抗滑桩的配筋设计2013

第三章 刚性抗滑桩的配筋设计

3.1 设计参数依据

《钢筋砼结构设计规范》 （TJ10-74）和（TJ10-85）

杨文渊《土木工程设计手册》 交通出版社 1985 砼参数

钢筋、钢轨材料、型号参数

3.2 桩截面配筋率的取值和 截面高度h的确定 1. 配筋率的取值

搅滑桩是一种特殊的“梁”，其结构设计要求桩在破坏时，具有“塑性破坏”特征，即受拉钢筋首先到达屈服，然后砼受压破坏。

要使桩的破坏属于“塑性破坏”或“使结构具有较好的延性”，桩截面配筋率应满足：

(mi,n

m a

（1）平衡梁的概念与max的计算

梁在破坏时，钢筋的屈服与砼的受压破坏同时发生，此时梁称为平衡配筋梁。 ①相应的配筋率称为平衡配筋率(max)

相应于超筋梁，把具有“塑性破坏”特征的梁称为适筋梁。

超筋梁可知，平衡梁是的界限情况，平衡配筋率又称为界限配筋率，即max

适筋梁②《钢筋砼结构设计规范》（TJ10-85），根据正截面强度计算方法和平衡梁的破坏特性，提出max计算公式：

max=

bRwa

Ra

b:界限相对受压区高度

Rwa:砼的弯曲抗压强度

R:钢材屈服强度a

式中b

x0

h0

(1

Ra

0.0033Ea

x0:砼受压区高度 

Ea:钢材弹模)

