抗滑桩课程设计

精品文档 1欢迎下载 岩土工程设计课程设计岩土工程设计课程设计 1 基础计算 1 1 土压力计算 含计算数据 计算过程 土压力示意图 参数 1 土体分层 3 层 2 计算深度 6m 3 地下水埋深 2m 4 单层厚度 2m 5 单层土参数 分层内聚力 C KPa 内摩擦角 土体密度 g cm3 第一层 10402 第二层 60301 8 第三层 60101 85 1 1 1 静止土压力的计算 土层 土的有效重 度 i KN m3 深度 分层厚 hi 重度 i KN m3 竖向自 重应力 c Kpa 静止土 压力系 数 侧向压 力压强 p0 K0 c Kpa 静止土 压力分 布图 第一层 1 1g 20 2 220400 36 14 4 第二层 8428560 5028 第三层 8 5628 5730 8360 59 静止土压力 Ea 145 39KPa 静止土压力作用点距地基距离 0 54m 精品文档 2欢迎下载 1 1 2 主动土压力的计算 土层 土的有效重 度 i KN m3 深度 m 朗肯主动土压 力系数 Ka tan2 45 2 内聚力 C Kpa 主动土压 力压强 a zKa 2cKa1 2 主动土 压力分 布图 第一层 2020 2210 0 58 第二层 840 0760 28 95 27 83 第三层 8 560 3360 50 45 44 84 主动土压力 Ea 152 65 KPa 主动土压力作用点距离墙底距离 0 56m 1 1 3 被动土压力的计算 土层 土的有效重 度 i KN m3 深度 m 朗肯被动土压 力系数 Ka tan2 45 2 内聚力 C Kpa 被动土压力 压强 a zKa 2cKa1 2 被动土 压力分 布图 第一层 2024 6010226 90 第二层 843 0060 327 85 375 85 第三层 8 561 4260 222 52 246 66 精品文档 3欢迎下载 被动土压力 Ea 1505 11 KPa 作用点距离 0 39m 1 1 滑坡推力计算 含计算数据 计算过程 滑坡推力示意图 参数 1 内聚力 100KPa 2 内摩擦力 10 3 土体密度 2g cm3 4 滑坡数 角度 长度 m 第一滑面 5045 第二滑面 4050 第三滑面 9 340 5 地表参数 角度 长度 m 第一段 3015 第二段 3519 16 第三段 4235 第四段 3214 81 第五段 4520 75 精品文档 4欢迎下载 1 2 滑坡推力的计算 1 2 1 滑坡体断面图 1 1 2 条块单位宽度重力 Gn Vn G1 2174 40 KN G2 635 60KN G3 1458 40KN G4 1824 20KN G5 3611 40KN 1 1 3 计算传递系数 由公式 cos n 1 n sin n 1 n tan n 2 0 95 精品文档 5欢迎下载 3 1 4 1 02 5 1 1 1 4 从第一个条块开始计算每延米推力 由公式 Fn tGnsin n Gncon ntan n cnln Fn 1 F1 25 73KN F2 3710 51KN F3 6975 62KN 因此作用在桩上的单位宽度的滑坡推力荷载为 6975 62KN 2 实例计算 2 1 计算题目条件 项目滑坡推力 T KPa 内聚力 C KPa 内摩擦角 重度 g cm3 上部桩长 h1 m 参数 730419162616 2 2 计算流程 含计算步骤 每一步骤的计算公式 2 2 1 桩的位置 平面布置 桩间距 桩位的设计 2 2 2 桩型 桩长 锚固深度 截面尺寸的设计 项目桩型桩长 H m 锚固深度 h2 m 截面尺寸 am bm 参数 精品文档 6欢迎下载 2 2 3 确定桩的计算宽度 选定地基系数 2 2 3 1 计算宽度 矩形桩 1 p b B 桩的宽度b 圆形桩 0 9 1 p d B 桩的直径d 2 2 3 2 地基系数 查地基系数表可知 项目横向地基系数 m0竖向地基系数 m 参数 2 0 y y Cm 地基系数随深度变化的比例系数m 随岩土类别而变化的比例常数n 与岩土类别有关的常数 0 y K 法 当 n 0 C 为常数 即 适用于较完整的硬质岩层 未扰动的硬粘CK 土和性质相近的半岩质地层 m 法 当 时 C 值呈三角形变化规律 适用于一般1n 0y Cmy 精品文档 7欢迎下载 硬塑至半坚硬的沙粘土 碎石类土或风化破碎呈土状的软质页岩以及密 度随深度增加的地层 参考 表 5 1 表 5 2 2 2 4 计算桩的变形系数 或 及换算深度 h 或 h 来判断按弹性桩 或刚性桩来计算选 择混凝土型号 查混凝土结构设计规范 GB50010 2002 取弹性模量 E 项目材料弹性模量 E 参数 a 法K 4 4 pCB EI 刚性桩1h 弹性桩1h b 法m 5 pmB EI 刚性桩2 5h 弹性桩2 5h 2 2 5 受荷段内力计算 确定 M0 Q0 每根桩的水平推力 T TFb 桩前被动土压力 p E 精品文档 8欢迎下载 2200 11 1 1 1 tan452tan5 222 p Ehc 桩前抗力 P p E 滑坡推力和桩前抗力的分布 1 1 T q h 2 1 1 q T h 滑面处剪力 0 QTP 滑面处弯矩 0 2 