊石土與基巖的接 觸帶，滑帶厚0.20.6m左右，滑帶土中小塊石含量較低（5%），低液限粘土 濕、可塑軟塑，有搓揉現象，見鏡面、擦痕等。滑床物質主要為侏羅系沙溪 廟組泥巖、砂巖。泥巖多為紫紅色，主要由粘土礦物組成，砂質含量不均，局 部富集，泥質結構、厚層狀構造；砂巖多為灰白色，主要由長石、石英、云母 等礦物組成，泥、鈣質膠結，細粒結構，厚層狀構造。巖層產狀26502900/15。28o,基巖頂面的產狀近似于巖層產狀。巖體內見節理、裂隙發育，裂隙產 狀2730 / 72。、2100/ 65o。該滑坡的變形跡象明顯，包括拉張裂縫、滑塌、地裂縫等。拉張裂縫主要 沿后緣基巖

4、陡壁的壁腳分布，分布高程一般在 340350m左右，縫寬一般10 20cm,長度一般615m, 般無下錯，可見深度30cm，延伸方向1000左右。隨 著滑坡變形發展，該滑坡可分為I、II級。I級滑坡主要位于路線左側的第一級 塊石堆積坡體，為滑坡的主要推力來源。該段滑體深厚，下滑變形強烈，裂縫 密集，前緣溜塌、鼓出明顯。II級滑坡位于整個滑坡的右后緣塊石堆積坡體上， 滑體厚度較小，變形不強烈，主要受一級牽引所致。3 平面圖及主要計算斷面：見附圖。（由教師提供電子版的圖，所需尺寸 直接由圖上量取）4 主要計算參數與數據根據地勘單位提供的室內試驗值、推薦值，結合實測斷面反算參數，確定計 算參數及數據

5、如下：設計采用滑面參數C=20kPa=10o。丫 =22.5kN/m3滑坡穩定安全系數K=1.20設計計算書一、下滑力計算C=20KPa，: =10-22.5kN/m3 滑坡安全系數 k=1.20計算每延米滑塊數據，所需數據由圖上按比例尺量出。A(m2)Wi (kN)li(m)6(°)第一塊14.73331.412.571第二塊270.56086.2532.328第三塊185.44171.820.342第四塊215 94857.7514.453第五塊187.254213.0515.253第八塊87.671972.620.76塊 號Wj(kN)G(kPa)li(m)Cilitan 申

6、dWiCOS% (kN)Wi cosa i tan叫(kN )W sin。i (kN)K Wi sina i (kN)(1)(2)(4)(6)(8)(9)(10)(11)1331.4712012.5250100.176107.919.0313.3437626086.25282032.3646100.1765373.8945.82857.33428.834171.8422020.3406100.1763100.3545.72791.483349.844857.7532014.45289100.1764851.1853.8254.2305.0454213.0532015.25305100.1764

7、207.3740.5220.5264.66佃72.662020.7414100.1761961.8345.3206.2247.43塊 號«i A -«i% =cos(12)s in (12)=<ta n%甲 iEkN)E：(kN)巒 E/kN)E(kN)(12)(13)(14)=(13)*(15)(15)=10+14-9-5(16)=13* 17(17)=11+16-9-5144.341072430.61127.11292.665.41902.43-1411292.63132.41902.44300.54390.6662086.21197.62864.12026.45

8、-825-780.96-31-553.1-511.9由于抗滑樁設置在第四塊末端，上圖紅線所示3-3處，結合上表計算克制，作用在樁上單位寬度的滑坡推力荷載即為E4二2026.4kN/m樁前剩余抗滑力取Er 二 E5 E6 =1292.8KN/m二、抗滑樁的設計與計算1與樁有關的相關系數選定抗滑樁的樁間距為L=6m樁截面采用截面尺寸為2*3m的矩形截面，樁 長為16m采用C20混凝土，其彈性模量Eh = 26.5 103kN/m2，抗滑樁處滑面 以上土厚h1 =8m，滑面以下土厚 h2 =8m。滑床和滑體的 C=20KPa ® =10。 斗3= 22.5kN/m。2、作用在抗滑樁上的力（