（2）少筋梁的概念和最少配筋率min的计算： 如图，为祖不同配盘率梁的

Mcr

（Mcr是梁开裂弯矩，Mu是梁开裂弯矩） ~s曲线：

MU

Mcr

MU

s

可是：随配筋率减少，Mcr/Mu增大，梁的极限弯矩Mu减少。一旦减少到使Mcr

与Mu重合时，裂缝出现钢筋应力即达屈服。

①

若

② 根据Mcr=Mu，可得min=0.34

Rt

Rt:砼抗拉强度

a R:钢材屈服强度a

注意：其取值与多因素有关，《规范》是据砼等级查表得。

例

C35以下,min0.15%C40~C60,min0.2%

（3）经济配筋率及的选取

从结构的受力特征看，截面尺寸的选取，只要(min,max)即可。

① 如何使选定的截面尺寸在满足强度要求及使用要求的前提下，使结构设计的总造价最省？即结构优化的问题。

在此将满足该条件的配筋率称为经济配筋率，实际设计为经济配筋率范围。 ② 目前据《砼基本构件》——藤智明，清华大学出版社总结 对于原筋矩形截面的构件

2. 桩截面高度h的确定

1.板的经济配筋率 0.4~0.8%

2.梁的经济配盘率 0.6~1.5%

截面宽度b0h

已知下，合理选择成为砼设计的关键。

最大弯矩Mmax

对矩形截面梁：

Rg:主筋抗拉强度

h0 Rw;砼抗弯强度

K:安全系数1

（1）h的取值范围：

1 minh01h1h0ch

 hc=主筋形的位置

hhhh02202cmax

h取（h2，h1）则桩属于适筋梁（桩）。

0.6%h03,h3

（2）h的参考取值：

1.5%h,h044

从h1、h2、h3、h4选优 （3）抗剪强度对h的控制

h的选择尚应满足抗剪强度。

砼抗剪力QH

桩的抗剪能力由组成，

箍筋抗剪力QK

即：Q=QH+QK=0.07Rabh0+

khRgnakh0

s

Ra:砼的轴心抗压强度



kh:设计常数1.2-1.5

n:箍筋肢数

a:设计中允许选择的单根箍筋的最大截面积k:[s]允许选择的箍筋布置的最小间距最终要求h满足：QK2Qmax （K2：设计安全系数）

3.3 桩主断面主筋配筋设计和割筋设计

依据Mmax进行截面受拉区钢筋数量计算及布置。

另因其它断面M﹤Mmax，且变化幅度大，为节省材料需进行割筋设计。 1. 主筋配筋设计 主筋断面和筋率1RW

Rg12K1Mmaxbh02Rw

主筋总面积：Ag=1bh0 主筋数量：n=

Agag

ag=可选主筋的单根截面积

主筋数量

在布置断面时，（故hc随主筋的布置情况可精确算出，等都要作某些调整，

截面尺寸据图中布筋进行强度验算）：主筋m排，各排间距du，各排数量为m1，m2„。

一般情况下，主断面的抗弯能力M：

第一排：Ag1Rgm1agRg ，x1

Ag1RgRwb

M1m1agRghBh

xi

 2

第二排：Ag2Rgm2agRg ，x2

m2a2Rg

Rwb

M2m2agRghBh



对于第i排有：xi

x2

dLL 2

miagRg

Rwb

(1﹤i≤m)，

xi

MimiagRghBhdLL(i1)

2

故主断面的抗弯能力为：M 要求

M

i

i1

m

MK1Mmax

构造要求：一般30~36，每根束之间距10~15cm，排距15~20cm，保护层厚度12~18cm均可。

2. 主筋割筋设计

以主断面为基础，减少其他断面的主筋， 选材后绘出材料包络图。

[M1]，[M2] ，[M3]， K[Mmax]

3.4 桩的抗剪能力与箍筋设计

桩的抗剪能力由QH和QK两部分组成

① 若QHK2Q，按理论不需箍筋。但应按《规范》中规定的最大布置间距Smax布

naK

k置箍筋，同时满足S

max

kmin

② 若QHK2Q，则应计算设计箍筋：

箍筋的间距S

主要有 ，进而绘出桩的抗剪能力包络图

布置的区分hsi

其原理是：

箍筋肢数,n

在桩截面h选取中，已确定，

截面积aK

naK

S

K2Q0.07Rabh0

受拉区主筋

12~14cm可2~4肢，刚性抗滑桩一般存在两种受筋，间距灵活布置。

抗剪箍筋

3.5 此外

受压区和断面两侧的架立筋尚有，一般按构造布置，多与主筋同型号，间距50cm左右。

各种拉筋

第四节 抗滑桩工程的施工设计图绘制

（）滑坡计算断面图1（2）桩力结构图3）桩基抗护壁图（（4）桩位布置纵断面图

抗滑桩工程的施工图包括：

（5）工程布置总平面图内力分布图（6）还有结构设计中学需的材料包络图围岩应力分布图



4.1 滑坡（桩力计算）断面图

桩力计算与结构设计

示出抗滑桩桩位，岩土分层及滑带位置

1. 图框、图标及绘图比例

1

图框：选择图幅尺寸，有各种固定标准尺寸（加宽或加长应按的整倍数进行）

8

图标：各异

应画出图例外框和岩芯分界线。

2. 断面地表线（line），读入基点（0，高程H0），新点（xi,，yiHiH0） 3. 钻孔和探坑绘制（ZKB）

4. 岩土分层线、水位线（虚线）和刷方线（中粗线）绘制（Line模块）

5. 滑面绘制：可能有多层滑面。（调用LINE或ARC函极）

6. 滑坡桩力单元中重量、刷方量和饱水面积计算（调用Area函极）

令IP50



IP50绘桩力轮廓图和尺寸标准

4.2 桩力结构图绘制

⑴桩力结构图 ⑵桩力断面图 ⑶箍筋示意图 ⑷材料明细表 ⑸汉字说明

此外，注总，图框，图标

㈠桩力立面图：

指沿桩截面高度h方向，桩整体配筋结构图。



桩力结构线(桩力轮廓线,主筋绘制,架立筋布置,箍筋绘制)

尺寸标注线(水平尺寸标注，竖向尺寸标注）



主筋标注方式

材料型号标注架立筋标注方式箍筋标注方式

1. 2.

