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课程名称：路基及支挡结构设计题目： 抗滑桩的设计计算 院 系： 土木工程系 专 业： 铁道工程 年 级： 2 0 0 7级 姓 名： （20070000） 指导教师： 孔 德 惠 西南交通大学峨眉校区2009 年 9 月 23 日课 程 设 计 任 务 书专 业 铁道工程 姓 名 学 号 开题日期：2010 年 9 月 23 日 完成日期：2010 年 10 月 22 日题 目 抗滑桩的设计计算 一、设计的目的 1、通过课程设计，掌握抗滑桩的设计计算及其程序运用； 2、 通过实际操作，了解滑坡稳定性分析及其整治，会运用Word、Excel、CAD及VB程序于抗滑桩设计中； 3、 能运用所学路基工程、路基及支挡结构及相关规范、手册等，分析解决滑坡实际工程问题；以提高自己查阅相关资料、分析解决问题的能力。 二、设计的内容及要求 1、设计内容 1）反算滑带土指标；2）判断滑坡稳定性；3）抗滑桩的设计计算。 2、设计要求： 1) 每个同学独立完成滑带土指标的反算及滑坡稳定性判断；完成主轴断面上的一根抗滑桩的设计计算； 2) 说明书必须打印，图纸运用CAD绘图；并且上交电子版和打印版。 三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师 (签章) 2010 年 10 月 23日 已知滑坡主轴断面如图所示，滑体为碎石土堆积层， ， ; 滑床为风化严重的页岩、泥岩（可看为密实土层），为整治此滑坡，建议在滑坡前缘设一排钢筋混凝土抗滑桩，桩底可看为自由端，混凝土的弹性模量，安全系数K=1.2，试设计抗滑桩。说明图1(1)地基系数为常数(2)选用图b(4)滑坡推力与桩前抗力同分布：梯形 用K法 一、每块儿滑块的推力按下式计算：式中：第条块的剩余下滑力；第条块的剩余下滑力；第条块体的重量；第条块体滑面摩擦角；第条块体滑面倾角；第条块体滑面长度；第条块体滑面粘结力；下滑力传递系数，其值为：滑坡推力安全系数；极限平衡稳定状态K=1.00块号 体积容重（kN/m3）滑块重力（kN）滑块倾角（。）sincosTKT（kN/m）Nf*NLC*L滑块推力En（kN/m）传递系数剩余下滑力Ei （kN/m）1102.16222247.5236.10.59 0.81 1324.23 1324.23 1815.97 287.62 22.76 391.70 644.91 0.88 564.56 2771.182216965.9614.940.26 0.97 4373.95 4373.95 16392.45 2596.31 54.22 933.13 1409.07 1.00 1408.99 3586.882212911.3614.920.26 0.97 3324.29 3324.29 12476.07 1976.02 29.28 503.91 2253.36 1.00 2249.96 4571.742212578.2814.390.25 0.97 3125.96 3125.96 12183.66 1929.70 24.42 420.27 3025.95 0.98 2957.20 5484.012210648.228.240.14 0.99 1526.10 1526.10 10538.29 1669.10 20.31 349.54 2464.66 1.00 2464.86 6446.73229828.068.270.14 0.99 1413.65 1413.65 9725.86 1540.42 18.57 319.59 2018.50 1.00 2022.92 71415.482231140.569.10.16 0.99 4925.13 4925.13 30748.62 4870.10 56.35 969.78 1108.16 1.01 1119.73 8634.672213962.7414.470.25 0.97 3488.91 3488.91 13519.82 2141.33 26.38 454.00 2013.31 1.00 2013.31 91049.32223084.614.470.25 0.97 5768.22 5768.22 22352.32 3540.26 42.71 735.04 3506.23 0.96 3368.25 10704.392215496.585.060.09 1.00 1366.78 1366.78 15436.19 2444.85 28.45 489.62 1800.56 0.99 1787.29 11389.3228564.62.70.05 1.00 403.45 403.45 8555.09 1354.99 18.28 314.60 521.14 1.00 521.16 12454.37229996.142.710.05 1.00 472.63 472.63 9984.96 1581.46 23.03 396.35 -984.03 0.99 -972.68 13254.45225597.9-0.79-0.01 1.00 -77.18 -77.18 5597.37 886.54 15.25 262.45 -2198.85 0.99 -2177.85 1496.39222120.58-3.76-0.07 1.00 -139.06 -139.06 2116.02 335.14 14.78 254.36 -2906.42 极限平衡稳定状态K=1.2块号 体积容重（kN/m3）滑块重力（kN）滑块倾角（。）