9、1）荷載計算作用在樁前的荷載（單位寬度上）2 o申Kp =tan （45-） =1.42被動土壓力為Ep 二1 h：Kp 2ch2 Kp 二1 22.5 102 1.42 2 20 102、1.42 = 5891.55kN / m 因此，被動土壓力Ep樁前抗力ER=1292.8kN/m，故樁前土的抗力1292.8kN/m 作用在單樁上的荷載抗滑樁間距L=6m設作用在樁上的水平推力及剩余抗滑力均按矩形分布， 則有水平推力分布荷載 qH = * 二Eh L二_6 - 1519.8kN / mh,h18T E L 1292 8 疋 6剩余抗滑力分布荷載qT= 1292.8 6二969.6kN/mh,

10、h18故最終作用在單樁上的分布荷載 q =qH -qR =1519.8 -969.6 =550.2kN /m在滑面處，有1 2 1 2MAqh；550.2 82 =17606.4 kN / m2 2Qa=550.2 8 =4401.6kN/m3滑體的地基系數(用m法)表B.2抗滑橋卜冊地雄系數(冊深度增加的比例系數)燼號土的名稱騎口方向叫(kPa/iH1)水平方向m(k!Wm:)1().75< ff < 1用的軟塑黏卜我粉疑姑仁淤混i (XXJ - 2 000*)0- I 40020.5< <0.75的軟塑粉質鮎土及黏土；2 (XX) - 4 <XXJ1 000-

11、2 8003聽整粉質黏土及黏土*細砂和中砂4 (XX) - 6 OCX)2 000 - 4 2(X14咚視的粉質務七及獄七;粗砂6 (KX) 10 0003 000 - 7 0005礫砂;碎右h卵右七IQ 000-20 0005 (XK) 14 (XX)6憎賓的大澡肝SO 0()0 - 120 0(X)40 (XX) - S4 000注訂 h為土的液杵播數，K土質地乩系數 忸枷川tfl +11 hV 林頂說林o.6.o仙o2仃町希的資料和經驗時，可不受木表限制.表BJ抗滑樁地皋系數及地広物理力學指標地層類別內啤揮角F0(kPa)泊松比地竝系數KA kJWni)聊切應力(kPa)細粒花崗 巖UE

12、長巖80°以上5 430 - 6 9002.Ox 嘰 24 1061 500以上殊録巖、盼巖6 700- 7 8700.2«2.5x IO6地層類別內粘擦和£0< kl®泊松比地叢系數KAkPa/m)鵑切應力(kfn)屮料花崗巖5 430- 6 5000.25m粒正長巖, 乍慈白云巖80°以上6 560 - 7 0000.251 Sx I02.0x JO6沾00以上噩峽石灰巖4400 100(K)大理巖80L4 66() 5 4300.25-0,30L2x l0fr- 2.0x 丨儼1 500粗粒花崗巖、 花崗片麻巖5 4306 000較

13、堅砌石灰巖4 屯)0 - 9 m較堅硬沙巖7 型 80°4 460 5 0000.250.30O.Sx l(y- l.2x Wh1 200- 1 400不堅砸花崗巖5 430 - 6 000堅映頁巖2 000 5 5000,15-0.3(17(r - 75°4 400-8 0000.25-0.3(10.4x 1(-0.8x IO6了<X1 I 200艸通砂巖4 600-5 0000.25-0J0堅眩覗疑料8002000.29-038較堅快頁巖70J1 980 3 6000,25-0,300 Jx IO-(t4 x500- 7W不堅砸和坎若4 400 - 6 0W0,2

14、5-0.30不墜缺砂巖1 000 - 2 780荻堅瓏窕灰巖700-9000.29- G.3B普通頁巖1 900-J 0000.150.200”2x Kf-O.Jx IOb300-500軟右尿巖4 4()0 5 0()00-25不堅便泥歡巖30 - 5000.29038硬化黏土梓驢10-3000,06x IO6*0,42x 1 沖150-300軟片巖500-700Q.I5>OJ8婭煤50 - 300WCMU嘴實黏七1() - 3()00,30* 0,37郢迪煤31T 45°50 - 3000.30-000.03x I0-0.06x 1 臚100- 150膠蜻卵石50- 00一摻