主筋（排数、割筋）

注架立筋，当架立筋与主筋型号同，辅架立筋只需将靠山侧两根主筋延长即

可，型号差大则需与相应排主筋有DL长的搭接长度。 3.

箍筋、属于受力筋，前已布置间距（立面图上为垂直主筋或架立筋的水平线）。

箍筋标注块KBK。

如第i个箍筋布置,长度YS(i),型号(18),编

逐根绘制方式号8,间距250mm

两种绘制法 该为内箍筋按实数画出



分为方字标注法不在图上实际标注箍筋

（二）桩力断面图

主筋的数量

对于等截面抗滑桩，这些断面主要区别是，其余构造均相同。

位置断面边框 ↓

主筋←实际工程中，为力臂，常将主筋成束排列 ↓

箍筋→单框双肢

↓

受压的架立筋断面受压区最底端

架立筋（受压筋）布于断面两侧，且是成双对称布置 ↓ 的。

拉筋 （可出现主筋上如钢轨） ↓

标准尺寸（材料型号、编号、数量、间距等）

1. 主筋：主筋布置排放 每排中含主筋束数

每束主筋的根数、编号、各编号主筋的位置、根数、型号等等。

（三）材料表制作（GJMXB钢筋明细表）

汇点表

1. 钢筋：按主筋、主架立筋、辅架立筋、箍筋、拉筋 单根长度、总长度、总重

按钢材分类计算各类钢材总吨数

2. 材料分类统计

计算桩力体积

4.3 桩基坑护壁图绘制

护壁是抗滑桩施工中的一项辅助工程。目的是保证基坑开挖时桩力深注期间的施工

锁口盘

安全由组成，其尺寸主要据抗滑桩的尺寸而定。

壁身

锁口盘尺寸和护壁厚度均为定型尺寸，目前该护壁结构已趁定型。

4.4 桩位布置纵断面图

表达抗滑桩在垂直于滑坡滑动方向的布置和桩位处地质情况。

4.5 内力分布图、材料包络图和围岩应力分布图

（不属施工图）

第三章 刚性抗滑桩的配筋设计

3.1 设计参数依据

《钢筋砼结构设计规范》 （TJ10-74）和（TJ10-85）

杨文渊《土木工程设计手册》 交通出版社 1985 砼参数

钢筋、钢轨材料、型号参数

3.2 桩截面配筋率的取值和 截面高度h的确定 1. 配筋率的取值

搅滑桩是一种特殊的“梁”，其结构设计要求桩在破坏时，具有“塑性破坏”特征，即受拉钢筋首先到达屈服，然后砼受压破坏。

要使桩的破坏属于“塑性破坏”或“使结构具有较好的延性”，桩截面配筋率应满足：

(mi,n

m a

（1）平衡梁的概念与max的计算

梁在破坏时，钢筋的屈服与砼的受压破坏同时发生，此时梁称为平衡配筋梁。 ①相应的配筋率称为平衡配筋率(max)

相应于超筋梁，把具有“塑性破坏”特征的梁称为适筋梁。

超筋梁可知，平衡梁是的界限情况，平衡配筋率又称为界限配筋率，即max

适筋梁②《钢筋砼结构设计规范》（TJ10-85），根据正截面强度计算方法和平衡梁的破坏特性，提出max计算公式：

max=

bRwa

Ra

b:界限相对受压区高度

Rwa:砼的弯曲抗压强度

R:钢材屈服强度a

式中b

x0

h0

(1

Ra

0.0033Ea

x0:砼受压区高度 

Ea:钢材弹模)

