抗滑桩设计一：设计题目某高速公路K15+620~K15+880 滑坡处治设计。
二：设计资料1：概述某高速公路K15+620~K15+880位于崩坡积块石土斜坡前缘，原设计为路堑墙支挡块石土，泥岩已护面墙防护。
开挖揭露地质情况与设计差异较大，在坡题前缘全断面开挖临空后，受预计暴雨作用块石土形成牵引式滑坡。
滑坡发生后，对该滑坡进行施工图勘测，并结合工程地质勘测报告，对该滑坡提出处置的方案。
K15+620~K15+880滑坡采用“清方+支档+截排水”综合处理，滑坡处治平面布置图见附图1，要求对抗滑桩进行设计。
2：工程地质条件该高速公路K15+620~K15+880 滑坡区位于条状低山斜坡中上部，沿该段公路左侧展布，前缘高程304m 左右，后缘高程355m 左右，地形坡角约30 度。
滑体纵向长约105 米，宽200~300 米，滑体厚度8~20 米，面积接近1.5×104m2，体积约15×104m3。
主滑动方向202°，属于大型牵引式块石土滑坡。
通过地质测绘及钻探揭露，滑体物质主要由崩坡积块石土（Q4c+dl）组成。
块石土呈紫红、灰褐等色，稍湿～湿，松散～稍密，成份主要为砂岩、少量粉砂质泥岩，多为中等风化，棱角状，粒径20cm～50cm，约占60%，次为小块石，约占10%，其间由紫红色低液限粘土充填。
在滑体后部相对较薄，厚５～８m；在滑体中部、前端分布较厚，厚9～24m。
滑动带（面）多为块石土与基岩的接触带，滑带厚0.2～0.6m 左右，滑带土中小块石含量较低（<5％）,低液限粘土湿、可塑～软塑，有搓揉现象，见镜面、擦痕等。
滑床物质主要为侏罗系沙溪庙组泥岩、砂岩。
泥岩多为紫红色，主要由粘土矿物组成，砂质含量不均，局部富集，泥质结构、厚层状构造；砂岩多为灰白色，主要由长石、石英、云母等矿物组成，泥、钙质胶结，细粒结构，厚层状构造。
岩层产状265º～290º∠15º～28º,基岩顶面的产状近似于岩层产状。
岩体内见节理、裂隙发育，裂隙产状273º∠72º、210º∠65º。
该滑坡的变形迹象明显，包括拉张裂缝、滑塌、地裂缝等。
拉张裂缝主要沿后缘基岩陡壁的壁脚分布，分布高程一般在340～350m 左右，缝宽一般10～20cm，长度一般6～15m，一般无下错，可见深度30cm，延伸方向100º左右。
随着滑坡变形发展，该滑坡可分为I、II 级。
I 级滑坡主要位于路线左侧的第一级块石堆积坡体，为滑坡的主要推力来源。
该段滑体深厚，下滑变形强烈，裂缝密集，前缘溜塌、鼓出明显。
II 级滑坡位于整个滑坡的右后缘块石堆积坡体上，滑体厚度较小，变形不强烈，主要受一级牵引所致。
3．平面图及主要计算断面：见附图。
（由教师提供电子版的图，所需尺寸直接由图上量取）4．主要计算参数与数据根据地勘单位提供的室内试验值、推荐值，结合实测断面反算参数，确定计算参数及数据如下：设计采用滑面参数 C=20kPa Ф=10o 。
γ=22.5kN/m3 滑坡稳定安全系数 K=1.20设计计算书一、下滑力计算 C=20KPa ，︒=10ϕ3/5.22m kN =γ 滑坡安全系数k=1.20计算每延米滑块数据，所需数据由图上按比例尺量出。
由于抗滑桩设置在第四块末端，上图红线所示3-3处，结合上表计算克制，作用在桩上单位宽度的滑坡推力荷载即为=4E 2026.4kN/m 桩前剩余抗滑力取=+=65E E E R 1292.8KN/m二、抗滑桩的设计与计算 1、与桩有关的相关系数选定抗滑桩的桩间距为L=6m ，桩截面采用截面尺寸为2*3m 的矩形截面，桩长为16m ，采用C20混凝土，其弹性模量23/105.26m kN E h ⨯=，抗滑桩处滑面以上土厚m h 81=，滑面以下土厚m h 82=。
滑床和滑体的C=20KPa ，︒=10ϕ3/5.22m kN =γ。
2、作用在抗滑桩上的力（1）荷载计算● 作用在桩前的荷载（单位宽度上）42.1)245(tan 2=+=ϕp K被动土压力为mkN K ch K h E p p p /55.589142.11020242.1105.2221221222121=⨯⨯+⨯⨯⨯=+=γ因此，被动土压力p E >桩前抗力m kN E R /8.1292=，故桩前土的抗力1292.8kN/m● 作用在单桩上的荷载抗滑桩间距L=6m ，设作用在桩上的水平推力及剩余抗滑力均按矩形分布，则有水平推力分布荷载m kN h L E h T q H H H /8.1519864.202611=⨯===剩余抗滑力分布荷载m kN h L E h T q R R R /6.969868.129211=⨯===故最终作用在单桩上的分布荷载m kN q q q R H /2.5506.9698.1519=-=-= 在滑面处，有 m kN qh M A /4.1760682.5502121221=⨯⨯==m kN qh Q A /6.440182.5501=⨯==3 滑体的地基系数（用m法）根据以上两个表确定画面处的地基系数K=A=64100kN/3m；锚固段土的地m基系数随着深度变化的系数才用m=33800kN/44 判断桩的刚度性质抗滑桩是面积为2*3的矩形桩，则1=2+1=3mB+=bPm已知m=33800kN/4m kN I E EI h /104.9532121105.268.08.0636⨯=⨯⨯⨯⨯⨯== 156525.0104.95333800-=⨯⨯==m EI mB P α 其计算深度5.22825.02<=⨯=h α，可按刚性桩计算。