15、石土50- 100根據以上兩個表確定畫面處的地基系數K=A=64100kN/ m3;錨固段土的地基系數隨著深度變化的系數才用 m=33800kN/m44判斷樁的剛度性質抗滑樁是面積為2*3的矩形樁，貝U Bp二b 1 =2+1=3m已知 m=33800kN/ m4El =0.8Ehl = 0.8 26.5 10-3漢8 6x64100x(64100 + 338008) +338002漢82】=0.0018rad計算二 y、Qy、My二y =(yo -y)(A my) =(4.73-y)(64100 33800y) 0.0018= 545.7 172.4y -60.8y11Qy 二 Qa -Bp

16、A y(2y。-y)記 BPm y2(3y°-2y)26 1-4401.63 64100 0.0018y (2 4.73-y) 3 33800 6 2 0.0018 y (3 4.73 -2y) 23 = 4401.6 T637.2y -258.6y60.8y 丄 2 3 95.4 106 kN/m,5豊125 33800 3 = 0.25m:95.4 106其計算深度:h2 =0.25 8 = 2： 2.5，可按剛性樁計算。5、錨固段的內力計算根據查表確定滑面處的彈性抗力系數K=A=64100kN/ m3計算y。及h 2A(2QAh2 +3M A) +mh(3QAh2 +4M A)

17、】* 一 2 3A(QAh2 2M A) mh(2QAh2 3M A) 1_ 82 64100(2 4401.683 17606.4)338008(3 4401.6 84 17606.4)1"23 64100(2 4401.682 17606.4)338008(2 4401.6 83 17606.4)1=4.73m12 3A(QAh2 2MA) mh(2QAh2 3MA)】-Bph； 6A(A+mh2)+m2h；】12 3 64100 (4401.6 8 2 17606.4) 33800 8 (2 4401.6 8 3 17606.4)1My 二Ma QaY1 2BpA y (3y。

18、- y)-61 3護pmy (2y°-y)1 2=17606.4 4401.6y- >3 64100 0.0018y(3 4.73 -y)-6133 33800 0.0018 y (2 4.73-y)12=17606.4 4401 .6y -818.6y2 -86.2y315.2y4y (m)側應力QM0545.74401.617606.41657.32566.621118.42647.3579.222688.83515.7-1195.822347.64262.5-2393.620489.65-112.3-2649.417874.46-608.7-1598.415626.47-

19、1226.71124.215234.88-1966.300最大值-1966.34401.622776.27最大值位置802.3046、受荷段的內力計算抗滑樁受荷段h2 =8m ,滑坡推力為Eh二2026.4kN/m 剩余抗滑力取Er =1292.8KN/m，樁間距 L=6m。剪力 Q=(qH -qR)y = 55 02y彎矩 M =Q 丄=275.1 y22受荷段樁身內力表y(m)012345678Q0550.21100.41650.62200.827513301.23851.44410.6(kN)M(k N/m)0550.21100.42475.94401.66877.59903.61347

20、9.917606.4樁側壓應力曲線圖r-樁身剪力圖7、校核地基強度因為錨固層為風化破碎巖層，則樁的橫向壓應力應小于或等于地基的橫向容許 承載力。地基y點的橫向容許承載力按下式計算：4 4Cmax(y h)anc22.5 (y 8) 0.17620cos ：0.985三、樁側應力復核樁身對地層的側壁壓應力二max(t/ m2)應符合下列條件-maxCOS ;：(yh-i) tan c 口0.98522.5 (y 8)0.17620= 16.25y 211.21(kPa)假設下滑力不發生改變，將內摩擦角改為=35 ,44匚max (y hjtanc22.5 (y 8) 0.7 20cos0.819