sincosTKT（kN/m）Nf*NLC*L滑块推力En（kN/m）传递系数剩余下滑力Ei （kN/m）1102.16222247.5236.10.59 0.81 1324.23 1589.08 1815.97 287.62 22.76 391.70 910 0.88 796 2771.182216965.9614.940.26 0.97 4373.95 5248.74 16392.45 2596.31 54.22 933.13 2516 1.00 2516 3586.882212911.3614.920.26 0.97 3324.29 3989.15 12476.07 1976.02 29.28 503.91 4025 1.00 4019 4571.742212578.2814.390.25 0.97 3125.96 3751.16 12183.66 1929.70 24.42 420.27 5420 0.98 5297 5484.012210648.228.240.14 0.99 1526.10 1831.32 10538.29 1669.10 20.31 349.54 5109 1.00 5110 6446.73229828.068.270.14 0.99 1413.65 1696.38 9725.86 1540.42 18.57 319.59 4946 1.00 4957 71415.482231140.569.10.16 0.99 4925.13 5910.16 30748.62 4870.10 56.35 969.78 5027 1.01 5080 8634.672213962.7414.470.25 0.97 3488.91 4186.69 13519.82 2141.33 26.38 454.00 6671 1.00 6671 91049.32223084.614.470.25 0.97 5768.22 6921.86 22352.32 3540.26 42.71 735.04 9318 0.96 8951 10704.392215496.585.060.09 1.00 1366.78 1640.14 15436.19 2444.85 28.45 489.62 7657 0.99 7600 11389.3228564.62.70.05 1.00 403.45 484.14 8555.09 1354.99 18.28 314.60 6415 1.00 6415 12454.37229996.142.710.05 1.00 472.63 567.15 9984.96 1581.46 23.03 396.35 5004 0.99 4947 13254.45225597.9-0.79-0.01 1.00 -77.18 -92.62 5597.37 886.54 15.25 262.45 3705 0.99 3670 1496.39222120.58-3.76-0.07 1.00 -139.06 -166.87 2116.02 335.14 14.78 254.36 2913 由于当K=1.2时，第十三块滑块的滑坡推力大于0。则需在第十三块滑块与第十四块滑块之间设置抗滑桩。抗滑桩采用C20的钢筋混凝土，其弹性模量为：，桩截面为：的矩形，截面，截面模量；截面对桩中心惯性矩，相对刚度系数装的间距，桩的计算宽度桩的埋深，见图2所示。 图2 抗滑桩设计图 （1）计算桩的刚度桩的变形系数桩的换算深度1，故属弹性桩。（2） 计算外力 把抗滑桩设置在第十三块滑块的后面，滑块厚度为14m，当桩前剩余下滑力（桩前滑体抗力）采用梯形分布，可将抗力图像简化成如图 每根桩承受的水平推力E= 每根桩前的剩余抗滑力P= 桩前被动土压力 桩前被动土压力大于桩前剩余抗滑力，故桩前抗力安剩余抗滑力控制。 滑坡推力和剩余抗滑力均按梯形分布时，按结构力学法计算公式得， 式中桩身任意计算点的剪力，KN桩身任意计算点的弯矩，KN.m滑面至任意计算点的距离，m利用excel计算，结果如下表：距离y弯矩（KN/m）剪力KN05874.375839.1964285715065.1498724779.2538265324315.8673469719.3112244933626.5274235659.3686224542997.130102599.4260204161918.1632653479.5408163381078.9668367359.6556122410479.54081633239.7704081612119.88520408119.885204081400（3）各深度处的无量纲影响系数：（y随锚固段深度变化），Y（m）z/AxzBXZAzBzAmzBmzAQzBQz02.60 0.00 0.5135 0.5060 -0.5060 -1.0072 0.0000 1.0000 1.0000 0.0000 12.60 0.08 0.4920 0.3232 -0.4834 -0.8034 0.1572 0.9541 0.6270 -0.3214 22.60 0.17 0.3496 0.1619 -0.4323 -0.5922 0.2610 0.8489 0.2983 -0.5400 32.60 0.25 0.2196 0.0512 -0.3734 -0.4291 0.2983 0.7261 0.0824 -0.6269 42.60 0.33 0.1174 -0.0183 -0.3108 -0.2909 0.2997 0.5932 -0.0718 -0.6435 52.60 0.42 0.0482 -0.0723 -0.2435 -0.1981 0.2697 0.4464 -0.0582 -0.6717 62.60 0.50 0.0366 -0.1002 -0.1904 -0.0853 0.2270 0.3264 -0.2338 -0.5297 72.60 0.58 0.0281 -0.1103 -0.1498 -0.0307 0.1760 0.2277 -0.2456 -0.4399 82.60 0.67 -0.0155 -0.1119 -0.1157 0.0109 0.1197 0.1378 -0.2324 -0.3351 92.600.75 -0.0498 -0.1071 -0.0958 0.0328 0.0749 0.0782 -0.1991 -0.2439 102.600.83 -0.0769 -0.0990 -0.0839 0.0447 0.0302 0.0360 -0.1503 -0.1578 112.600.92 -0.0995 -0.0879 -0.0784 0.0695 0.0105 0.0089 -0.0778 -0.0699 122.601.00 -0.1035 -0.0755 -0.4775 0.0504 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 (4)用简化法计算弹性桩的内力和变位由下列公式公式计算得，计算结果见下表；、 分别为锚固段桩身任一段截面位移、转角、弯矩、剪力；、 分别为滑面处桩的截面位移、转角、弯矩、剪力； 混凝土的弹性模量，KN/m; 桩的截面惯性矩； 桩的变形系数；yz/xzzMz（KN/m）Qz（KN）y02.60 0.00 0.000661 -0.0002 4083.04 583.29 231.19 12.60 0.08 0.000456 -0.0