（2）少筋梁的概念和最少配筋率min的计算： 如图，为祖不同配盘率梁的

Mcr

（Mcr是梁开裂弯矩，Mu是梁开裂弯矩） ~s曲线：

MU

Mcr

MU

s

可是：随配筋率减少，Mcr/Mu增大，梁的极限弯矩Mu减少。一旦减少到使Mcr

与Mu重合时，裂缝出现钢筋应力即达屈服。

①

若

② 根据Mcr=Mu，可得min=0.34

Rt

Rt:砼抗拉强度

a R:钢材屈服强度a

注意：其取值与多因素有关，《规范》是据砼等级查表得。

例

C35以下,min0.15%C40~C60,min0.2%

（3）经济配筋率及的选取

从结构的受力特征看，截面尺寸的选取，只要(min,max)即可。

① 如何使选定的截面尺寸在满足强度要求及使用要求的前提下，使结构设计的总造价最省？即结构优化的问题。

在此将满足该条件的配筋率称为经济配筋率，实际设计为经济配筋率范围。 ② 目前据《砼基本构件》——藤智明，清华大学出版社总结 对于原筋矩形截面的构件

2. 桩截面高度h的确定

1.板的经济配筋率 0.4~0.8%

2.梁的经济配盘率 0.6~1.5%

截面宽度b0h

已知下，合理选择成为砼设计的关键。

最大弯矩Mmax

对矩形截面梁：

Rg:主筋抗拉强度

h0 Rw;砼抗弯强度

K:安全系数1

（1）h的取值范围：

1 minh01h1h0ch

 hc=主筋形的位置

hhhh02202cmax

h取（h2，h1）则桩属于适筋梁（桩）。

0.6%h03,h3

（2）h的参考取值：

1.5%h,h044

从h1、h2、h3、h4选优 （3）抗剪强度对h的控制

h的选择尚应满足抗剪强度。

砼抗剪力QH

桩的抗剪能力由组成，

箍筋抗剪力QK

即：Q=QH+QK=0.07Rabh0+

khRgnakh0

s

Ra:砼的轴心抗压强度



kh:设计常数1.2-1.5

n:箍筋肢数

a:设计中允许选择的单根箍筋的最大截面积k:[s]允许选择的箍筋布置的最小间距最终要求h满足：QK2Qmax （K2：设计安全系数）

3.3 桩主断面主筋配筋设计和割筋设计

依据Mmax进行截面受拉区钢筋数量计算及布置。

另因其它断面M﹤Mmax，且变化幅度大，为节省材料需进行割筋设计。 1. 主筋配筋设计 主筋断面和筋率1RW

Rg12K1Mmaxbh02Rw

主筋总面积：Ag=1bh0 主筋数量：n=

Agag

ag=可选主筋的单根截面积

主筋数量

在布置断面时，（故hc随主筋的布置情况可精确算出，等都要作某些调整，

截面尺寸据图中布筋进行强度验算）：主筋m排，各排间距du，各排数量为m1，m2„。

一般情况下，主断面的抗弯能力M：

第一排：Ag1Rgm1agRg ，x1

Ag1RgRwb

M1m1agRghBh

xi

 2

第二排：Ag2Rgm2agRg ，x2

m2a2Rg

Rwb

M2m2agRghBh



对于第i排有：xi

x2

dLL 2

miagRg

Rwb

(1﹤i≤m)，

xi

MimiagRghBhdLL(i1)

2

故主断面的抗弯能力为：M 要求

M

i

i1

m

MK1Mmax

构造要求：一般30~36，每根束之间距10~15cm，排距15~20cm，保护层厚度12~18cm均可。

2. 主筋割筋设计

以主断面为基础，减少其他断面的主筋， 选材后绘出材料包络图。

[M1]，[M2] ，[M3]， K[Mmax]