21、= 110y713.1(kPa)由以上兩式可以列表如下裝埋深（m）側應力a （ kPa）容許側應力® =10°容許側應力® =35"0545.7211.21713.11657.3227.46823.12647.3243.71933.13515.7259.961043.14262.5276.211153.15-112.3292.461263.16-608.7308.711373.17-1226.7324.961483.18-1966.3341.211593.1則當'=10時，樁側壓應力不合格， =35時合格，但當增大內摩擦角時, 下滑力需重新計算。

22、為避免麻煩，暫不進行計算。以 ：=10且側壓力合格考慮 進行下一步設計。四、抗滑樁結構設計1、基本指標混凝土為 C20:彎曲抗壓強度設計值 Rw =14MPa，軸心抗壓設計強度fc =9.6N/mm2，軸心抗拉 ft = 1.1N / mm2受力鋼筋采用Q335: fy二300N / mm2箍筋為 Q235: fy =210N/mm23、確定按混凝土構建考慮的范圍因樁身彎矩變化大，且上端彎矩較小，故這部分可按混凝土構件考慮。由TJ10-74 “規范”第34條混凝土樁截面所能承受的彎矩為：2 2RLba213X200X3002M L25229111kg cm = 2522.91kN *m11錨固

23、段全長大于此值，自由段M二qy2二550.2 y2空2522.91，22y=3.03m。按混凝土構件考慮，不必配置鋼筋。4、根據設計彎矩計算縱向受力鋼筋結構重要性系數° -1.0，最大設計彎矩為M max =22776.27kN/m，混凝土保護層厚度取80mm，a0.1m，則樁截面有效高度h。=3-0.1=2.9m。取1-1截面為承受最大設計彎矩截面，取11-11截面處的彎矩為9903.6kNm(1)計算縱向受拉鋼筋面積計算1-1處最大受彎截面受力鋼筋截面積22776.27 106sfch?1.0 9.6 2000 29000.141=1 - 1 -2： s =0.153A 門，&#

24、171;/fbbh01.0沃0.153 江 9.6 江 2000況2900As 二: bh0 -3002= 28397 mm鋼筋采用截面面積為10仃.9mm2的36鋼筋，選30根，實有A 30537 mm2滿足要求。可三根一束一排布置于受拉側計算11-11截面受力鋼筋截面積M= 0.0619903.6 "0621.0 9.6 2000 29002=1 - 1 - 2：=0.063宀 fbbho1.0 0.063 9.6 2000 29003002= 11692.8mm可選10根.36+10根14,實有As = 11718mm2，滿足要求。采用一根 36和一 根14兩根一束，共十束布置

25、于樁受拉側。（2）截面復核查表得b = 0.55= 0.153 ： I =0.550 （非超筋梁）% =maX 0.2%,0.45主><100%） =maX 0.2%,0.165%） =0.2%f y由公式得也 283970.5% - - ?min =0.2% （非少筋梁）bh0 2000 x 2900h0注：在做材料圖時，鋼筋截斷點應伸至不需要該鋼筋的截面以外的長度lm =ld -5d =35d -5d =30d （其中 36:lm = 960mm，14： lm =420mm）3、根據設計剪力配箍筋樁間剪力極值位于滑面處的 4401.6kN和地面下14m處的2649.4kN,結構重 要性系數取1.0，設計剪力先按4401.6kN考慮。先對是否需要配箍筋抵抗剪力進行驗算0.7ftbh0 = 0.7 1.10 2000 2900 = 4466kN從計算結果可知，設計剪力不大于混凝土提供的抗剪能力，則不需要配箍筋。該段箍筋可按構造要求取。按 GB50010中要求，箍筋的間距取400mm則箍筋可取2帖0400 五、抗滑樁施工要求及注意事項抗滑樁施工不當會引起滑坡體的活動加劇或局部復活，因此：為確保施工 安全，達到預期治理效果，應特別注意規范抗滑樁施工操作及相關安全要求。抗滑樁施工包含施工準備、裝空開挖、地下水處理、護壁、鋼筋籠制作與 安裝、混凝土灌注、混凝土養護等工序。