TP h M 2 2 6 锚固段内力计算 根据桩底的边界条件采用相应的计算公式求算滑面处的水平位移 和转角及其下若干点 刚性桩一般每深 1m 取一点 弹性桩 0 2m 的侧向弹性力 截面剪 力 弯矩等 同时求出最大剪力及其位置 最大弯矩及其位置 2 2 6 1 弹性桩锚固段内力计算 a K 法 1234 23 4123 22 3412 223 2341 323 4 44 444 AAA yA AAA yA y AAA A y AAA A MQ xx EJEJ MQ x EJEJ M MQ x EJEJEJ Q MQ x EJEJEJ 精品文档 9欢迎下载 式中 K 法的影响函数值 1 2 3 4 当桩底为固定端时 2 2132334 2232 421411 2 12341331 222 421421 44 44 44 AA A AA A MQ x EJEJ MQ EJEJ 当桩底为铰支端时 22 341242 23 13142314 22 3412412 2 23122314 44 4444 44 4444 AA A A A MQ x EJEJ MQ EJEJ 当桩底为自由端时 2 4132314 2232 324334 2 3412212 222 323324 4 4444 4 4444 AA A AA A MQ x EJEJ MQ EJEJ b m 法 1111 23 2222 23 2 3333 23 3 4444 23 AAA yA AAA fA AAA yA AAA yA MQ xx ABCD EJEJ MQ x ABCD EJEJ MQ MEJ x ABCD EJEJ MQ QEJ x ABCD EJEJ 式中 锚固段桩身任一截面的位移 m 转角 rad 弯矩 yx y yM y Q kN m 剪力 kN 滑动面处桩的位移 m 转角 rad 弯矩 kN m 剪力 Ax A AM A Q 精品文档 10欢迎下载 kN 随桩的换算深度 而异的 m 法的影响函数值 iAiBiCiD2h E 混凝土的弹性模量 kN m2 J 桩的截面惯性矩 m4 a 当桩底为固定端时 12121212 23 12121112 12121212 2 12121212 AA A AA A MBCC BQB DD B x a EJABB AEJABB A MC AACQD AAD EJABB AEJABB A b 当桩底为铰交端时 13131313 23 13131313 13131313 2 13131313 AA A AA A C BBCD BB DMQ x EJB AABEJB AAB ACC AADD AMQ EJB AABEJB AAB c 当桩底为自由端时 34343443 22 34343434 34343434 2 34343443 AA A AA A B CC BB BB DMQ x EJA BB AEJA BB A C AACD AA DMQ d EJA BB AEJA BA B 2 6 6 2 刚性桩锚固段内力计算 a 未知参数 和转角 0 y 3 0 00 0 2 0 0 436 232 p p mhcawQQ hBM y mhQ hBM 0 0 4 0 12 32 18 p hQ M mw a hcB 精品文档 11欢迎下载 b 深处的侧向位移y 0 xyy c 深处的弹性抗力y 0 y ymyy d 滑动面以下 y 深度处的桩截面的弯矩和剪力 2 00 3 0 00 1 32 6 1 2 12 P y yp myQQyy B ymyQyy MMB e 剪力图弯矩图 2 2 7 地基强度校核 2 2 7 1 地基横向承载力 1 12 1 12 4 tan cos 4 tan cos yc H yc H 侧向应力 容许侧向应力 2 2 7 2 竖向地基承载力验算 1 2 ucq cqb NNNP 太沙基地基承载力系数 cNqNN 地基容许承载力 精品文档 12欢迎下载 uP K K 系数 取 2 桩的应力 Gvg G F F 桩底面面积 2 3 试算过程 2 3 1 第一次试算 计算题目条件 项目滑坡推力 T KPa 内聚力 C KPa 内摩擦角 重度 g cm3 桩长 h1 m 参数 1470019262033 2 3 1 1 桩的位置 平面布置 桩间距 桩位的设计 桩位 滑坡体前缘 2 3 1 2 桩型 桩长 锚固深度 截面尺寸的设计 项目桩型桩长 H m 锚固深度 h2 m 截面尺寸 am bm 参数矩形柱 33112 2 2 3 1 3 确定桩的计算宽度 选定地基系数 计算宽度 m 3 pB 精品文档 13欢迎下载 地基系数 查地基系数表可知 项目竖向地基系数 m0横向地基系数 m 参数 40002000 采用 m 法计算地基系数 2000yCmy 2 3 1 4 判断桩的性质 项目材料弹性模量 E 参数C30 混凝土 3 107 桩的变形系数 m 法 5 7 2000 3 0 18 31 33 10 刚性桩0 18 111 982 5h 2 3 1 5 受荷段内力计算 确定 M0 Q0 每根桩的水平推力 T KN 14700T 桩前被动土压力 p E KN 220000 1 20 22 tan45132tan 451312438 47 2 p Ec 桩前抗力 P 12438 