5、锚固段的内力计算根据查表确定滑面处的弹性抗力系数K=A=64100kN/3m ① 计算ϕ及0y [][])32()2(32)43()32(222220A A A A A A A A M h Q mh M h Q A M h Q mh M h Q A h y ++++++=[][])4.17606386.44012(833800)4.17606286.44012(6410032)4.17606486.44013(833800)4.17606386.44012(6410028⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯⨯==4.73m[][]22223222)(6)32()2(312h m mh A A h B M h Q mh M h Q A P A A A A +++++=ϕ [][]223833800)83380064100(64100683)4.17606386.44012(833800)4.17606286.4401(64100312⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯==0.0018rad② 计算y y M Q 、、y σ0018.0)3380064100)(73.4())((0⨯+-=+-=y y my A y y y ϕσ28.604.1727.545y y -+=)23(61)2(21020y y y m B y y y A B Q Q P P A y ----=ϕϕ )273.43(0018.033800361)73.42(0018.0641003216.44012y y y y -⨯⨯⨯⨯⨯--⨯⨯⨯⨯⨯-= 328.606.2582.16376.4401y y y +--=)2(121)3(610302y y y m B y y y A B y Q M M P P A A y ----+=ϕϕ)73.42(0018.0338003121)73.43(0018.0641003616.44014.1760632y y y y y -⨯⨯⨯⨯⨯--⨯⨯⨯⨯⨯-+=4322.152.866.8186.44014.17606y y y y +--+=6、受荷段的内力计算抗滑桩受荷段2h =8m ，滑坡推力为=H E 2026.4kN/m 剩余抗滑力取=R E 1292.8KN/m ，桩间距L=6m 。
剪力 y y q q Q R H 2.550)(=-=弯矩 21.2752y yQ M =•=受荷段桩身内力表桩侧压应力曲线图桩身剪力图7、校核地基强度因为锚固层为风化破碎岩层，则桩的横向压应力应小于或等于地基的横向容许承载力。
地基y 点的横向容许承载力按下式计算：]20176.0)8(5.22[985.04]tan h y [cos 41max +⨯+⨯⨯=++≤y c ϕγϕσ）（三、桩侧应力复核桩身对地层的侧壁压应力max σ（t/2m ）应符合下列条件]20176.0)8(5.22[985.04]tan h y [cos 41max +⨯+⨯⨯=++≤y c ϕγϕσ）（)(21.21125.16kPa y +=假设下滑力不发生改变，将内摩擦角改为︒=35ϕ， ]207.0)8(5.22[819.04]tan h y [cos 41max +⨯+⨯⨯=++≤y c ϕγϕσ）（ )(1.713110kPa y +=由以上两式可以列表如下则当︒=10ϕ时，桩侧压应力不合格，︒=35ϕ时合格，但当增大内摩擦角时，下滑力需重新计算。
为避免麻烦，暂不进行计算。
以︒=10ϕ且侧压力合格考虑进行下一步设计。
四、抗滑桩结构设计 1、 基本指标混凝土为C20：弯曲抗压强度设计值a 14w MP R =，轴心抗压设计强度2/6.9mm N f c =，轴心抗拉2/1.1mm N f t =受力钢筋采用Q335: 2/300mm N f y =箍筋为Q235：2/210mm N f y = 3、确定按混凝土构建考虑的范围因桩身弯矩变化大，且上端弯矩较小，故这部分可按混凝土构件考虑。
由TJ10-74“规范”第34条混凝土桩截面所能承受的弯矩为：m kN cm kg K ba R M L •=•=⨯⨯⨯=≤91.25222522911165.25.3300200135.322锚固段全长大于此值，自由段91.2522y 2.550212122≤⨯⨯==qy M ，y=3.03m 。
按混凝土构件考虑，不必配置钢筋。
4、根据设计弯矩计算纵向受力钢筋结构重要性系数0.10=γ，最大设计弯矩为m /kN 27.22776=MAX M ，混凝土保护层厚度取80mm ，m a s 1.0=，则桩截面有效高度0h =3-0.1=2.9m 。
取I-I 截面为承受最大设计弯矩截面，取II-II 截面处的弯矩为9903.6kN •m（1）计算纵向受拉钢筋面积计算I-I 处最大受弯截面受力钢筋截面积 有141.029*******.90.11027.2277626201=⨯⨯⨯⨯==h f a M c s α 有153.0211=--=s αξ有=⨯⨯⨯⨯===300290020006.9153.00.1010yb S f bh f bh A ξαρ283972mm钢筋采用截面面积为1017.92mm 的φ36钢筋，选30根，实有230537mm A S =满足要求。