抗滑桩设计计算验算.doc

抗滑桩防护方案计算验算 抗滑桩原设计长度为15米，桩基埋入承台深度为4.5米，桩基另侧采取万能杆件支撑（见附后图）。因为承台基坑开挖较深，在承台施工时万能杆件横向支撑干扰较大，给施工带来很大不便。为此提出抗滑桩防护修改方案：1、取消万能杆件横向支撑；2、加大抗滑桩入土埋置深度，由4.5米增至9米，总桩长增至19米；3、在桩顶部设1.2m×0.8m系梁连接全部抗滑桩，加强桩顶部整体稳定性。具体验算以下： 桩长及桩身最大弯矩计算 开挖深度10米，桩下土层为新黄土和圆砾土，土内摩擦角取 35°，土重度γ=18KN/m3，无地下水，采取人工挖孔灌注桩支护。取1米为计算单元，计算桩入土深度及最大弯矩。 顶部车辆荷载P=10KN/m2。 1、桩入土深度 由m，n值查图（布氏理论曲线）得： 故挖孔桩总长为10＋8.89=18.9m（按19m施工） 2、桩最大弯矩计算 设桩中心距按1.5米部署 则每根桩最大弯矩为1746.8×1.5=2620KNm 最大弯矩在承台底2.96m处。 二、桩身配筋验算： 桩直径取1.25m，钢筋净保护层厚度取5.5cm；纵向钢筋20根，直径20mm，fy=310N/mm2；桩身混凝土C30，fcm=16.5N/mm2； 三、挠度、变形计算 （一）按挠度基础公式简单计算主动土压力作用下桩顶挠度 C30混凝土相关参数：Eh=3.0×10^4MPa (假设桩身半截面承压) 钢筋相关参数：Eg=2.0×10^5MPa X=0.006m I0=Ig+Ih=0.0863m 桩抗弯刚度取0.8Eh*I0=N*m2 桩间距按1.5米计，主动土压力简化为直角三角形得： 承台底面以上桩荷载图式以下： 1．假定桩在承台底为刚节点，顶部自由，计算得桩顶挠度为2.9cm最大弯矩为－2620KN· 2、其它条件相同，顶部系梁水平力为50KN，计算得桩顶挠度为1.9cm，最大弯矩为－2060KN·m； 3、其它条件相同，顶部系梁水平力为100KN，计算得桩顶挠度为0.9cm，最大弯矩为－1540KN·m； （二）承台底土压缩变形计算： 忽略承台底以下桩变形、主动土压力及承台底0.84m范围内被动土压力，承台底以下被动土压力简化为对顶两个三角形，假定土变形和土压力成正百分比关系。计算图式以下(1.5m宽)： 由得(E为土压力)： Ep1=259.13/1.5=172.75KN/m Ep2=168.72/1.5 =112.48 KN/m 由无粘性土被动土压力计算公式： 2.282.96（可） 依据上面假定，以顶部土压力计算土压缩变形： 因桩整排部署，不计土压力水平扩散角，只计向下扩散角。 土分层厚度取0.4×1.25＝0.5m，计算深度取3米 黄土压缩木量取10MPa，沉降经验系数取0.2 则承台底以下0.84m处压缩变形为： 依据前面图式，桩绕底部以上3.17m发生转动 得桩顶位移为：0.016m， 则桩顶总位移为4.5cm~2.5cm。为了减小桩顶位移，必需增大系梁水平方向惯性矩（加大系梁宽度）。 （三）桩顶系梁位移计算： 因为桩顶采取系梁连接，桩在承台两侧基础堆成部署，假设系梁在角点刚结，不发生位移，采取变形控制检算受力大小，不计钢筋对变形影响。 系梁采取C30混凝土，Eh=3.0×10^4MPa 截面尺寸取宽1.2m，高0.8m。 0.8EI/2=13824×10^5 N*m2 5米长系梁端部水平位移控制在1cm内。 计算图式以下： 假定荷载图： 结果弯矩图： 计算得自由端水平位移为1cm； 假定荷载图： 结果弯矩图： 计算得自由端水平位移为0.63cm； （四）桩顶系梁配筋计算： 选择材料 选择C30，，采取HRB335级钢筋，。 确定截面尺寸（系梁拐角处） 取，b=800mm，则 混凝土保护层厚度取40mm，,则 ，实际取，截面有效高度。 计算钢筋截面面积和选择主钢筋 由式得 ，（舍去） 代入式得 在系梁外侧面拐角处配13根Φ16钢筋，，系梁内侧配置7根Φ16钢筋，在远离角点第二根桩以外处内外侧均配置7根Φ16钢筋 箍筋、弯起钢筋计算略，按计算可不配置箍筋，实际施工时，将桩头钢筋调直后，直接将侧面钢筋和桩身纵向钢筋绑扎固定。每桩之间可加一道φ8mm箍筋。 四、说明及要求 桩顶部设1.2m×0.8m系梁连接全部抗滑桩，加强桩顶部整体稳定性，作为桩承载力安全贮备及减小桩顶水平位移，在系梁拐角处截面加宽到1.6m，不另设支撑。在承台基坑开挖后立即采取垫层封底，不得有水浸泡，并快速组织后续钢筋、混凝土施工。 依据现场实际情况，当承台底和高速公路坡脚水平距离大于5米时，不再设抗滑桩防护，抗滑桩施工前，必需采取有效防水方法，预防路面上及周围地表水流向抗滑桩周围区域。 因土压力不确定原因很多，承台开挖过程中应安排专员观察路堤及桩顶系梁变形及位