47 KN p E 滑坡推力和桩前抗力的分布 精品文档 14欢迎下载 KN m 1 14700 668 18 22 q KN m 1 565 39q 滑面处剪力 KN 2261 53 0 Q 滑面处弯矩 KN m 0 24876 83 M 2 3 1 6 刚性桩锚固段内力计算 a 未知参数 和转角 0 y m 0 7 71y rad 0 53 b 深处的侧向位移y 4 080 53xy c 深处的弹性抗力y 2 8172 61060 y yy d 滑动面以下 y 深度处的桩截面的弯矩和剪力 精品文档 15欢迎下载 32 43 1060111 302261 53 26537 102261 5324876 83 y y Qyy yyy M e 剪力图弯矩图 2 3 1 7 地基强度校核 a 地基横向承载力 2 8172 61060 39 02934 41 yy y 距离滑面深度 00934 41 17112 6973 43 212105 21012 45 314977 81051 47 415730 41090 49 5143631129 51 610875 61168 53 75268 21207 55 8 2459 21246 57 912306 61285 59 10 242741324 61 精品文档 16欢迎下载 1138361 41363 63 存在不满足 条件 不满足 b 7 2 错误原因分析 计算单桩承受的水平推力没有考虑桩间距 同时桩截面太小 现更改桩 截面尺寸为 3 4 同时 更改计算方式 2 3 2 第二次试算 计算题目条件 项目滑坡推力 T KPa 内聚力 C KPa 内摩擦角 重度 g cm3 桩长 h1 m 参数 1470019262033 2 3 2 1 桩的位置 平面布置 桩间距 桩位的设计 桩位 滑坡体前缘 2 3 2 2 桩型 桩长 锚固深度 截面尺寸的设计 项目桩型桩长 H m 锚固深度 h2 m 截面尺寸 am bm 参数矩形柱 33113 4 2 3 2 3 确定桩的计算宽度 选定地基系数 计算宽度 m 4 pB 地基系数 查地基系数表可知 精品文档 17欢迎下载 项目竖向地基系数 m0横向地基系数 m 参数 40003000 采用 m 法计算地基系数 2000yCmy 2 3 2 4 判断桩的性质 项目材料弹性模量 E 参数C30 混凝土 3 107 桩的变形系数 m 法 5 7 2000 3 0 18 31 33 10 刚性桩0 18 111 982 5h 2 3 2 5 受荷段内力计算 确定 M0 Q0 每根桩的水平推力 T KN 14700 344100T 桩前被动土压力 p E KN 220000 1 20 22 tan45132tan 451312438 47 2 p Ec 桩前抗力 P 37315 41 KN 3 p E 滑坡推力和桩前抗力的分布 KN m 1 2004 54 22 44100 q 精品文档 18欢迎下载 KN m 1 1696 16q 滑面处剪力 KN 6784 59 0 Q 滑面处弯矩 KN m 0 74630 49 M 2 3 2 6 刚性桩锚固段内力计算 a 未知参数 和转角 0 y m 0 7 74y rad 0 02 b 深处的弹性抗力y 2 464 4060 y yy c 滑动面以下 y 深度处的桩截面的弯矩和剪力 32 43 80928 86784 59 20309 66784 5974630 49 y y Qyy yyy M d 剪力图弯矩图 精品文档 19欢迎下载 2 3 2 7 地基强度校核 a 地基横向承载力 2 464 4060 43 391039 61 yy y 距离滑面深度 001039 61 1404 41083 2688 81126 39 3853 21169 78 4897 61213 17 58221256 56 6626 41299 95 7310 81343 34 8 124 81386 73 9 680 41430 12 10 13561473 51 11 2151 61516 9 存在不满足 条件 不满足 2 3 3 第三次试算 计算题目条件 精品文档 20欢迎下载 项目滑坡推力 T KPa 内聚力 C KPa 内摩擦角 重度 g cm3 上部桩长 h1 m 参数 730419162616 2 3 3 1 桩的位置 平面布置 桩间距 桩位的设计 桩位 滑坡体前缘 2 3 3 2 桩型 桩长 锚固深度 截面尺寸的设计 项目桩型桩长 H m 锚固深度 h2 m 截面尺寸 am bm 参数矩形柱 2482 3 2 3 3 3 确定桩的计算宽度 选定地基系数 计算宽度 m 2 13 pB 地基系数 查地基系数表可知 项目竖向地基系数 m0横向地基系数 m 参数 40003000 采用 m 法计算地基系数 3000yCmy 2 3 3 4 判断桩的性质 项目材料弹性模量 E 参数C30 混凝土 3 107 桩的变形系数 m 法 5 7 3000 3 0 17 32 10 刚性桩0 17 81 382 5h 精品文档 21欢迎下载 2 3 3 5 受荷段内力计算 确定 M0 Q0 每根桩的水平推力 T KN 7304 214608 00T 桩前被动土压力 p E KN 220000 1