3.4 桩的抗剪能力与箍筋设计

桩的抗剪能力由QH和QK两部分组成

① 若QHK2Q，按理论不需箍筋。但应按《规范》中规定的最大布置间距Smax布

naK

k置箍筋，同时满足S

max

kmin

② 若QHK2Q，则应计算设计箍筋：

箍筋的间距S

主要有 ，进而绘出桩的抗剪能力包络图

布置的区分hsi

其原理是：

箍筋肢数,n

在桩截面h选取中，已确定，

截面积aK

naK

S

K2Q0.07Rabh0

受拉区主筋

12~14cm可2~4肢，刚性抗滑桩一般存在两种受筋，间距灵活布置。

抗剪箍筋

3.5 此外

受压区和断面两侧的架立筋尚有，一般按构造布置，多与主筋同型号，间距50cm左右。

各种拉筋

第四节 抗滑桩工程的施工设计图绘制

（）滑坡计算断面图1（2）桩力结构图3）桩基抗护壁图（（4）桩位布置纵断面图

抗滑桩工程的施工图包括：

（5）工程布置总平面图内力分布图（6）还有结构设计中学需的材料包络图围岩应力分布图



4.1 滑坡（桩力计算）断面图

桩力计算与结构设计

示出抗滑桩桩位，岩土分层及滑带位置

1. 图框、图标及绘图比例

1

图框：选择图幅尺寸，有各种固定标准尺寸（加宽或加长应按的整倍数进行）

8

图标：各异

应画出图例外框和岩芯分界线。

2. 断面地表线（line），读入基点（0，高程H0），新点（xi,，yiHiH0） 3. 钻孔和探坑绘制（ZKB）

4. 岩土分层线、水位线（虚线）和刷方线（中粗线）绘制（Line模块）

5. 滑面绘制：可能有多层滑面。（调用LINE或ARC函极）

6. 滑坡桩力单元中重量、刷方量和饱水面积计算（调用Area函极）

令IP50



IP50绘桩力轮廓图和尺寸标准

4.2 桩力结构图绘制

⑴桩力结构图 ⑵桩力断面图 ⑶箍筋示意图 ⑷材料明细表 ⑸汉字说明

此外，注总，图框，图标

㈠桩力立面图：

指沿桩截面高度h方向，桩整体配筋结构图。



桩力结构线(桩力轮廓线,主筋绘制,架立筋布置,箍筋绘制)

尺寸标注线(水平尺寸标注，竖向尺寸标注）



主筋标注方式

材料型号标注架立筋标注方式箍筋标注方式

1. 2.

主筋（排数、割筋）

注架立筋，当架立筋与主筋型号同，辅架立筋只需将靠山侧两根主筋延长即

可，型号差大则需与相应排主筋有DL长的搭接长度。 3.

箍筋、属于受力筋，前已布置间距（立面图上为垂直主筋或架立筋的水平线）。

箍筋标注块KBK。

如第i个箍筋布置,长度YS(i),型号(18),编

逐根绘制方式号8,间距250mm

两种绘制法 该为内箍筋按实数画出



分为方字标注法不在图上实际标注箍筋

（二）桩力断面图

主筋的数量

对于等截面抗滑桩，这些断面主要区别是，其余构造均相同。

位置断面边框 ↓

主筋←实际工程中，为力臂，常将主筋成束排列 ↓

箍筋→单框双肢

↓

受压的架立筋断面受压区最底端

架立筋（受压筋）布于断面两侧，且是成双对称布置 ↓ 的。

拉筋 （可出现主筋上如钢轨） ↓

标准尺寸（材料型号、编号、数量、间距等）

1. 主筋：主筋布置排放 每排中含主筋束数

每束主筋的根数、编号、各编号主筋的位置、根数、型号等等。

（三）材料表制作（GJMXB钢筋明细表）

汇点表

1. 钢筋：按主筋、主架立筋、辅架立筋、箍筋、拉筋 单根长度、总长度、总重

按钢材分类计算各类钢材总吨数

2. 材料分类统计

计算桩力体积

4.3 桩基坑护壁图绘制

护壁是抗滑桩施工中的一项辅助工程。目的是保证基坑开挖时桩力深注期间的施工

锁口盘

安全由组成，其尺寸主要据抗滑桩的尺寸而定。

壁身

锁口盘尺寸和护壁厚度均为定型尺寸，目前该护壁结构已趁定型。

4.4 桩位布置纵断面图

表达抗滑桩在垂直于滑坡滑动方向的布置和桩位处地质情况。

4.5 内力分布图、材料包络图和围岩应力分布图

（不属施工图）